前言 

CAR-T細(xì)胞治療是一種細(xì)胞免疫療法，是指通過(guò)基因克隆技術(shù)將具有特異性抗原識(shí)別域和T細(xì)胞激活信號(hào)的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到T細(xì)胞中，使T細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞表面的特異性抗原結(jié)合直接激活的方法。CAR-T細(xì)胞已成功用于治療循環(huán)系統(tǒng)惡性腫瘤，如B細(xì)胞源性惡性腫瘤。CAR-T治療成功后，人們又將CAR策略應(yīng)用于NK細(xì)胞，開(kāi)發(fā)出了類(lèi)似于CAR-T治療的CAR-NK細(xì)胞療法。

單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（MPS）的兩種主要細(xì)胞類(lèi)型是單核細(xì)胞和單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞，它們都具有吞噬功能。MPS選擇性地吞噬外部目標(biāo)如微生物，然而，巨噬細(xì)胞無(wú)法識(shí)別和攻擊腫瘤。即使在腫瘤組織內(nèi)，巨噬細(xì)胞也不會(huì)在吞噬或抗原呈遞中發(fā)揮作用，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咭种芃2型，阻止免疫系統(tǒng)清除腫瘤細(xì)胞。

此外，除了巨噬細(xì)胞吞噬的陽(yáng)性信號(hào)外，還有相反的信號(hào)阻止巨噬細(xì)胞吞噬目標(biāo)腫瘤細(xì)胞，如CD47。這些信號(hào)自從被發(fā)現(xiàn)以來(lái)就成為一個(gè)熱門(mén)的研究領(lǐng)域。

鑒于目前CAR-T細(xì)胞治療的成功和CAR-NK細(xì)胞的發(fā)展?jié)摿�，研究人員對(duì)開(kāi)發(fā)用于腫瘤免疫治療的CAR巨噬細(xì)胞（CAR-M）產(chǎn)生了極大的興趣。CAR-M的出現(xiàn)為治療實(shí)體瘤開(kāi)辟了新的可能性：用特異性CARs修飾人巨噬細(xì)胞，以提高巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤的吞噬活性和抗原呈遞。

CAR-M的研究進(jìn)展

目前使用CAR-M治療癌癥已進(jìn)行了多種嘗試。研究人員設(shè)計(jì)了嵌合抗原受體吞噬細(xì)胞（CAR-P），它可以引導(dǎo)巨噬細(xì)胞吞噬特定的靶細(xì)胞。

研究證明，表達(dá)Megf10或FcRv胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的CAR-P可促進(jìn)對(duì)靶抗原的吞噬能力。CAR-PMegf10可以特異性地觸發(fā)對(duì)靶向配體的吞噬作用，通過(guò)酪氨酸磷酸化的局部信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)啟動(dòng)吞噬，TCR-CD3ζ可能通過(guò)招募syk激酶而促進(jìn)CAR-P的吞噬作用。

全細(xì)胞吞噬是比較罕見(jiàn)的，而啃咬靶細(xì)胞更為頻繁，這表明CAR-P巨噬細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的相互作用不足以觸發(fā)直接的全細(xì)胞吞噬。已有研究發(fā)現(xiàn)，PI3K信號(hào)在大靶點(diǎn)的內(nèi)吞過(guò)程中起重要作用，可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬作用。研究人員將pI3K p85亞單位與CAR-P-FcRv連接起來(lái)，形成一個(gè)“串聯(lián)”CAR（CAR-Ptandem）。CAR-Ptandem具有較好的全細(xì)胞吞噬功能。

賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員使用含有CD3-ζ胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的抗HER2的CAR-M。在兩種實(shí)體瘤移植的異位小鼠模型中，單次注射抗HER2-CAR-M可降低腫瘤負(fù)荷，延長(zhǎng)小鼠存活時(shí)間。在人源化小鼠模型中還發(fā)現(xiàn)， HER2-CAR-M能夠?qū)�M2巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M1巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)炎癥性腫瘤微環(huán)境，增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤細(xì)胞毒性。此外，還發(fā)現(xiàn)HER2-CAR-M可能產(chǎn)生表位擴(kuò)散，為避免腫瘤免疫逃逸提供了新思路。

