基于嵌合抗原受体的肿瘤免疫治疗
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translationalmedicinejournalvol3no2apr2014cars的肿瘤免疫治疗效应cart细胞通过scfv与靶细胞胞外抗原特异结合将信号传入细胞从而通过分泌穿孔素颗粒酶等发挥直接细胞毒作用通过fasfasl途径诱导肿瘤细胞凋亡通过白介素interleukinil2ifn粒细胞集落刺激因子tnf等细胞因子产生的旁效应发挥抗肿瘤作用通过炎性细胞因子引起肿瘤局部炎症反应还可通过干扰肿瘤组织的血管营养系统激发机体的免疫效应细胞等发挥抗肿瘤效应il2是最早用于过继免疫治疗的细胞因子它具有激活和扩增细胞增强自然杀伤细胞杀伤活性诱导杀瘤细胞产生的作用还能促ifntnf等重要细胞因子的分泌
［ ４］ Ｃｈｅａｄｌｅ ＥＪ， Ｓｈｅａｒｄ Ｖ ， Ｈｏｍｂａｃｈ ＡＡ ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉ ｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｔ ｃｅｌｌ ｂａｓｅｄ ｔｈｅｒａｐｙ ［ Ｊ］ ． Ｍ ｅｔｈｏｄｓ Ｍ ｏｌ ２０１２ ， ９０７ ： ６４５ ６６６． Ｂｉｏｌ， ［ ５ ］ Ｐｏｒｔｅｒ ＤＬ， Ｌｅｖｉｎｅ ＢＬ， Ｋａｌｏｓ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅ Ｊ］ ． ｃｅｐｔｏｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｔ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｃｈｒｏｎｉｃ ｌｙｍｐｈｏｉｄ ｌｅｕｋｅｍｉａ［ ２０１ １ ， ３６５ （８ ） ： ７２５ ７３３． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍ ｅｄ ， ［ ６ ］ Ｌｏｇａｎ ＴＦ ， Ｇｏｏｄｉｎｇ ＷＥ ， Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅ ＴＬ， ｅｔ ａｌ． Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅ ｓｐｏｎｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｕｍｏｒ ｎｅｃｒｏｓｉｓ ｆａｃｔｏｒ ａｌｐｈａ （ ＴＮＦ ａｌｐｈａ）ｉｎ ａ ｐｈａｓｅ Ｉｂ ｔｒｉａｌ ｉｎ ｃａｎｃｅｒ ｐａｔｉｅｎｔｓ ［ Ｊ］ ． Ｉｍｍｕ １９９７ ， ２０（ ５） ： ３８７ ３９８． ｎｏｔｈｅｒ， ［ ７ ］ Ｋｏｃｈｅｎｄｅｒｆｅｒ ＪＮ ， Ｗｉｌｓｏｎ ＷＨ， Ｊａｎｉｋ ＪＥ ， ｅｔ ａｌ． Ｅｒａｄｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｌｉｎｅａｇｅ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｌｙｍｐｈｏｍａ ｉｎ ａ ｐａｔｉｅｎｔ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ Ｔ ｃｅｌｌｓ ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｔｏ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ ＣＤ１９ ［ Ｊ］ ． Ｂｌｏｏｄ ， ２０１０， １ １６ （ ２０） ： ４０９９ ４１０２． ［ ８ ］ Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｍ Ｒ， Ｑｉｎ Ｌ， ＺｈａｎｇＤ， ｅｔ ａｌ． Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｖｉｒｕｓ ｉｎｆｅｃｔｅｄ ｃｅｌｌｓ ｂｙ ＣＤ８ ＋ Ｔ ｌｙｍｐｈｏ ｃｙｔｅｓ ａｒｍｅｄ ｗｉｔｈ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔ ｃｅｌｌ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ［ Ｊ］ ． Ｂｌｏｏｄ ， １９９４， ８４（ ９） ： ２８７８ ２８８９． ［ ９ ］ Ｌａｍｅｒｓ ＣＨ， Ｓｌｅｉｊｆｅｒ Ｓ ， Ｖｕｌｔｏ ＡＧ， ｅｔ ａｌ． Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔａ ｓｔａｔｉｃ ｒｅｎａｌ ｃｅｌｌ ｃａｒｃｉｎｏｍａ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ Ｔ ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅｓ ｆｉｒｓｔ ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｒｅｔａｒｇｅｔｅｄ ａｇａｉｎｓｔ ｃａｒｂｏｎｉｃ ａｎｈｙｄｒａｓｅ Ⅸ： ｃｌｉｎｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ［ Ｊ］ ． Ｃｌｉｎ Ｏｎｃｏｌ， ２００６ ， ２４（ １３ ） ： ２０ ２２． ［ １０］ Ｐｕｌｅ Ｍ Ａ， Ｓａｖｏｌｄｏ Ｂ， Ｍ ｙｅｒｓ ＧＤ， ｅｔ ａｌ． Ｖｉｒｕｓ ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｔ
［ 基金项目］第十四批（ ２０１ １ 年度） 广西“ 新世纪十百千人才工程” 第二层次人选专项资金资助 ［ 作者单位］５３６０００ 广西 北海， 北海市人民医院吴阶平医学基金会 细胞与分子临床医学研究中心（ 伍玉婷， 梁华晟）
１ ＣＡＲｓ 的发展 １９８７ 年， Ｋｕｗａｎａ ［１ ］课题组首次将免疫球蛋白的 Ｖ 区与 Ｔ 细胞抗原受体（ Ｔ ｃｅｌｌ ｒｅｃｅｐｔｏｒ， ＴＣＲ ） 的α 和 β链的恒定区融合， 构建了可特异识别肿瘤细胞 Ｔ 细胞原型。第一代 ＣＡＲｓ 是由单链可变 的 ＣＡＲ 区结构域（ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈａｉｎ Ｆｖｄｏｍａｉｎ ， ｓｃＦｖ ） 和免疫受体 酪氨酸活化基序（ ｉｍｍｕｎｏｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｂａｓｅｄ ａｃｔｉ ＩＴＡＭ） 连接而成的， 由于其修饰的 Ｔ 细 ｖａｔｉｏｎ ｍｏｔｉｆ， 胞增殖能力和细胞因子分泌水平低下， 无法提供持 续的体内抗肿瘤效应而逐渐淘汰。近来引入 ＣＤ２８ 、 ４ １ＢＢ 、 ＯＸ４０ 、 ＤＡＰ １０ 等 共 刺 激 分 子 （ ｃｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ ｍｏｌｅｃｕｌｅ ， ＣＭ） ， 设计出以 ｓｃＦｖ ＣＭ ＩＴＡＭ 嵌 合 模 式 为特点的第二代 （ 单共刺激分子） 和 第 三 代 ＣＡＲｓ （ 双共刺激分子） ， 有效刺激了 Ｔ 细胞的持久增殖， 提升了细胞杀瘤活性， 延长了细胞存活时间， 促进细
在 ２００６ 年 公 布
的， 以靶向碳酸酐酶 Ⅸ 的 ＣＡＲ Ｔ 细胞治疗 ３ 例转移 性肾细胞癌患者并未观察到预期的临床效应。直到 ２００８ 年这种免疫疗法才获得了真正意义上令人兴 奋的临床研究结果， 在以非洲淋巴细胞病毒特异性
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《 转化医学杂志》 ２０１４ 年 ４ 月 第 ３ 卷 第 ２ 期 Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ３ Ｎｏ． ２， Ａｐｒ ２０１４
疾病类型 直肠癌 Ｂ 系肿瘤 ＨＩＶ 乳腺癌 非霍奇金淋巴肿瘤 Ｂ 系肿瘤 前列腺癌
基因修饰方法 逆转录病毒载体 逆转录病毒 逆转录病毒 ｐｉｇｇｙＢａｃ 转座子系统 逆转录病毒载体 睡美人系统 慢病毒载体
。ＩＬ ２ 是最早用于过继免疫
治疗的细胞因子， 它具有激活和扩增 Ｔ、 Ｂ 细胞， 增 强自然杀伤细胞杀伤活性， 诱导杀瘤细胞产生的作 ＴＮＦ 等重要细胞因子的分泌。研究 用， 还能促 ＩＦＮ 、 证明， 外源性 ＩＬ ２ 的加入对于 Ｔ 细胞的激活和增 殖、 免疫功能的发挥都具有重要作用， Ｋｏｃｈｅｎｄｅｒｆｅｒ 等
［ ６］
发， 并且体内爆发了大量的不表达 ＣＤ１９ 的癌细胞， 其中的原因值得人们深思。
表 １ 嵌合抗原受体修饰 Ｔ 细胞的临床应用
时间 ２００８ ２００８ ２０１２ ２０１２ ２０１２ ２０１３ ２０１４
［ １９ ］ ［ １３ ］ ［ １４］ ［ １５ ］ ［ １６ ］ ［ １７ ］ ［ １８］
靶抗原 ＣＥＡ ＣＤ１９ ＣＤ４ ＨＥＲ２ ＣＤ２０ ＣＤ１９ ＰＳＣＡ
［ ７］
注： ＣＥＡ （ ｃａｒｃｉｎｏ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃａｎｔｉｇｅｎ ， 癌 胚 抗 原） ； ＨＥＲ２ （ ｈｕｍａｎ ｅｐｉ ｄｅｒｍａｌｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ２， 原癌基因人类表皮生长因子受体 ２ 基因） ； ＰＳＣＡ （ ｐｒｏｓｔａｔｅ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ａｎｔｉｇｅｎ ， 前列腺干细胞抗原）
［ ８］
