李 麗，高瑩苒，王大勇，姬新

1. 河南護理職業(yè)學院 微生物學與免疫學教研室，河南 安陽 455700； 2. 河南大學 醫(yī)學院，河南 開封 475004

嵌合抗原受體(CAR)技術在血液腫瘤治療中的研究進展

1. 河南護理職業(yè)學院 微生物學與免疫學教研室，河南 安陽 455700； 2. 河南大學 醫(yī)學院，河南 開封 475004

嵌合抗原受體是一種基礎性的免疫治療，經(jīng)過近二十五年的發(fā)展，它已經(jīng)成了治療惡性腫瘤的新希望。隨著對新的特異性腫瘤標志物的不斷發(fā)現(xiàn)以及基因工程技術的不斷發(fā)展，嵌合抗原受體技術越來越成熟，即將在臨床上得到廣泛應用。嵌合抗原受體技術治療方法在血液腫瘤的治療中存在顯著的優(yōu)勢，取得了新的突破。本文主要對嵌合抗原受體技術在血液腫瘤免疫治療中的應用進行回顧性分析，對其優(yōu)勢、創(chuàng)新、應用現(xiàn)狀以及未來發(fā)展進行了深入分析。

嵌合抗原受體技術；血液腫瘤免疫治療；研究進展

嵌合抗原受體療法是一個涉及到患者T細胞基因修飾，進而誘導其攻擊腫瘤細胞的一種個體化的治療方法[1-4]。在機體抗腫瘤免疫治療中，細胞免疫發(fā)揮了十分重要的作用，但是生理性的T細胞表面受體識別腫瘤抗原的模式在很大程度上受到了人體白細胞抗原的限制，并且對腫瘤細胞人體白細胞抗原分子表達的下調與免疫抑制的腫瘤微環(huán)境，T細胞表面受體很難在其中發(fā)揮出相應的作用[5-7]。MHC代表個體特異性的同種異型抗原稱移植抗原或組織相容性抗原，其中能引起強而迅速排斥反應的抗原稱主要組織相容性抗原(MHC)。近年來對免疫應答機制的研究[8-9]發(fā)現(xiàn)，MHC的基因表達產(chǎn)物MHC分子在免疫應答中具有重要的生物學意義：一方面，MHC分子直接參與抗原提呈細胞(APC) 對內(nèi)源性或外源性抗原的提呈；另一方面，在TCR特異性識別APC所提呈的抗原肽過程中，必須同時識別與抗原肽結合成復合物的MHC分子，才能產(chǎn)生T細胞激活信號，即 MHC限制性。

為了能夠成功掙脫人體白細胞抗原分子的MHC限制，嵌合抗原受體療法隨之出現(xiàn)，這種治療方法是一種單鏈抗體設計。嵌合抗原受體的結構和T細胞表面受體具有很強的相似性，主要由胞外特異性腫瘤抗原識別區(qū)、跨膜區(qū)、鉸鏈以及胞內(nèi)信號傳導域這幾個部分組成[10-13]。胞外特異性腫瘤抗原識別區(qū)也可以被叫做單鏈可變區(qū)，它可以針對腫瘤抗原特異性抗體抗原識別區(qū)的輕鏈和重鏈，通過非人類白細胞抗原分子的限制模式對腫瘤或者與腫瘤相關的特異性抗原進行識別，通過胞內(nèi)信號域來傳導信號，然后再通過活化效應T細胞來產(chǎn)生特異性腫瘤效應[14-15]。把這種腫瘤相關抗原的嵌合抗原受體通過基因工程的方法，將其在T細胞表面表達出來，然后再經(jīng)過體外擴增之后將其過繼輸注給相應的腫瘤患者，我們將這種治療方法稱為嵌合抗原受體療法[16]。

1 嵌合抗原受體的優(yōu)勢分析

通過對嵌合抗原受體的產(chǎn)生進行分析可知，這種治療方法在腫瘤的免疫治療中具有很多顯著的優(yōu)勢。這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，嵌合抗原受體技術所修飾的T細胞通過非嵌合人類白細胞抗原限制的模式對腫瘤抗原進行識別，這就促使T細胞(特別是CD8T抗原提呈細胞)活化，然后再克服了腫瘤細胞人類白細胞抗原分子表達下調的免疫逃逸機制，將腫瘤細胞直接殺死[17-19]。第二，生理性的T細胞表面受體只能對蛋白抗原進行直接性的識別，但是嵌合抗原受體能夠對脂類抗原、糖類以及蛋白進行識別，這在很大程度上擴大了靶點的選擇范圍，因此它的應用將會更加廣泛。第三，活化之后的嵌合抗原受體的T細胞能夠分泌出很多的細胞因子，這些細胞因子能夠與免疫抑制的腫瘤微環(huán)境進行對抗，以此來提高T細胞的抗腫瘤效應。除此之外，異體或者自體的T細胞都具有一定的擴增能力，能夠在患者體外以很快的速度擴增，直到達到治療劑量的要求，并且它會在患者體內(nèi)維持治療所需要的劑量，在很大程度上增強了臨床應用的可行性與有效性[20]。

