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引言

嵌合抗原受體（CAR）-T細胞療法已徹底改變了復發(fā)/難治性（R/R）B細胞惡性腫瘤和多發(fā)性骨髓瘤的治療格局，通過將活化的T細胞重定向至表達CD19或BCMA的腫瘤細胞來實現(xiàn)治療。然而，這種方法在急性髓系白血�。ˋML）這一成人中最常見的急性白血病中尚未獲得批準。同時，CAR-T細胞療法在實體瘤治療中持續(xù)面臨重大挑戰(zhàn)。在AML中開發(fā)CAR-T細胞療法的主要挑戰(zhàn)在于缺乏一個既有效又安全的理想靶抗原，因為AML細胞與健康的造血干細胞和祖細胞共享大多數(shù)表面抗原。同時靶向AML細胞和HSPC上的抗原表達可能導致危及生命的靶向/脫腫瘤毒性，例如延長的骨髓消融。此外，AML腫瘤微環(huán)境的免疫抑制性質對免疫反應產(chǎn)生不利影響。

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一、CAR-T細胞的結構

CARs是由一個胞內(nèi)域、一個錨定跨膜域和一個胞外域組合而成的工程化受體。胞外域是由單鏈可變片段和鉸鏈組成的配體特異性胞外域。scFv是通過短柔性肽接頭連接的免疫球蛋白輕鏈和重鏈可變區(qū)的融合蛋白。鉸鏈區(qū)，也稱為間隔區(qū)，將結合單元與跨膜域分開。胞內(nèi)域可能由作為單一實體的CD3ζ的胞內(nèi)T細胞激活域組成，或者由一個或多個胞內(nèi)共刺激（或激活）域組成 。雖然scFv提供抗原特異性，但共刺激域是效應T細胞激活的關鍵。CAR-T細胞根據(jù)胞內(nèi)域分為五代。

第一代CAR-T細胞包含一個源自CD3ζ鏈的單一片段。這些細胞依賴于外源性細胞因子產(chǎn)生，表現(xiàn)出不充分的持久性和T細胞激活，因此在大多數(shù)研究中未能達到預期結果。因此，第一代CARs已被第二代CARs取代，第二代CARs在CARs的胞質尾部包含各種共刺激蛋白受體作為胞內(nèi)信號域，例如CD28或CD137。這些共刺激蛋白可以增強增殖、細胞毒性并延長持久性。

第三代CARs整合了多個信號域，包括CD28、4-1BB、ICOS和/或OX40。第四代CAR-T細胞，也稱為“T細胞重定向用于通用細胞因子介導的殺傷”或“TRUCKs”，被設計用于向腫瘤微環(huán)境釋放細胞因子。

在下一代CAR-T細胞中，第五代與先前版本的不同之處在于整合了一個額外的膜受體。一種有前景的方法涉及整合IL-2受體信號以實現(xiàn)抗原依賴性JAK/STAT通路激活。這種信號不僅維持CAR-T細胞活性并促進記憶T細胞形成，還能重新激活和刺激更廣泛的免疫系統(tǒng)。

目前所有六種已批準的CAR-T細胞構建體都是第二代CARs。

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二、CAR-T細胞在癌癥中應用的當前現(xiàn)狀

美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）已批準六種CAR-T細胞療法用于治療各種血液系統(tǒng)惡性腫瘤。Kymriah®是首個獲得FDA和歐洲藥品管理局（EMA）批準的靶向B細胞抗原CD19的第二代CAR-T細胞療法，用于治療兒童和年輕成人ALL。FDA和EMA隨后又批準了另外三種靶向CD19抗原的CAR-T細胞療法：Yescarta®、Tecartus®和Breyanzi®。此外，兩種B細胞成熟抗原（BCMA）CAR-T細胞產(chǎn)品已獲批用于治療R/R MM，即Abecma®和Carvykti®。

CAR-T療法在血液癌癥中取得了突破，但其在實體惡性腫瘤中的療效有限。迄今為止，尚無CAR-T細胞療法獲得FDA或EMA批準用于實體腫瘤。一些臨床病例報告表明，針對復發(fā)性多灶性膠質母細胞瘤的顱內(nèi)IL-13Rα靶向CAR治療有反應，治療開始后持續(xù)了7.5個月。一些關于GD2特異性CAR-T細胞在四名患有H3K27M突變膠質瘤的兒科患者中的證據(jù)也有報道，其中三名患者表現(xiàn)出臨床和影像學改善。