首次将 ＣＡＲ Ｔ 细胞应用于临床试验， 以 ＣＡＲ Ｔ细 胞成功杀伤人类免疫缺陷病毒感染的 ＣＤ４ ＋Ｔ 细胞。 而 ＣＡＲ Ｔ 的临床应用却没有这么顺利， ＣＡＲｓ 的首 次临床应用结果是由 Ｌａｍｅｒｓ 等
［ ９］
ＣＡＲ Ｔ 细胞 １５ ｍｉｎ 后开始呼吸窘迫， ４０ ｍｉｎ 后肺部 水肿， 随时间进行性加重， 在给予心脏复苏、 气管插 管及提升血压处理后治疗无效死亡。推测由于肺、 肝脏等正常组织均表达 ＨＥＲ２ ／ ｎｅｕ 抗原， 高剂量的 ＣＡＲ Ｔ 细胞引起了脱靶效应， 导致患者多器官衰竭 而死。 ３ ３ ２ 细胞因子风暴 第二、 三代 ＣＡＲｓ 中引入了单
５］ 解的程度 ［ 。２０１３ 年 Ｇｒｕｐｐ 等 ［１ １ ］发表了一篇针对
图 １ 三代嵌合抗原受体
急性淋巴性白血病的案例， 以抗 ＣＤ１９ ＋的 ＣＡＲ Ｔ细 胞治疗 ２ 例儿童； 其中， １ 例在 １ １ 个月中病情均表 现为完全缓解； 另 １ 例患者则在缓解了 ２ 个月后复
２ ＣＡＲｓ 的肿瘤免疫治疗效应 ＣＡＲ Ｔ 细胞通过 ｓｃＦｖ 与靶细胞胞外抗原特异 结合， 将信号传入 Ｔ 细胞从而激活 Ｔ 细胞， 从而通 过分泌穿孔素、 颗粒酶等发挥直接细胞毒作用， 通过 Ｆａｓ ／ ＦａｓＬ 途径诱导肿瘤细胞凋亡， 通过白介素（ ｉｎ ｔｅｒｌｅｕｋｉｎ ， ＩＬ） ２、 ＩＦＮ 、 粒细胞集落刺激因子、 ＴＮＦ γ α 等细胞因子产生的旁效应发挥抗肿瘤作用， 通过炎 性细胞因子引起肿瘤局部炎症反应， 还可通过干扰 肿瘤组织的血管营养系统、 激发机体的免疫效应细 胞等发挥抗肿瘤效应
Leabharlann Baidu
３ ２ 面临的问题 ３ ３ １ “ 脱靶效应” （ ｏｆｆ ｔａｒｇｅｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ） 越来越多 Ｔ 细胞的安全问题。大多 的临床试验暴露出 ＣＡＲ 数靶抗原在正常组织中也会有少量的表达， ＣＡＲ Ｔ 细胞与这类抗原起反应而引起组织损伤， 即为“ 脱 靶效应” 。２００６ 年 Ｌａｍｅｒｓ 等 ［１９］应用靶向 Ｇ２５Ｏ 抗 Ｔ 细胞治疗肾细胞癌， 正常 Ｇ２５Ｏ ＋胆管细 原的 ＣＡＲ ４ 级的肝脏毒性， 经 胞受到损伤， 有 ３ 例发生了 ２ ～ 皮质类固醇药物治疗后肝脏毒性减轻， 这是首次报 道的嵌合抗原受体淋巴细胞疗法引起的脱靶效应。 最近， 研究人员应用第三代靶向 ＨＥＲ２ ／ ｎｅｕ 的 ＣＡＲ Ｔ 淋巴细胞治疗 １ 例晚期直肠癌患者致患者死
２０］ 亡［ 。该患者在静脉输注 １０ １０ 表达 ＨＥＲ２ ／ ｎｅｕ 的
在以抗 ＣＤ１９ 的 ＣＡＲ Ｔ 细胞治疗 Ｂ 细胞恶性
肿瘤时辅用大剂量 ＩＬ ２， 使得 Ｂ 细胞淋巴瘤消退、 患 者 Ｂ 细胞前体消除。 ＣＡＲｓ 介导的抗肿瘤免疫效应 是多种多样的， 构建更稳定表达、 更能持续增殖、 更 高靶分子亲合力、 更强细胞裂解活性的 ＣＡＲ Ｔ 细胞 是今后的努力方向。 ３ ＣＡＲｓ 在肿瘤免疫治疗中的临床研究 ３ １ 临床试验 尽管当前针对肿瘤等疾病开发的 ＣＡＲ Ｔ 种类多样（ 图 ２） ， 然而这种免疫治疗法从实 验室走向临床研究历经波折。 １９９４ 年 Ｒｏｂｅｒｔｓ 等
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《 转化医学杂志》 ２０１４ 年 ４ 月 第 ３ 卷 第 ２ 期 Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ３ Ｎｏ． ２， Ａｐｒ ２０１４
·技术与方法·
基于嵌合抗原受体的肿瘤免疫治疗
伍玉婷， 梁华晟
［ 摘要］ 肿瘤可通过下调激发机体免疫系统必需成分的表达， 或通过分泌免疫抑制因子等机制逃避机体 的免疫监视和攻击， 从而得以在体内生存和恶性增殖。利用基因工程技术修饰 Ｔ 细胞， 设计一种可特异性识 别肿瘤相关抗原的嵌合抗原受体， 使其同时兼具细胞免疫治疗和抗体免疫治疗的优点， 是近年来迅速发展的 肿瘤过继免疫治疗方法。 ［ 关键词］ 嵌合抗原受体； 过继免疫治疗 ［ 中图分类号］ Ｒ７３０ ５ １ ［ 文献标志码］ Ａ ［ 文章编号］ ２０９５ ３０９７ （ ２０１４） ０２ ０１０８ ０４ ｄｏｉ ：１０ ３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ ２０９５ ３０９７ ２０１４ ０２ ０１２
２］ ３］ 胞因子的释放（ 图 １） ， 在淋巴瘤 ［ 、 卵巢癌 ［ 、 神经 ４］ ５］ 母细胞瘤 ［ 、 慢性淋巴细胞性白血病 ［ 等疾病的临
床应用研究中取得了不俗的成绩。
《 转化医学杂志》 ２０１４ 年 ４ 月 第 ３ 卷 第 ２ 期 Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ３ Ｎｏ． ２， Ａｐｒ ２０１４
Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｆｏｒ ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ ｏｆ ｃａｎｃｅｒ ＷＵ Ｙｕｔｉｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｈｕａｓｈｅｎｇ （ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ａｎｄ Ｍ ｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍ ｅｄｉｃｉｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｗｕ Ｊｉｅｐｉｎｇ Ｍ ｅｄｉｃａｌ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ， Ｂｅｉｈａｉ Ｐｅｏｐｌｅ′ ｓ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｂｅｉｈａｉ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３６０００ ， Ｃｈｉｎａ； ） ［ Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｄｏｗｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｉｍｍｕｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏ ｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｍｍｕｎｏｓｕｐｐｒｅｓｓｉｖｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｍｏｒ ｉｍｍｕｎｅ ｅｓｃａｐｅ． Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ＣＡＲｓ）ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔ ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ （ ｏｆ ｅｓｃａｐｅ ｉｍｍｕｎｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＣＡＲｓ ｅｎｄｏｗｓ Ｔ ｃｅｌｌ ｔｕｍｏｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉ ｔｙ ａｎｄ ｔｕｍｏｒ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ． Ｔｈｉｓ ａｄｏｐｔｉｖｅ ａｎｔｉｔｕｍｏｒ ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ ｄｅｖｅｌｏｐｓ ｒａｐｉｄｌｙ ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｈｏｐｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｔｕｍｏｒｓ． ［ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ （ ＣＡＲｓ） ；Ａｄｏｐｔｉｖｅ ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ 过继免疫疗法是将体外活化和扩增的自体或异 体免疫效应细胞输给免疫功能低下者， 使其获得抗 肿瘤免疫力的一种免疫疗法。然而在过去的 ２０ 年 当中， 传统过继免疫疗法对卵巢癌、 结肠癌、 乳腺癌 等大多数肿瘤的治疗均未取得令人满意的疗效。近 年来， 以嵌合抗原受体（ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ， ＣＡＲｓ） 修饰 Ｔ 细胞为代表的肿瘤靶向免疫治疗具有 高效的特异性， 主要组织相容性复合体（ ｍａｊｏｒ ｈｉｓｔｏ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐｌｅｘ， Ｍ ＨＣ ） 非限制性、 持久的体内 免疫活性等特点， 一旦与靶细胞结合， 胞内信号转导 区将信号传入 Ｔ 细胞， 激活 Ｔ 细胞， 分泌多种细胞 因子［ 穿孔素、 颗粒酶、 干扰素（ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ ， ＩＦＮ ） 、 肿 γ 瘤坏死因子（ ｔｕｍｏｒ ｎｅｃｒｏｓｉｓ ｆａｃｔｏｒ， ＴＮＦ ） ， 通过 α等］ 细胞毒活性和局部炎症等旁效应发挥抗肿瘤作用， 使得过继免疫疗法重新焕发出新的生命力。
