T-细胞治疗癌症

杨正北

【摘要】T细胞治疗成为癌症的重要疗法之一，过继T细胞转移治疗、嵌合抗原受体T细胞（CART）和T细胞受体嵌合型T细胞（TCRT）取得了一定的效果。过继T细胞转移治疗的适应症较广，有效率偏低，CART中效果较好的是CART-CD19，主要应用于B细胞白血病和淋巴瘤的治疗，TCRT可应用于实体瘤治疗，但一旦肿瘤抗原突变就会造成“脱靶”。本文概括了CART和TCRT的原理和作用特点，并对它们存在的不足之处进行了分析。

关键词：T细胞治疗，癌症，免疫疗法

肿瘤过继性T细胞免疫疗法是指使用肿瘤患者自身或供体的T淋巴细胞，对它们进行体外淋巴因子诱导和激活，筛选后在体外扩增回输给病人，从而发挥肿瘤杀伤作用。进一步发展到肿瘤浸润淋巴细胞的提取、筛选及扩增，目前已发展到CART和TCRT的阶段1，获取T细胞后，对其进行基因修饰，使其能特异性识别肿瘤特异性抗原或相关性抗原，以获得杀伤的精确性。。

1.T细胞治疗现状

1.1 过继转移T细胞治疗

在过继免疫疗法中，具有抗原特性的抗原呈递细胞（APC）通常用于反复刺激外周血单核细胞以产生肿瘤特异性CTL。抗原来源包括：主要的组织相容性复合物限制性肽，重组蛋白，肿瘤分解物和遗传学中使用的肿瘤抗原基因。传统上，将细胞毒性T淋巴细胞培养在含有白介素2（IL-2）的培养基中，以支持T细胞在体外的存活和增殖。然而，已经证明诸如IL-6，IL-12，IL-15和IL-21的细胞因子对于体外肿瘤特异性T细胞的恢复，存活和扩增是必不可少的。过继免疫疗法依赖于肿瘤特异性细胞毒性T细胞的能力。此过程的第一步是鉴定相对于正常组织在肿瘤细胞中过表达的异常表达的肿瘤相关抗原（TAA）或肿瘤抗原。从理论上讲，存在一种可能，即免疫系统可以将TAA识别为自身抗原，并可以通过正常的耐受机制（包括克隆缺失和无反应性）来限制T细胞免疫。由于在耐受过程中可能会删除具有较高自亲和力的T细胞，因此分离TAA特异性T细胞的过程可能需要低亲和力的细胞受体，因此杀死肿瘤细胞的效率很低。如果蛋白质不能在正常组织中表达，这种肿瘤抗原称之为肿瘤特异性抗原（TSA），如此一来，T细胞的杀伤将更为精准，然而TSA在免疫学上很少见。这些因素限制了可以从患者外周血中分离出的肿瘤抗原特异性T细胞。

目前T细胞过继免疫治疗技术已应用于治疗各种疾病，尤其是在肿瘤领域的应用2，具有肿瘤抗原特异性的T细胞过继免疫疗法不仅可以在体外实验中诱导肿瘤细胞死亡,而且已经部分应用于临床患者并达到一定的治疗效果,有望成为从基因水平上解决肿瘤疾病的前沿武器。研究发现，化疗后，小鼠肿瘤消退，而用CD4抗体、CD8抗体或CD3抗体消除小鼠T细胞，小鼠肿瘤生长速率与未化疗的对照组小鼠无差异。此外，在缺乏T细胞的裸鼠中使用化疗药物也不能抑制肿瘤的生长，而在野生型小鼠中使用相同剂量的化疗药物，肿瘤明显消退，这充分说明化疗需要T细胞参与体内。基于此发现，化疗与T细胞过继转移治疗联用有望提高疗效。

1.2 CART

鉴于T 淋巴细胞在抗肿瘤过程中的重要作用，因而出现了一系列改造和利用T 细胞杀伤肿瘤的研究，例如嵌合抗原受体T细胞治疗。 采集患者的外周血并提取 T 细胞，利用基因工程技术给 T 细胞加入一个既能识别肿瘤抗原，又能激活 T 细胞的嵌合抗体，使 T 细胞成为 CAR-T 细胞；将经过基因改造的 T 细胞进行体外培养，使其达到符合治疗要求的细胞数量；之后，对 CAR-T 细胞进行质量检测；最后，把扩增好的 CAR-T 细胞回输到患者体内。目前该疗法较为成熟的是CART-CD19，用于B细胞白血病和淋巴瘤3。