2 嵌合抗原受體技術的創(chuàng)造性發(fā)展

2.1 尋找最好的信號組合

第一代的嵌合抗原受體證明了它能夠對抗原進行識別，并且能夠靶向激活細胞。但因缺乏協(xié)同刺激信號，它還不能夠將T細胞完全激活，并且那些已經(jīng)被激活的T細胞抗腫瘤的效應會在很大程度上受到限制[6]。經(jīng)過研究，我們在嵌合抗原受體的細胞之中添加了一個協(xié)同刺激分子，出現(xiàn)了二代嵌合抗原受體；在嵌合抗原受體的細胞之中添加了兩個以上的協(xié)同刺激分子的二代嵌合抗原受體，出現(xiàn)了三代嵌合抗原受體?，F(xiàn)階段可以用來進行選擇的協(xié)調刺激信號主要包括CD134、CD137、CD28以及誘導共刺激分子等。雖然在理論上二代嵌合抗原受體的作用應該弱于三代嵌合抗原受體，但是三代嵌合抗原受體很可能泄露信號，所以在臨床上主要采用二代嵌合抗原受體進行試驗[21-23]。通過對嵌合不同協(xié)調刺激分子的二代嵌合抗原受體進行研究發(fā)現(xiàn)，CD28和其他的協(xié)調刺激分子相比較而言能夠更好地促進IL-2的分泌。CD137能夠顯著的增加修飾細胞的存活能力，ICOS則能夠顯著的促進靶細胞的溶解。雖然在多數(shù)臨床試驗中所采用嵌合抗原受體的復雜性和構造都不相同，但是在現(xiàn)今的臨床研究中還很少將其進行對比性研究。為了獲得更好的臨床研究效果，最好的信號應該不僅要能夠持續(xù)促進T細胞功能與生存，而且能夠防止其過度的增生組合。隨著研究的不斷發(fā)展，我們發(fā)出現(xiàn)CCR2、CCR4等嵌合趨化因子能夠更好的活化T細胞，增強T細胞的抗腫瘤活性[24]。

2.2 人源單抗的使用

通常情況下，鼠源性單抗是構建嵌合抗原受體胞外單鏈可變區(qū)的重要組成部分，在患者體內(nèi)可以將其作為獨特型抗體存在，能夠利用它來進行宿主免疫反應。如果在循環(huán)中沒有發(fā)現(xiàn)這種抗體的存在，那就說明這是一個十分復雜的免疫過程。因其可能會對嵌合抗原受體T細胞的活化以及擴增造成影響，通常建議使用人源性單抗?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有實驗將人源性單抗引入到嵌合抗原受體的構建過程中，并將其稱之為嵌合抗原抗體。將人源性抗體引入之后，嵌合抗原受體治療方法的應用范圍將會更加廣闊[25]。

2.3 選擇效應細胞

現(xiàn)階段，在多數(shù)臨床實驗中使用最頻繁的是CD3+T細胞，主要包括CD8+T細胞、CD4+T細胞及其他亞群細胞。因為多克隆選擇以及異質性選擇的多變性，通常會選擇較強的趨化腫瘤組織以及對正常的組織損傷較小的細胞亞群來提高治療的效果。其一為記憶性T細胞。多數(shù)研究顯示，嵌合抗原受體所修飾的低分化T細胞亞群在臨床過繼輸注之后，其抗腫瘤效應以及擴增能力都會有所增強，并且整體反應較好。通過在動物體內(nèi)進行的實驗證實，中央記憶性T細胞因具有較強的分化能力而在進行輸注反應之后較周圍其他記憶T細胞的記憶能力強。其二為雙特異性T細胞。病毒特異性T細胞具有兩大優(yōu)勢，第一個優(yōu)勢表現(xiàn)在它能夠通過生理性的T細胞表面受體對病毒進行識別，進而為T細胞提高更強的協(xié)調刺激信號，增強T細胞的擴增，使T細胞維持在需要治療的劑量水平上。造血干細胞在移植之后輸注供者T細胞，是一種十分有效的抑制移植后復發(fā)的治療。但是異體T細胞會引起移植物抗宿主病效應，自體的T細胞會受到疾病自身進展及患者使用藥物等多方面因素的影響，因而很難獲得治療劑量，而且會因為缺乏同種異體反應而降低移植抗白血病效應。實驗也證實了具有病毒特異性的嵌合抗原受體修飾的T細胞能夠通過生理性的T細胞表面受體來充分活化，進而維持到有效的治療劑量。其三為其他可供選擇的細胞亞群。在近幾年的研究中，NK和CIK細胞也受到了較為廣泛的關注。體外研究CRA修飾CIK細胞，通過研究發(fā)現(xiàn)其容易培養(yǎng)并且培養(yǎng)周期相對較短，能夠較好的殺死腫瘤細胞，趨化因子以及高表達黏附分子具有較強的腫瘤組織趨化以及骨髓趨化能力，在不久的將來會成為嵌合抗原受體更強的抗原細胞。在實驗抗CD19CAR修飾NK細胞的過程中我們發(fā)現(xiàn)，它的轉導率高達49%，但是擴增的NK細胞有60%以上用于表達CAR-CD19，達到了使用逆轉錄病毒的轉染水平。雖然它現(xiàn)在在患者體內(nèi)的持續(xù)性較差，但是隨著科學技術的不斷發(fā)展，NK細胞將會因為它自身具有較高的傳導率而降低腫瘤患者的醫(yī)療費用[26-28]。