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Ｔ 细胞治疗的 １ １ 例儿童成神经细胞瘤中， 有 ６ 例取 得了肿瘤灶变小和坏死的成效 ［１０］。２０１ １ 年美国某 研究小组以二代 ＣＤ１９ ＣＡＲ Ｔ 细胞靶向治疗了 ３ 例 慢性淋巴细胞白血病， 尽管伴随有淋巴细胞减少症 的发生， 但是 ＣＡＲ Ｔ 细胞在患者血和骨髓中持续了 ６ 个月的高水平表达， 其中有 ２ 例病情达到完全缓
［ ４］ Ｃｈｅａｄｌｅ ＥＪ， Ｓｈｅａｒｄ Ｖ ， Ｈｏｍｂａｃｈ ＡＡ ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉ ｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｔ ｃｅｌｌ ｂａｓｅｄ ｔｈｅｒａｐｙ ［ Ｊ］ ． Ｍ ｅｔｈｏｄｓ Ｍ ｏｌ ２０１２ ， ９０７ ： ６４５ ６６６． Ｂｉｏｌ， ［ ５ ］ Ｐｏｒｔｅｒ ＤＬ， Ｌｅｖｉｎｅ ＢＬ， Ｋａｌｏｓ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅ Ｊ］ ． ｃｅｐｔｏｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｔ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｃｈｒｏｎｉｃ ｌｙｍｐｈｏｉｄ ｌｅｕｋｅｍｉａ［ ２０１ １ ， ３６５ （８ ） ： ７２５ ７３３． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍ ｅｄ ， ［ ６ ］ Ｌｏｇａｎ ＴＦ ， Ｇｏｏｄｉｎｇ ＷＥ ， Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅ ＴＬ， ｅｔ ａｌ． Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅ ｓｐｏｎｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｕｍｏｒ ｎｅｃｒｏｓｉｓ ｆａｃｔｏｒ ａｌｐｈａ （ ＴＮＦ ａｌｐｈａ）ｉｎ ａ ｐｈａｓｅ Ｉｂ ｔｒｉａｌ ｉｎ ｃａｎｃｅｒ ｐａｔｉｅｎｔｓ ［ Ｊ］ ． Ｉｍｍｕ １９９７ ， ２０（ ５） ： ３８７ ３９８． ｎｏｔｈｅｒ， ［ ７ ］ Ｋｏｃｈｅｎｄｅｒｆｅｒ ＪＮ ， Ｗｉｌｓｏｎ ＷＨ， Ｊａｎｉｋ ＪＥ ， ｅｔ ａｌ． Ｅｒａｄｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｌｉｎｅａｇｅ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｌｙｍｐｈｏｍａ ｉｎ ａ ｐａｔｉｅｎｔ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ Ｔ ｃｅｌｌｓ ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｔｏ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ ＣＤ１９ ［ Ｊ］ ． Ｂｌｏｏｄ ， ２０１０， １ １６ （ ２０） ： ４０９９ ４１０２． ［ ８ ］ Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｍ Ｒ， Ｑｉｎ Ｌ， ＺｈａｎｇＤ， ｅｔ ａｌ． Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｖｉｒｕｓ ｉｎｆｅｃｔｅｄ ｃｅｌｌｓ ｂｙ ＣＤ８ ＋ Ｔ ｌｙｍｐｈｏ ｃｙｔｅｓ ａｒｍｅｄ ｗｉｔｈ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔ ｃｅｌｌ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ［ Ｊ］ ． Ｂｌｏｏｄ ， １９９４， ８４（ ９） ： ２８７８ ２８８９． ［ ９ ］ Ｌａｍｅｒｓ ＣＨ， Ｓｌｅｉｊｆｅｒ Ｓ ， Ｖｕｌｔｏ ＡＧ， ｅｔ ａｌ． Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔａ ｓｔａｔｉｃ ｒｅｎａｌ ｃｅｌｌ ｃａｒｃｉｎｏｍａ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ Ｔ ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅｓ ｆｉｒｓｔ ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｒｅｔａｒｇｅｔｅｄ ａｇａｉｎｓｔ ｃａｒｂｏｎｉｃ ａｎｈｙｄｒａｓｅ Ⅸ： ｃｌｉｎｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ［ Ｊ］ ． Ｃｌｉｎ Ｏｎｃｏｌ， ２００６ ， ２４（ １３ ） ： ２０ ２２． ［ １０］ Ｐｕｌｅ Ｍ Ａ， Ｓａｖｏｌｄｏ Ｂ， Ｍ ｙｅｒｓ ＧＤ， ｅｔ ａｌ． Ｖｉｒｕｓ ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｔ
［ 基金项目］第十四批（ ２０１ １ 年度） 广西“ 新世纪十百千人才工程” 第二层次人选专项资金资助 ［ 作者单位］５３６０００ 广西 北海， 北海市人民医院吴阶平医学基金会 细胞与分子临床医学研究中心（ 伍玉婷， 梁华晟）
１ ＣＡＲｓ 的发展 １９８７ 年， Ｋｕｗａｎａ ［１ ］课题组首次将免疫球蛋白的 Ｖ 区与 Ｔ 细胞抗原受体（ Ｔ ｃｅｌｌ ｒｅｃｅｐｔｏｒ， ＴＣＲ ） 的α 和 β链的恒定区融合， 构建了可特异识别肿瘤细胞 Ｔ 细胞原型。第一代 ＣＡＲｓ 是由单链可变 的 ＣＡＲ 区结构域（ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈａｉｎ Ｆｖｄｏｍａｉｎ ， ｓｃＦｖ ） 和免疫受体 酪氨酸活化基序（ ｉｍｍｕｎｏｒｅｃｅｐｔｏｒ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｂａｓｅｄ ａｃｔｉ ＩＴＡＭ） 连接而成的， 由于其修饰的 Ｔ 细 ｖａｔｉｏｎ ｍｏｔｉｆ， 胞增殖能力和细胞因子分泌水平低下， 无法提供持 续的体内抗肿瘤效应而逐渐淘汰。近来引入 ＣＤ２８ 、 ４ １ＢＢ 、 ＯＸ４０ 、 ＤＡＰ １０ 等 共 刺 激 分 子 （ ｃｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ ｍｏｌｅｃｕｌｅ ， ＣＭ） ， 设计出以 ｓｃＦｖ ＣＭ ＩＴＡＭ 嵌 合 模 式 为特点的第二代 （ 单共刺激分子） 和 第 三 代 ＣＡＲｓ （ 双共刺激分子） ， 有效刺激了 Ｔ 细胞的持久增殖， 提升了细胞杀瘤活性， 延长了细胞存活时间， 促进细
在 ２００６ 年 公 布
的， 以靶向碳酸酐酶 Ⅸ 的 ＣＡＲ Ｔ 细胞治疗 ３ 例转移 性肾细胞癌患者并未观察到预期的临床效应。直到 ２００８ 年这种免疫疗法才获得了真正意义上令人兴 奋的临床研究结果， 在以非洲淋巴细胞病毒特异性
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《 转化医学杂志》 ２０１４ 年 ４ 月 第 ３ 卷 第 ２ 期 Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ３ Ｎｏ． ２， Ａｐｒ ２０１４
疾病类型 直肠癌 Ｂ 系肿瘤 ＨＩＶ 乳腺癌 非霍奇金淋巴肿瘤 Ｂ 系肿瘤 前列腺癌
基因修饰方法 逆转录病毒载体 逆转录病毒 逆转录病毒 ｐｉｇｇｙＢａｃ 转座子系统 逆转录病毒载体 睡美人系统 慢病毒载体
。ＩＬ ２ 是最早用于过继免疫
治疗的细胞因子， 它具有激活和扩增 Ｔ、 Ｂ 细胞， 增 强自然杀伤细胞杀伤活性， 诱导杀瘤细胞产生的作 ＴＮＦ 等重要细胞因子的分泌。研究 用， 还能促 ＩＦＮ 、 证明， 外源性 ＩＬ ２ 的加入对于 Ｔ 细胞的激活和增 殖、 免疫功能的发挥都具有重要作用， Ｋｏｃｈｅｎｄｅｒｆｅｒ 等
［ ６］
发， 并且体内爆发了大量的不表达 ＣＤ１９ 的癌细胞， 其中的原因值得人们深思。
表 １ 嵌合抗原受体修饰 Ｔ 细胞的临床应用
时间 ２００８ ２００８ ２０１２ ２０１２ ２０１２ ２０１３ ２０１４
［ １９ ］ ［ １３ ］ ［ １４］ ［ １５ ］ ［ １６ ］ ［ １７ ］ ［ １８］
靶抗原 ＣＥＡ ＣＤ１９ ＣＤ４ ＨＥＲ２ ＣＤ２０ ＣＤ１９ ＰＳＣＡ
［ ７］
注： ＣＥＡ （ ｃａｒｃｉｎｏ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃａｎｔｉｇｅｎ ， 癌 胚 抗 原） ； ＨＥＲ２ （ ｈｕｍａｎ ｅｐｉ ｄｅｒｍａｌｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ２， 原癌基因人类表皮生长因子受体 ２ 基因） ； ＰＳＣＡ （ ｐｒｏｓｔａｔｅ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ａｎｔｉｇｅｎ ， 前列腺干细胞抗原）
［ ８］
首次将 ＣＡＲ Ｔ 细胞应用于临床试验， 以 ＣＡＲ Ｔ细 胞成功杀伤人类免疫缺陷病毒感染的 ＣＤ４ ＋Ｔ 细胞。 而 ＣＡＲ Ｔ 的临床应用却没有这么顺利， ＣＡＲｓ 的首 次临床应用结果是由 Ｌａｍｅｒｓ 等
［ ９］
