CAR-T细胞疗法全流程监测

一、概述

CAR-T细胞疗法，也称为嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)，通过基因工程技术对患者自身的T细胞进行体外修饰，使其在细胞膜上表达出可特异性识别靶抗原的“GPS”，即CAR结构。自第一代CAR于1989年问世以来，至今已发展到第五代CAR[1]（图1）。CAR-T细胞经过体外培养获得大量增殖后被输注回患者体内，发挥靶向识别杀伤癌细胞的作用[2]。近十年CAR-T细胞疗法已成为血液肿瘤和实体瘤极具前途的治疗方法。

图1. 历代CAR结构演变[1]。第一代CAR仅依赖于CD3ζ介导T细胞激活，缺乏共刺激信号，必须与抗原提呈细胞相互作用才能激活，临床疗效不佳。第二代和第三代CAR增加了一个或两个共刺激结构域（CD28、4-1BB或OX40等），赋予了CAR-T细胞更强的杀伤力及持久性。第四代CAR除了共刺激配体外，还被导入了表达细胞因子的基因序列（如IL-12），主要目的是克服肿瘤免疫微环境的抑制。第五代CAR是在第二代的基础上，增加了激活其他信号通路的共刺激结构域（如细胞因子受体IL-2Rβ，有助于激活JAK-STAT通路，刺激细胞增殖）。目前已上市的CAR-T产品均采用第二代CAR技术，第三、四、五代CAR尚处于研发阶段。

二、CAR-T细胞疗法监测指标

阿基仑赛注射液（复星凯特）和瑞基奥仑赛注射液（药明巨诺）两款靶抗原均为CD19的CAR-T产品于2021年在国内上市，为国内复发性或难治性DLBCL和FL患者提供了新的治疗选择。治疗过程也势必伴随着监测过程，以达到实时评估患者的治疗疗效、预后，指导后续治疗等目的。

表1. 国内外的专家共识/指南关于CAR-T治疗血液病的监测指标及要求

三、CAR-T疗法相关监测指标的临床意义

1. 淋巴细胞计数

目前临床研究及治疗主要采用患者自身淋巴细胞制备CAR-T细胞，外周血淋巴细胞计数/T细胞产量与后期治疗疗效存在正相关性（图2），专家共识/指南也对淋巴细胞计数做出了相应要求（表1）。计数较低可能与患者接受前期治疗后血液学还未完全恢复有关，若此时采集淋巴细胞，可能导致生产失败[3]。

图2. 白细胞采集前，外周血淋巴细胞计数和T细胞产量与治疗疗效呈正相关[4]。(A)淋巴细胞计数>1000/μL的患者能够100%（3/3）达到完全缓解；(B)淋巴细胞计数较低的患者只有17%（1/6）能够达到完全缓解

2.CAR-T细胞扩增水平及持久性

多项研究报道CAR-T细胞扩增峰值越高、持续时间越长治疗疗效越好（图3）。

图3. CAR-T细胞扩增水平及持久性与治疗疗效呈正相关[5]。(A)外周血 CAR-T细胞扩增水平在输注后10天左右达峰值，然后随时间缓慢下降；(B)治疗后获得 CR/CRi 的患者，外周血中 CAR-T 细胞的峰值及能够在外周血中持续的时间均显著高于治疗后NR的患者；(C)CAR-T细胞快速丢失可能与靶抗原阳性复发有关

3.CRS监测

CAR-T细胞在体内的大量扩增可过度刺激免疫系统导致效应细胞因子（IFN、TNF-α、IL-2）释放，随后触发促炎细胞因子（IL-1、IL-6、IFN-γ、IL-10和MCP-1）释放，进而诱导出致命性细胞因子释放综合征（CRS）（图4 A-H）。CRS的发生率为30-100%，其中10-30%的患者发生≥3级的CRS[6]。

MCP-1(单核细胞化学诱导蛋白-1)，也称为趋化因子配体2（CCL2），参与免疫调节和细胞因子风暴的炎症过程。有研究发现在CAR-T细胞输注后的最初36小时内发热≥38.9℃，血清 MCP-1 浓度≥1343.5 pg/mL 能够增强对发生 ≥4 级 CRS患者的鉴别（敏感性：1.00；特异性：0.95）（图4 I）。

鉴于CRS的高发生率，对相关细胞因子进行监测可指导临床提前进行干预以达到对CRS的有效控制。

图4. 细胞因子可预测高级别CRS的发生[7]。(A-H)≥4级CRS的患者在输注CAR-T细胞最初的36小时内细胞因子显著升高；(I)高水平MCP-1可预测≥4级CRS（敏感性：1.00；特异性：0.95）

4. 外周血B淋巴细胞监测

CAR-T细胞具有靶抗原特异性，而没有细胞特异性。以CD19 CAR-T细胞为例，CD19+癌细胞和正常的B淋巴细胞均为其攻击的靶细胞，导致脱靶效应的产生。因此B淋巴细胞再生障碍是CAR-T细胞功能持久性的药效学标志物，对其进行监测有助于临床评估患者疗效及预后判断（图5）。