Zhang等人利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）表達(dá)CAR結(jié)構(gòu)并分化為巨噬細(xì)胞，命名為CAR-iMac。研究表明，表達(dá)CAR的iPSCs能分化為巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞，在無(wú)抗原的情況下，CAR-iMac更接近M2極化狀態(tài)。然而，在存在特異性抗原的情況下如CD19，CAR介導(dǎo)的信號(hào)促進(jìn)了CAR-iMac的吞噬作用，并導(dǎo)致CAR-iMac向促炎的M1型的轉(zhuǎn)化。iPSC來(lái)源的巨噬細(xì)胞可能成為髓系腫瘤免疫治療的重要細(xì)胞來(lái)源。

CAR-T治療實(shí)體瘤無(wú)效的一個(gè)重要原因是T細(xì)胞難以進(jìn)入腫瘤組織。這是因?yàn)閷?shí)體瘤細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）形成的物理屏障阻止了T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織。ECM由高度有序的纖維分子、糖蛋白和其他大分子產(chǎn)生，其合成和降解主要受基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMPs）的調(diào)控，而巨噬細(xì)胞就是MMP的重要來(lái)源。

研究人員設(shè)計(jì)了一種CAR-147的結(jié)構(gòu)，它由靶向人HER2的單鏈抗體、IghG1的鉸鏈區(qū)和小鼠CD147分子的跨膜和細(xì)胞內(nèi)區(qū)域組成。CAR-147與HER2+人乳腺癌細(xì)胞共培養(yǎng)后，在CAR-147巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)多個(gè)MMP的表達(dá)，證明CAR-147能特異性識(shí)別HER2抗原，有效激活巨噬細(xì)胞中MMP的表達(dá)。CAR-147巨噬細(xì)胞在體外不抑制腫瘤細(xì)胞增殖，但靜脈注射CAR-147巨噬細(xì)胞可顯著抑制4T1乳腺癌小鼠模型的腫瘤生長(zhǎng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)用CAR-147巨噬細(xì)胞治療的腫瘤中T細(xì)胞所占的比例遠(yuǎn)高于對(duì)照巨噬細(xì)胞治療的腫瘤，說(shuō)明CAR-147巨噬細(xì)胞能破壞腫瘤細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)T細(xì)胞向腫瘤浸潤(rùn)。

 CAR-M治療實(shí)體瘤的臨床應(yīng)用

直到2020年11月，兩個(gè)基于CAR-M策略的臨床試驗(yàn)已經(jīng)獲得FDA的批準(zhǔn)。第一個(gè)是來(lái)自CARISMA Therapeutics的候選藥物CT-0508，它用抗HER2的CAR-M治療復(fù)發(fā)/難治性HER2過(guò)度表達(dá)的腫瘤患者（I期臨床試驗(yàn)）。另一個(gè)是Maxyte的MCY-M11，它利用mRNA轉(zhuǎn)染PBMC表達(dá)靶向間皮素的CAR（包括CAR-M），治療復(fù)發(fā)/難治性卵巢癌和腹膜間皮瘤患者，目前正在招募志愿者進(jìn)行I期臨床試驗(yàn)。

