CAR-T细胞的作用方式

　　在上一章节中，我们介绍了CAR-T研究的现状，今天我们还是以CD19CAR-T治疗B淋巴细胞白血病为例介绍一下CAR-T细胞的作用方式、 CAR-T作用于肿瘤细胞过程中所产生的副作用以及我们面对这些副作用的应对策略。

　　CAR-T疗法，全称Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，指的是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法。该细胞疗法是通过基因工程技术，人工改造肿瘤患者的T细胞，在体外大量培养后生成肿瘤特异性CAR-T细胞，再将其回输入患者体内用以攻击癌细胞的一种治疗方法。

　　CD19CAR-T治疗B淋巴细胞白血病取得了惊人的成绩，随之而来的它的副作用，那么CAR-T细胞治疗的作用过程是什么样的，这个过程中副作用又是如何产生的呢?

　　01、细胞因子风暴

　　CAR-T免疫治疗目前的回输方式是静脉回输，因此CAR-T进入人体内后最先遇到的是血液中的肿瘤细胞。CAR-T通过针对CD19靶点的SCFV识别肿瘤细胞表面的CD19分子，CAR-T细胞就开始激活体内的刺激信号，开始复制扩增，外周血液中的肿瘤细胞的数量相对于骨髓是少量的，CAR-T细胞会迅速的清除外周血中少量的肿瘤细胞。

　　(CAR-T细胞杀伤肿瘤时释放因子)

　　之后，CAR-T细胞通过血液进入大量的肿瘤存在的地方，即本次战斗的主战场，骨髓。CAR-T在骨髓大量的复制扩增，并在杀伤过程中释放大量的细胞因子。同时，CAR-T还有招募别的免疫细胞参与战斗，比如巨噬细胞，这些被招募过来的免疫细胞也会释放大量的细胞因子，导致体内短时间内有大量的细胞因子的富集，从而导致细胞因子释放综合征(Cytokine Releasing Syndrome，CRS)，也被称为细胞因子风暴。我们可以看到，CRS作为CAR-T治疗的较为重要的副作用，是CAR-T细胞开始攻击肿瘤引起的一系列免疫反应。

　　(CAR-T细胞招募巨噬细胞释放细胞因子)

　　CRS的发生和肿瘤负荷有很大关系，肿瘤负荷越高，CAR-T细胞的增值、细胞因子的分泌及一系列后续的免疫反应越强烈，导致CRS反应会越快而强烈，临床症状越明显，且出现也会越快。一般骨髓全面复发的患者，其CRS反应会在细胞回输后3-5天开始出现，微残的患者CRS反应就比较轻微。

　　02、骨髓抑制

　　骨髓，作为CAR-T和肿瘤细胞战斗的主要战场，其功能的破坏是非常严重的。骨髓为主要造血器官，产生红细胞、粒细胞、单核细胞、淋巴细胞和血小板等，是血液细胞的主要工厂。骨髓的破坏导致其功能收到严重的影响，造血的工厂处于全面停工的状态，导致患者血象很低，即出现所谓骨髓抑制的情况。骨髓抑制的情况的好转，要等到骨髓功能恢复之后，一般在CAR-T回输后几个月之内才能完全恢复。骨髓抑制的情况也和肿瘤负荷有关系，肿瘤负荷越大，战斗越激烈，作为主战场的骨髓的破坏越严重，骨髓抑制越明显，恢复越慢;肿瘤负荷越小，骨髓抑制的情况越不明显。

　　(骨髓抑制示意图)

　　03、脱靶效应

　　CAR-T在识别和杀伤肿瘤细胞时，是通过肿瘤细胞表面的表面抗原识别的，比如CD19CAR-T在治疗急性B淋巴细胞白血病的过程中，CAR-T细胞就是识别肿瘤细胞表面的CD19分子，但是正常的B细胞表面也表达CD19分子，导致CAR-T细胞在杀伤的过程中不能区分肿瘤细胞和正常的B细胞，把正常的B细胞也杀伤了，B细胞的作用就不能正常发挥，导致脱靶效应。

　　针对CAR-T的副作用，临床医生有临床方面的应对，对症处理，血浆置换，应用IL-6受体的阻断剂托珠单抗，应用激素等都能在一定程度上缓解CAR-T治疗的副作用。

　　作为CAR-T的研发企业而言，也有一些设计和研发上的考虑，期望研发出更安全的CAR-T产品。

　　01、(iCasp9)自杀型CAR-T

　　如果CAR-T细胞带上一个可诱导的自杀开关，这样，如果产生了严重的反应，人们再静脉注射诱导物，就能启动细胞凋亡的程序，诱导T细胞凋亡。iCasp9/CID自杀基因系统由可诱导的caspase9(iCasp9)基因和无生物活性的小分子的二聚体化学诱导药物(CID)组成。CID药物，如AP1903、AP20187,为无生物活性的小分子药物，静脉注射这种药物能够导致嵌合蛋白质iCasp9的药物结合结构域发生交联，从而使iCasp9发生二聚化，从而激活下游的Caspase3分子，导致细胞凋亡。

　　(图片来自网络)

　　02、双特异性嵌合抗原受体CAR-T

　　双特异性嵌合抗原受体可以有助于减少复发的发生风险。同时，双CAR也能阻止副作用的发生和增加特异性。例如，一个CAR联合CCR或者一个CAR联合合成Notch受体的双CAR，它们靶向不同的两个抗原，这种T细胞只能消除含有两种抗原的肿瘤细胞，而对单抗原表达的细胞没有作用。

　　(图片来自网络)

　　03、基因沉默设计的CAR-T

　　设计针对细胞因子释放综合症(Cytokine Release Syndrome，CRS)中发挥重要作用的细胞因子的shRNA，通过基因沉默技术抑制细胞因子的释放，从而降低CRS的影响，是提高CAR-T安全性。

　　(图片来自网络)

　　综上所述，CAR-T细胞在治疗血液肿瘤领域取得了惊人的成绩，但是CRS，骨髓抑制，脱靶效应等副作用也在困扰着肿瘤细胞治疗领域的科学家和临床工作者，针对这些副作用， 除了临床医生在临床上的努力之外，CAR-T的研发企业和科技工作者，也通过完善设计，力图研发出更安全的CAR-T产品，从而更好的服务于人类的健康事业。

　　下一个章节中，我想聊一聊CAR-T治疗的挑战和机遇，敬请期待!

　　参考文献

　　[1]Tessa Gargett, Michael P.Brown Frontiers in Pharmacology 2014

　　[2]Cell.2016 Feb 11;164(4):770-9. doi: 10.1016/j.cell.2016.01.011. Epub 2016 Jan 28.

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