功能
癌症的根除需要CAR改造T细胞在过继后能够持续保持细胞毒性。患者体内肿瘤微环境中的Treg细胞、髓源抑制性细胞和免疫抑制分子/细胞因子会抑制外来和内源T细胞的抗肿瘤活性。早期CAR-T细胞临床效果令人失望的原因就在于患者肿瘤微环境的抑制。有证据表明携带CD28的CAR-T细胞在体内能够抵抗Treg细胞的抑制作用。然而实验中用到的Treg(iTreg,诱导型Treg)细胞Foxp3的表达并不稳定。天然存在的Treg无论在体内还是体外都能够抑制改造后的T细胞表达第二代CAR。辐射和化学药物下调Treg细胞的数目从而能够使的基因改造的T细胞清除肿瘤细胞。
根据下述临床实验的报告,利用CAR改造T细胞消除肿瘤仍然是目前最有效的抗肿瘤手段。CAR-T细胞过继后续反应的一个间接证据是“是靶向/非肿瘤”毒性的存在(如B细胞再生性贫血障碍或瞄定CD19分子而引起的低丙种球蛋白血症)。近期利用抗CD19的CAR进行的实验证明其过继后能引起B细胞再生性贫血障碍。促炎症细胞因子的增多是另外一个过继后T细胞功能的标志。CLL(慢性淋巴细胞性白血病)病人外周血和骨髓中的促炎症细胞因子的增多与CAR改造T细胞的扩增协同出现。
通过对CD107a的测定发现过继转移的T细胞能够在体内保持其下调目的基因的靶向性。
毒性
“是靶向/非肿瘤”毒性远非B细胞再生性贫血障碍那么简单。一个结肠性转移的患者在接受消耗性化疗接连ERBB2靶向的T细胞过继5天后死亡。推测是由于肺部聚积了大量的改造的T细胞,它们识别肺上皮少量表达的ERBB2后引起了促炎症细胞因子的大量释放。促炎症细胞因子的释放引起了肺部毒性、多器官衰竭,进而导致病人的死亡。用表达CAIX的第一代CAR治疗肾细胞癌时,11例病人中有5例被报道发现了肝脏毒性。总结病因是改造后的靶向型T细胞可以识别胆管上皮低水平表达的CAIX。上述研究凸显了在相同时期与正常组织相区别的特异性靶向抗原的重要性。
来自凯特琳癌症研究中心的数据显示有一位病人接受T细胞过继两天后死亡,在综合考虑了所有临床数据包括尸检结果后发现引起病人死亡的原因在于感染而非过继的T细胞。尽管如此,基于安全性的,该中心将T细胞过继调整为化疗后两天。用调整后的方案为5位病人进行了CAR-T细胞治疗没有再出现不良事件。