ＣＡＲ Ｔ 细胞 １５ ｍｉｎ 后开始呼吸窘迫， ４０ ｍｉｎ 后肺部 水肿， 随时间进行性加重， 在给予心脏复苏、 气管插 管及提升血压处理后治疗无效死亡。推测由于肺、 肝脏等正常组织均表达 ＨＥＲ２ ／ ｎｅｕ 抗原， 高剂量的 ＣＡＲ Ｔ 细胞引起了脱靶效应， 导致患者多器官衰竭 而死。 ３ ３ ２ 细胞因子风暴 第二、 三代 ＣＡＲｓ 中引入了单
５］ 解的程度 ［ 。２０１３ 年 Ｇｒｕｐｐ 等 ［１ １ ］发表了一篇针对
图 １ 三代嵌合抗原受体
急性淋巴性白血病的案例， 以抗 ＣＤ１９ ＋的 ＣＡＲ Ｔ细 胞治疗 ２ 例儿童； 其中， １ 例在 １ １ 个月中病情均表 现为完全缓解； 另 １ 例患者则在缓解了 ２ 个月后复
２ ＣＡＲｓ 的肿瘤免疫治疗效应 ＣＡＲ Ｔ 细胞通过 ｓｃＦｖ 与靶细胞胞外抗原特异 结合， 将信号传入 Ｔ 细胞从而激活 Ｔ 细胞， 从而通 过分泌穿孔素、 颗粒酶等发挥直接细胞毒作用， 通过 Ｆａｓ ／ ＦａｓＬ 途径诱导肿瘤细胞凋亡， 通过白介素（ ｉｎ ｔｅｒｌｅｕｋｉｎ ， ＩＬ） ２、 ＩＦＮ 、 粒细胞集落刺激因子、 ＴＮＦ γ α 等细胞因子产生的旁效应发挥抗肿瘤作用， 通过炎 性细胞因子引起肿瘤局部炎症反应， 还可通过干扰 肿瘤组织的血管营养系统、 激发机体的免疫效应细 胞等发挥抗肿瘤效应
Leabharlann Baidu
３ ２ 面临的问题 ３ ３ １ “ 脱靶效应” （ ｏｆｆ ｔａｒｇｅｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ） 越来越多 Ｔ 细胞的安全问题。大多 的临床试验暴露出 ＣＡＲ 数靶抗原在正常组织中也会有少量的表达， ＣＡＲ Ｔ 细胞与这类抗原起反应而引起组织损伤， 即为“ 脱 靶效应” 。２００６ 年 Ｌａｍｅｒｓ 等 ［１９］应用靶向 Ｇ２５Ｏ 抗 Ｔ 细胞治疗肾细胞癌， 正常 Ｇ２５Ｏ ＋胆管细 原的 ＣＡＲ ４ 级的肝脏毒性， 经 胞受到损伤， 有 ３ 例发生了 ２ ～ 皮质类固醇药物治疗后肝脏毒性减轻， 这是首次报 道的嵌合抗原受体淋巴细胞疗法引起的脱靶效应。 最近， 研究人员应用第三代靶向 ＨＥＲ２ ／ ｎｅｕ 的 ＣＡＲ Ｔ 淋巴细胞治疗 １ 例晚期直肠癌患者致患者死
２０］ 亡［ 。该患者在静脉输注 １０ １０ 表达 ＨＥＲ２ ／ ｎｅｕ 的
在以抗 ＣＤ１９ 的 ＣＡＲ Ｔ 细胞治疗 Ｂ 细胞恶性
肿瘤时辅用大剂量 ＩＬ ２， 使得 Ｂ 细胞淋巴瘤消退、 患 者 Ｂ 细胞前体消除。 ＣＡＲｓ 介导的抗肿瘤免疫效应 是多种多样的， 构建更稳定表达、 更能持续增殖、 更 高靶分子亲合力、 更强细胞裂解活性的 ＣＡＲ Ｔ 细胞 是今后的努力方向。 ３ ＣＡＲｓ 在肿瘤免疫治疗中的临床研究 ３ １ 临床试验 尽管当前针对肿瘤等疾病开发的 ＣＡＲ Ｔ 种类多样（ 图 ２） ， 然而这种免疫治疗法从实 验室走向临床研究历经波折。 １９９４ 年 Ｒｏｂｅｒｔｓ 等
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《 转化医学杂志》 ２０１４ 年 ４ 月 第 ３ 卷 第 ２ 期 Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ３ Ｎｏ． ２， Ａｐｒ ２０１４
·技术与方法·
基于嵌合抗原受体的肿瘤免疫治疗
伍玉婷， 梁华晟
［ 摘要］ 肿瘤可通过下调激发机体免疫系统必需成分的表达， 或通过分泌免疫抑制因子等机制逃避机体 的免疫监视和攻击， 从而得以在体内生存和恶性增殖。利用基因工程技术修饰 Ｔ 细胞， 设计一种可特异性识 别肿瘤相关抗原的嵌合抗原受体， 使其同时兼具细胞免疫治疗和抗体免疫治疗的优点， 是近年来迅速发展的 肿瘤过继免疫治疗方法。 ［ 关键词］ 嵌合抗原受体； 过继免疫治疗 ［ 中图分类号］ Ｒ７３０ ５ １ ［ 文献标志码］ Ａ ［ 文章编号］ ２０９５ ３０９７ （ ２０１４） ０２ ０１０８ ０４ ｄｏｉ ：１０ ３９６９ ／ ｊ ｉｓｓｎ ２０９５ ３０９７ ２０１４ ０２ ０１２
２］ ３］ 胞因子的释放（ 图 １） ， 在淋巴瘤 ［ 、 卵巢癌 ［ 、 神经 ４］ ５］ 母细胞瘤 ［ 、 慢性淋巴细胞性白血病 ［ 等疾病的临
床应用研究中取得了不俗的成绩。
《 转化医学杂志》 ２０１４ 年 ４ 月 第 ３ 卷 第 ２ 期 Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ３ Ｎｏ． ２， Ａｐｒ ２０１４
Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｆｏｒ ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ ｏｆ ｃａｎｃｅｒ ＷＵ Ｙｕｔｉｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｈｕａｓｈｅｎｇ （ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ａｎｄ Ｍ ｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍ ｅｄｉｃｉｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｗｕ Ｊｉｅｐｉｎｇ Ｍ ｅｄｉｃａｌ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ， Ｂｅｉｈａｉ Ｐｅｏｐｌｅ′ ｓ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｂｅｉｈａｉ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３６０００ ， Ｃｈｉｎａ； ） ［ Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｄｏｗｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｉｍｍｕｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏ ｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｍｍｕｎｏｓｕｐｐｒｅｓｓｉｖｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｍｏｒ ｉｍｍｕｎｅ ｅｓｃａｐｅ． Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ＣＡＲｓ）ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔ ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ （ ｏｆ ｅｓｃａｐｅ ｉｍｍｕｎｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＣＡＲｓ ｅｎｄｏｗｓ Ｔ ｃｅｌｌ ｔｕｍｏｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉ ｔｙ ａｎｄ ｔｕｍｏｒ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ． Ｔｈｉｓ ａｄｏｐｔｉｖｅ ａｎｔｉｔｕｍｏｒ ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ ｄｅｖｅｌｏｐｓ ｒａｐｉｄｌｙ ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｈｏｐｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｔｕｍｏｒｓ． ［ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ （ ＣＡＲｓ） ；Ａｄｏｐｔｉｖｅ ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ 过继免疫疗法是将体外活化和扩增的自体或异 体免疫效应细胞输给免疫功能低下者， 使其获得抗 肿瘤免疫力的一种免疫疗法。然而在过去的 ２０ 年 当中， 传统过继免疫疗法对卵巢癌、 结肠癌、 乳腺癌 等大多数肿瘤的治疗均未取得令人满意的疗效。近 年来， 以嵌合抗原受体（ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ， ＣＡＲｓ） 修饰 Ｔ 细胞为代表的肿瘤靶向免疫治疗具有 高效的特异性， 主要组织相容性复合体（ ｍａｊｏｒ ｈｉｓｔｏ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐｌｅｘ， Ｍ ＨＣ ） 非限制性、 持久的体内 免疫活性等特点， 一旦与靶细胞结合， 胞内信号转导 区将信号传入 Ｔ 细胞， 激活 Ｔ 细胞， 分泌多种细胞 因子［ 穿孔素、 颗粒酶、 干扰素（ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ ， ＩＦＮ ） 、 肿 γ 瘤坏死因子（ ｔｕｍｏｒ ｎｅｃｒｏｓｉｓ ｆａｃｔｏｒ， ＴＮＦ ） ， 通过 α等］ 细胞毒活性和局部炎症等旁效应发挥抗肿瘤作用， 使得过继免疫疗法重新焕发出新的生命力。
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Ｔ 细胞治疗的 １ １ 例儿童成神经细胞瘤中， 有 ６ 例取 得了肿瘤灶变小和坏死的成效 ［１０］。２０１ １ 年美国某 研究小组以二代 ＣＤ１９ ＣＡＲ Ｔ 细胞靶向治疗了 ３ 例 慢性淋巴细胞白血病， 尽管伴随有淋巴细胞减少症 的发生， 但是 ＣＡＲ Ｔ 细胞在患者血和骨髓中持续了 ６ 个月的高水平表达， 其中有 ２ 例病情达到完全缓