關(guān)于CAR-M的臨床轉(zhuǎn)化，有幾個(gè)方面需要注意：第一，CAR-M的安全性和有效性是該療法的基礎(chǔ)，雖然已經(jīng)通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，但CAR-M在人體內(nèi)的安全性和有效性仍有待驗(yàn)證；其次，可靠的細(xì)胞來(lái)源和擴(kuò)增是CAR-M臨床應(yīng)用的必要條件，CAR-M可由PBMC或iPSCs制備。此外，與T細(xì)胞不同，巨噬細(xì)胞發(fā)生GVHD的風(fēng)險(xiǎn)較低，這意味著可以提前生產(chǎn)產(chǎn)品，供患者按需使用。第三，還有一個(gè)問(wèn)題必須考慮，目前，CAR-M多采用病毒轉(zhuǎn)染的方法，可能會(huì)誘發(fā)插入突變， CRISPR/Cas9為解決這一問(wèn)題提供了新的可能性，僅需一周即可完成CAR-T基因的編輯。

CAR-M的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

與CAR-T和CAR-NK細(xì)胞相似，CAR-M細(xì)胞由識(shí)別特定腫瘤抗原的細(xì)胞外信號(hào)傳導(dǎo)域、跨膜區(qū)域和細(xì)胞內(nèi)激活信號(hào)區(qū)域組成。目前，對(duì)細(xì)胞外信號(hào)域的研究主要幾種在幾種常見(jiàn)的腫瘤靶點(diǎn)，如CD19和HER2。

與CAR-T細(xì)胞不同，CAR-M細(xì)胞具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1）由于腫瘤細(xì)胞周?chē)�基質(zhì)形成的物理屏障，T細(xì)胞不能進(jìn)入腫瘤環(huán)境，而巨噬細(xì)胞可以明顯地浸入腫瘤環(huán)境中。TAM在腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移、免疫抑制和血管生成中起著重要作用。CAR-M能降低TAM的比例，影響TAM的細(xì)胞表型，對(duì)腫瘤的治療有積極作用。

2）CAR-M除了具有吞噬腫瘤細(xì)胞的作用外，還具有促進(jìn)抗原提呈能力和增強(qiáng)T細(xì)胞殺傷的作用。

3）與CAR-T相比，CAR-M的循環(huán)時(shí)間有限，非腫瘤靶向毒性較小。

盡管CAR-M有很大的潛力成為一種強(qiáng)有力的腫瘤免疫治療方法，但要達(dá)到預(yù)期的效果還需要克服許多問(wèn)題。首先是細(xì)胞數(shù)量的限制：無(wú)論是在體外還是在體內(nèi)注射后，巨噬細(xì)胞都不會(huì)增殖�；颊咧荒芙邮苡邢迶�(shù)量的巨噬細(xì)胞，這可能會(huì)影響治療效果。二是與巨噬細(xì)胞在體內(nèi)的遷移特性有關(guān)。注射后，外源性巨噬細(xì)胞通過(guò)肺部，然后大部分留在肝臟，不利于癌癥的治療。三是復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境。盡管CAR-M在小鼠模型中取得了很好的效果，但人類(lèi)實(shí)際的腫瘤微環(huán)境要比動(dòng)物模型復(fù)雜得多。最后，由于腫瘤細(xì)胞的高度異質(zhì)性，靶抗原的表達(dá)可能不夠。這一問(wèn)題在CAR-T治療中一直非常突出。臨床研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)被CAR-T細(xì)胞去除的腫瘤細(xì)胞都有高水平的靶抗原表達(dá)。可以預(yù)見(jiàn)，這也將成為CAR-M療法發(fā)展的一大障礙。

小結(jié)

CAR-M療法在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已顯示出其有效的抗腫瘤能力。與CAR-T和CAR-NK相比，CAR-M作為一種新的細(xì)胞免疫療法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但也有許多不足需要克服。因此，在今后的臨床治療中應(yīng)注意最大限度地提高CAR-M的有效性和安全性。我們有理由相信，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，CAR-M很快將在患者身上顯示出療效，為腫瘤免疫治療再添助力！

參考文獻(xiàn)：

1.CAR-macrophage: A new immunotherapy candidate against solid tumors. Biomed Pharmacother. 2021 Jul;139:111605.

       原文標(biāo)題 : CAR-巨噬細(xì)胞的研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)