在實體腫瘤領域，最近更大規(guī)模隊列的研究顯示出顯著的抗腫瘤效果。值得注意的是，一項針對37名患者的研究中，一種靶向claudin18.2的CAR被證明可有效治療胃腸道腫瘤，總緩解率和疾病控制率分別為48.6%和73.0%。此外，一種GD2特異性CAR在27名經(jīng)過大量預處理的神經(jīng)母細胞瘤兒童中顯示出強勁的結果，總緩解率為63%。

-04-三、AML中CAR-T細胞的相關挑戰(zhàn)治療R/R B細胞惡性腫瘤和R/R MM的CAR-T細胞療法所獲得的經(jīng)驗，已經(jīng)確定了與良好預后相關的幾個特征。這些包括CAR分子結構、共刺激域、靶抗原、轉導方法、細胞輸注前的淋巴清除方案、輸注細胞劑量、患者群體的異質性以及腫瘤細胞的內(nèi)在特征等。AML環(huán)境中的主要挑戰(zhàn)有三方面：i）疾病的克隆異質性，ii）高度免疫抑制的骨髓微環(huán)境，以及iii）缺乏腫瘤特異性靶抗原。

AML的異質性

急性髓系白血�。ˋML）是一個涵蓋多種疾病的廣泛類別，每種疾病都有不同的分子和細胞遺傳學異常。這種異質性源于影響疾病表現(xiàn)、進展和治療反應的多種因素。AML的特征是影響關鍵途徑（包括信號轉導、表觀遺傳調控和凋亡）的多種基因突變。這些突變驅動不同的轉錄程序，導致疾病行為和藥物敏感性的變異。此外，染色體易位進一步影響AML的預后和治療策略。另一個復雜層面來自AML的克隆進化，其中具有不同遺傳譜系的亞克隆有助于腫瘤內(nèi)異質性。

AML被認為反映了正常的造血過程，白血病干細胞（LSCs）通過驅動分化原始細胞的產(chǎn)生來維持疾病。LSCs的特征是低循環(huán)或靜止、自我更新能力以及與造血干細胞（HSCs）和正常多能造血祖細胞相似的轉錄或表觀遺傳特征。LSCs表現(xiàn)出由于靜止狀態(tài)和自我更新潛力而產(chǎn)生的治療抵抗。

骨髓微環(huán)境

AML原始細胞和LSCs呈現(xiàn)出免疫逃逸機制，并重塑骨髓微環(huán)境，共同推動疾病進展。首先，在直接與髓系原始細胞相關的內(nèi)在因素中，NPM1和FLT3的突變與免疫反應的改變有關 。此外，突變型IDH1/2和隨后增加的腫瘤代謝物R-2-羥基戊二酸（R2-HG）與AML中調節(jié)性T細胞（Tregs）的增加有關。TP53突變也被證明會損害免疫監(jiān)視。AML中描述的其他內(nèi)在特征包括HLA分子的下調，導致抗原呈遞缺陷；以及細胞因子平衡的改變。

其次，有充分證據(jù)表明，高度免疫抑制的骨髓微環(huán)境對免疫反應和T細胞適應性產(chǎn)生不利影響。一方面，腫瘤微環(huán)境內(nèi)的代謝產(chǎn)物在免疫抑制中發(fā)揮重要作用，限制了免疫療法的有效性。AML細胞表現(xiàn)出改變的代謝，產(chǎn)生乳酸、腺苷和犬尿氨酸，這些物質促成了一個阻礙CAR-T細胞功能的有害微環(huán)境。升高的乳酸水平會導致TME酸化，抑制T細胞激活和增殖。此外，腺苷結合CAR-T細胞上的受體，導致免疫抑制和耗竭。同樣，犬尿氨酸也會抑制T細胞功能并促進免疫抑制環(huán)境。