第二代和第三代CAR T细胞，采用的分子结构具有由与CD3ζ串联连接的共刺激分子CD28，4-1BB，OX40或CD27组成的细胞内结构域。例如与CD3ζ串联连接的CD28激活信号由CD3ζ提供， 共刺激分子增强细胞因子的产生，增殖和生存能力。第四代 “TRUCK”CAR T细胞，其中共刺激结构域与活化T细胞（N FAT）结构域的核因子组合，N FAT结构域可以控制细胞因子产生，该设计除典型的CAR功能外，同时能够分泌细胞因子。目前临床应用较多的是第二代CART技术。

1.3 TCRT

T细胞受体工程化T细胞（T cell receptor-engineered T cell, TCR-T）,TCR-T和CART的共同之处均是通过基因修饰来实现T淋巴细胞对肿瘤细胞的特异性识别和攻击能力，而与CART不同的是：TCR-T细胞识别的八点是HLA-抗原肽复合物，具有HLA限制性，可以针对在肿瘤细胞内表达的抗原。另外，在TCR-T细胞中可以特异性识别肿瘤抗原的结构为TCR，其激活T淋巴细胞的信号转导通路是本身固有的，不用通过基因工程技术定向改造。近年来，TCR-T疗法在黑色素瘤、滑膜细胞肉瘤和多发性骨髓瘤中得到了一定程度的应用。

2.T-细胞治疗的困难

首先，肿瘤微环境的特征为氧化应激，营养缺乏，酸性pH和缺氧，T细胞进入后容易失活。其次，肿瘤来源的免疫抑制性可溶性因子和细胞因子的存在，此外，还有大量的免疫抑制细胞，例如调节性T细胞，骨髓源性抑制细胞，肿瘤相关巨噬细胞或肿瘤相关嗜中性粒细胞。T细胞固有的负调节机制例如细胞质或细胞表面抑制受体表达的上调和抑制分子的过度表达。最后，由于CAR-T细胞自身的免疫原性和毒性，可能造成自身免疫病或过敏性疾病4，CART-CD19还可能造成B细胞的大量减少，导致机体抵抗力下降。

3.T-细胞治疗的未来发展

首先，这种治疗的治疗效果有待提高，适应症也有待拓展，例如CART在实体瘤中的应用5。其次，成本较高，以TCRT为例，需要检测患者独有的肿瘤抗原类型，制备个体化的T细胞受体基因，然后转染T细胞，随着治疗的进行，肿瘤细胞在免疫选择压力下，很可能丢失现有抗原，实现免疫逃逸，那么就需要重新制备T细胞受体基因。最后，T细胞免疫治疗可能会导致免疫损伤，甚至引起自身免疫病，杀伤效果理想时会有大量的肿瘤细胞死亡，可能引起细胞因子风暴，这是需要避免的。

参考文献：

1. Zhao L, Cao YJ. Engineered T Cell Therapy for Cancer in the Clinic. Front Immunol 2019; 10: 2250.

2. Bianchi V, Harari A, Coukos G. Neoantigen-Specific Adoptive Cell Therapies for Cancer: Making T-Cell Products More Personal. Front Immunol 2020; 11: 1215.

3. Porter DL, Kalos M, Zheng Z, Levine B, June C. Chimeric Antigen Receptor Therapy for B-cell Malignancies. J Cancer 2011; 2: 331-2.

4. Maus MV, Haas AR, Beatty GL, et al. T cells expressing chimeric antigen receptors can cause anaphylaxis in humans. Cancer Immunol Res 2013; 1(1): 26-31.

5. Dees S, Ganesan R, Singh S, Grewal IS. Emerging CAR-T Cell Therapy for the Treatment of Triple-Negative Breast Cancer. Mol Cancer Ther 2020; 19(12): 2409-21.