3 嵌合抗原受體技術在血液腫瘤治療中的優(yōu)勢以及發(fā)展前景分析

嵌合抗原受體相關的免疫治療方法已經(jīng)在臨床上的研究已超過15 a。現(xiàn)階段正在進行的臨床實驗有30項之多，研究的內(nèi)容主要包括病毒性疾病、血液系統(tǒng)腫瘤以及實體瘤等，特別是在血液系統(tǒng)的研究方面，該技術的發(fā)展十分先進。原因在于，多數(shù)血液腫瘤中都有著較為清楚的腫瘤相關抗原以及腫瘤特異性抗原，為嵌合抗原受體治療方法提供了良好的單鏈以及靶點可變區(qū)。例如，對于CD123、CD30、CD22、CD20等多個靶點，已經(jīng)在嵌合抗原受體療法的研究中有所涉及。但是實體瘤能夠作為設計嵌合抗原受體療法的靶點抗原很少，在局部的腫瘤免疫抑制微環(huán)境中，其抗腫瘤效果相對較差。從CD19嵌合抗原受體所修飾的T細胞在慢性淋巴細胞白血病以及非霍奇金淋巴瘤中的發(fā)展過程看，嵌合抗原受體技術被運用得較為恰當。對于多發(fā)性脊髓瘤，嵌合抗原受體治療方法可能會成為它的主要治療方法，針對CD56、CD38以及CD138甚至胞內(nèi)腫瘤抗原，嵌合抗原受體的研究至今都處于前臨床階段，并且為臨床試驗提供了十分珍貴的數(shù)據(jù)。部分臨床實驗已經(jīng)證實嵌合抗原受體修飾的T細胞能夠根治AML。Ley寡糖抗原是最早被選為嵌合抗原受體治療的AML靶點，并已經(jīng)成功地進入到臨床實驗中。參與實驗的患者的病情都在短時間內(nèi)得到穩(wěn)定，并且均沒有出現(xiàn)明顯的毒副反應，這充分說明了Ley寡糖抗原可以作為嵌合抗原受體T細胞的良好靶點[29-33]。

4 結語

免疫治療是治療腫瘤患者的一種新的治療方法，給腫瘤患者帶來了希望。未來嵌合抗原受體療法的發(fā)展會朝著個體化的方向發(fā)展，嵌合抗原受體療法將作為一種新型的腫瘤免疫治療方法，在腫瘤治療中發(fā)揮出巨大的作用。

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[責任編輯 李麥產(chǎn)]

Progress in the study of chimeric antigen receptor (CAR) in the treatment of blood tumor immunotherapy

1.Department of Microbiology and Immunology, Henan Vocational College of Nursing,Henan Anyang 455000, China; 2.Pharmacy College of Henan University，Henan Kaifeng 475004, China

As a basic immune treatment strategy. Chimeric antigen receptor has nearly 25-years history in the treatment of malignant tumors. With the development of signal transduction pathways, chimeric antigen receptors are widely used in clinical practice. In the treatment of hematological malignancies, chimeric antigen receptors have some significant advantages. The chimeric antigen receptors were retrospectively analysis on the innovation, application, statusquo and development situation, one by one comb.

chimeric antigen receptor technique; blood tumor immunotherapy; research progress

1672-7606(2016)04-0290-04

2016-10-08

國家自然科學基金面上項目(81470545,81670088)

李麗(1975-)，女，河南安陽人，副教授，從事醫(yī)學微生物研究工作。

姬新穎(1963-)，男，河南新安人，教授，從事細胞免疫與治療工作。

R733

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