另一方面，與健康個體相比，AML的特征是浸潤骨髓的T細胞數(shù)量增加。這些T細胞表現(xiàn)出免疫抑制性和激活共受體表達頻率的增加，尤其是在R/R AML中。這包括PD-1、OX40、TIM3和LAG3的表達�？傮w而言，T細胞在這種背景下表現(xiàn)出不足的效力、持久性和功能。這種T細胞耗竭通常不僅以高表達抑制性受體為特征，還與廣泛的轉錄和表觀遺傳改變、細胞因子產(chǎn)生缺陷、趨化因子表達增加以及從T細胞向NK樣T細胞表型的轉變有關。

第三，除了與髓系原始細胞直接相關的內(nèi)在因素外，M2巨噬細胞的擴增也被證明可增強AML免疫逃逸。此外，免疫突觸功能差和NK細胞功能受損已被確定為參與此過程的機制。最后，考慮骨髓結構在細胞成分之外可能發(fā)揮的作用也很重要。骨髓血管重塑可能通過減少細胞遷移和誘導缺氧來阻礙抗AML免疫反應。

靶抗原

確定AML中CAR-T細胞療法的合適靶點至關重要。一個合適的靶點應該是AML細胞表面表達的、不受HLA限制的抗原/蛋白，且表達水平較高。理想情況下，該抗原也應在LSCs上表達，以確保徹底根除疾病并最大限度地減少早期復發(fā)。重要的是，它必須在健康組織中不存在，以防止可能致命的靶向/脫腫瘤毒性。迄今為止，尚未確定AML中CAR-T細胞療法的最佳靶點。AML新抗原相對不常見，且已知主要是胞內(nèi)的，需要HLA呈遞。在當前的臨床實踐中，CD33和CD123是CAR-T細胞工程中最常用的分子。

CD123，也稱為IL-3受體的α鏈（IL-3Rα），是一種在AML中高表達的膜蛋白。CD123也存在于其他髓系惡性腫瘤中。CD123參與JAK、MAPK和PI3K/AKT信號通路，這些通路調節(jié)細胞增殖和分化。CD123的過表達已在高達95%的LSCs和AML原始細胞中被識別。關于靶向/脫腫瘤毒性，其HSCs上的表達存在爭議。一個重要的擔憂是潛在的髓外毒性，因為CD123在內(nèi)皮細胞上表達，可能導致毛細血管滲漏綜合征。幾種未偶聯(lián)的單克隆抗體（mAbs），包括CD123導向的mAbs CSL360和CSL362（talacotuzumab），在治療R/R AML中顯示出有限的療效。因此，目前的策略主要包括使用毒素偶聯(lián)構建體或雙特異性T細胞銜接器（BiTEs）。

CD33是一種由唾液酸殘基刺激的跨膜受體，在大約85%的AML病例中表達。已知它在超過85%的LSCs中存在，在HSCs中表達相對較低。人源化抗CD33抗體藥物偶聯(lián)物吉妥珠單抗奧佐米星已獲EMA和FDA批準，與強化化療聯(lián)合用于初治AML的一線治療。報告的主要毒性是持續(xù)性血小板減少癥和肝竇阻塞綜合征（VOD）。與抗CD123未偶聯(lián)分子報告的證據(jù)一致，針對CD33的mAbs和抗體藥物偶聯(lián)物（如林妥珠單抗、SGN-CD33A和IMGN779）迄今為止未能顯示出相關的抗白血病活性。值得注意的是，幾種CD33×CD3 BiTEs在針對R/R AML的臨床試驗中顯示出有希望的結果和可接受的毒性特征。

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四、當前臨床試驗中實施的策略

目前，有75項注冊的CAR-T細胞療法治療AML的臨床試驗，其中53項（71%）處于I期或早期I期試驗階段，CD33和CD123是最常靶向的抗原。

臨床試驗中的CD123-CAR-T細胞

2020年，一個德國研究小組報告了靶向CD123的UniCAR-T-CD123的臨床前療效，這是一種雙組分、可快速切換的第二代CAR-T。該構建體攜帶一個CD28共刺激域，其本身除了一個名為靶向模塊的可溶性銜接器外，不識別任何表面抗原 。TM通過靜脈注射給藥，并賦予對所選抗原的特異性。

該策略目前正在一項針對R/R AML的Ia期試驗中進行研究，早期結果令人鼓舞，毒性特征可接受。事實上，該試驗被修改為包括延長的TM給藥方案。迄今為止，19名經(jīng)過大量預處理的患者已接受UniCAR-T-CD123治療，包括12名曾接受過異基因造血干細胞移植的患者 。細胞因子釋放綜合征（CRS）在12名患者中觀察到，主要為1級或2級。未觀察到延長的骨髓抑制，因此不需要救援性異基因造血干細胞移植。R/R AML人群的總緩解率（ORR）為53%。

同一研究小組開發(fā)了世界上第一個CRISPR工程化的可切換同種異體CAR-T，旨在避免移植物抗宿主�。℅vHD）和細胞排斥。該試驗目前正在進行中。

臨床試驗中的CD33-CAR-T細胞

一種包含林妥珠單抗-CD28/CD3的第二代CD33導向的CAR構建體，在針對兒童、青少年和年輕成人R/R AML的I/II期劑量遞增中期分析中顯示出有希望的結果。該構建體包括一個源自林妥珠單抗的靶向基序，與CD28/CD3連接。

共有24名受試者入組試驗，其中12名曾接受過異基因造血干細胞移植。CD33-CAR-T產(chǎn)品成功為23名患者制造，隨后輸注給19名患者，主要原因是疾病進展。4名患者經(jīng)歷了3級或4級CRS，但得到成功管理。在達到最高劑量水平的患者中報告了反應。

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結語

CAR-T細胞療法治療AML具有巨大潛力，但必須解決幾個挑戰(zhàn)才能充分實現(xiàn)其治療前景。AML呈現(xiàn)出高度異質性的景觀，由不同的遺傳、細胞遺傳學和表觀遺傳學改變驅動，這些改變影響疾病表現(xiàn)、進展和治療反應。AML的復雜性仍然是一個挑戰(zhàn)，特別是由于LSCs和克隆進化機制的存在，這些機制導致治療抵抗和復發(fā)。此外，AML骨髓微環(huán)境通過促進免疫逃逸、代謝抑制和高度免疫抑制的環(huán)境，進一步加劇了這些挑戰(zhàn)。AML中的BM微環(huán)境以乳酸、腺苷和犬尿氨酸等代謝副產(chǎn)物為特征，這些物質抑制T細胞功能并驅動免疫耗竭。此外，存在髓源性抑制細胞、調節(jié)性T細胞和抑制性檢查點，如PD-1、TIM-3和LAG-3，這有助于T細胞功能障礙。這些免疫抑制因素不僅削弱了傳統(tǒng)療法的有效性，而且對CAR-T細胞療法構成了重大障礙，與B細胞惡性腫瘤相比，CAR-T細胞療法在AML中取得的成功有限。此外，開發(fā)AML CAR-T細胞療法的一個主要限制仍然是缺乏一個最佳的、可靶向的抗原。目前正在研究的CAR-T細胞靶點包括CD123、CD33、CLL-1、NKG2D、CD7、CD38、CD44v6、CD70和FLT3。這些抗原中的每一個都呈現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，包括與骨髓消融、內(nèi)皮毒性和抗原逃逸機制相關的擔憂。在這些靶點中，CD123和CD33已被廣泛研究，各種CAR-T細胞構建體處于臨床前和早期臨床階段。然而，毒性擔憂，特別是骨髓抑制，仍然是一個重大挑戰(zhàn)。新興靶點，如CLL-1和NKG2D，提供了有希望的途徑，因為它們選擇性地在AML中表達，同時保留了正常的HSCs。此外，諸如雙特異性CARs、安全開關以及與免疫檢查點抑制劑或代謝調節(jié)劑的聯(lián)合方法等策略正在探索中，以增強CAR-T細胞的療效和安全性。

總的來說，盡管在理解AML異質性和免疫逃逸方面取得了重大進展，但仍需要進一步的研究來優(yōu)化CAR-T細胞策略并克服AML治療的內(nèi)在挑戰(zhàn) 。將多靶點方法、改進的制造技術和更深入地了解BM微環(huán)境相結合，最終可能增強CAR-T細胞在AML中的治療潛力。

參考資料：

CAR-T cell therapy for cancer: current challenges and future directions. Signal Transduct Target Ther. 2025 Jul 4;10(1):210

       原文標題 : CAR-T細胞療法治療AML的當前挑戰(zhàn)與未來方向