图5. 监测外周血B淋巴细胞可预测治疗疗效。(A)B淋巴细胞恢复时长与CAR-T细胞的扩增水平及持久性呈正比[8]；(B)在CAR-T输注后第28天，同为MRD阴性的患者，其中B细胞快速恢复的患者预后更差[9]

5. 靶抗原监测

对于既往接受CAR-T抗原靶点治疗（例如双特异性抗体或既往CAR-T）的患者，存在靶抗原缺失的可能；而即使在治疗初期表现出了较好的应答，也有相当一部分患者在治疗过程中表现出靶抗原丢失[5]（图6）。诺华tisagenlecleucel公布的一项全球Ⅱ期试验数据显示，在接受治疗的75名B-ALL患者中有16例出现复发，其中15例为CD19阴性[10]。总之，靶抗原免疫逃逸成为了B-ALL患者能否接受CAR-T治疗以及经治疗后复发的重要监测指标之一。

图6. CAR-T细胞持续存在但仍复发，可能与靶抗原免疫逃逸有关[5]

6.长期监测

在输注CAR-T细胞前要对患者进行清淋处理，以通过调节细胞因子和免疫途径来增强CAR-T细胞在体内的增殖。这一处理可能使患者出现全血细胞减少、免疫抑制等并发症。

Paolo Strati等人的报告数据显示r/r DLBCL患者在输注CAR-T细胞1年后，27%的CR患者(n=15)存在3-4级的血细胞减少，67%的CR患者(n=9)其CD4+T细胞获得恢复，100%的CR患者(n=9)其CD8+T、NK细胞获得恢复[11]（图7）。这些数据显示了长期监测的重要性，以掌握患者造血恢复和免疫重建的状态。

图7. r/r DLBCL患者CAR-T治疗后造血和免疫重建的趋势[11]。(A)中性粒细胞绝对计数；(B)血红蛋白；(C)血小板计数；(D)淋巴细胞绝对计数；(E)CD4+T细胞；(F) CD8+T细胞；(G)NK细胞；(H)IgG；(I)NK细胞重建与血小板恢复的相关性。红色虚线代表正常下限

四、小结

见康华美为您提供CAR-T细胞疗法全疗程的监测项目：

注：目前实验室常规开展的CAR-T细胞、CAR-T基因检测项目只针对CD19靶点产品，如需要检测其他靶点，请在送检前咨询实验室。

撰稿：张蕾

审核：蔺亚妮颜晓燕

参考文献：

[1] ABREU T R, FONSECA N A, GONCALVES N, et al. Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies [J]. J Control Release, 2020, 319:246-61.

[2] PEREZ-AMILL L, MARZAL B, URBANO-ISPIZUA A, et al. CAR-T Cell Therapy: A Door Is Open to Find Innumerable Possibilities of Treatments for Cancer Patients [J]. Turk J Haematol, 2018, 35(4): 217-28.

[3] 中华医学会血液学分会白血病淋巴瘤学组;中国抗癌协会血液肿瘤专业委员会造血干细胞移植与细胞治疗学组. 嵌合抗原受体T细胞治疗成人急性B淋巴细胞白血病中国专家共识（2022版） [J]. 中华血液学杂志, 2022, 43(2): 89-95.

[4] KORELL F, LAIER S, SAUER S, et al. Current Challenges in Providing Good Leukapheresis Products for Manufacturing of CAR-T Cells for Patients with Relapsed/Refractory NHL or ALL [J]. Cells, 2020, 9(5): 1225.

[5] MUELLER K T, WALDRON E, GRUPP S A, et al. Clinical Pharmacology of Tisagenlecleucel in B-cell Acute Lymphoblastic Leukemia [J]. Clin Cancer Res, 2018, 24(24): 6175-84.

[6] FREY N, PORTER D. Cytokine Release Syndrome with Chimeric Antigen Receptor T Cell Therapy [J]. Biol Blood Marrow Transplant, 2019, 25(4): e123-e7.

[7] HAY K A, HANAFI L A, LI D, et al. Kinetics and biomarkers of severe cytokine release syndrome after CD19 chimeric antigen receptor-modified T-cell therapy [J]. Blood, 2017, 130(21): 2295-306.

[8] MUELLER KAREN THUDIUM W E, GRUPP STEPHAN A, et al. Clinical Pharmacology of Tisagenlecleucel in B-cell Acute Lymphoblastic Leukemia. [J]. Clin Cancer Res, 2018, 24:6175-84.

[9] PULSIPHER MICHAEL A H X, MAUDE SHANNON L, et al. Next-Generation Sequencing of Minimal Residual Disease for Predicting Relapse after Tisagenlecleucel in Children and Young Adults with Acute Lymphoblastic Leukemia [J]. Blood Cancer Discov, 2022, 3:66-81.

[10] MAUDE S L, LAETSCH T W, BUECHNER J, et al. Tisagenlecleucel in Children and Young Adults with B-Cell Lymphoblastic Leukemia [J]. N Engl J Med, 2018, 378(5): 439-48.

[11] STRATI PAOLO V A, ADKINS SHERRY, et al.Hematopoietic recovery and immune reconstitution after axicabtagene ciloleucel in patients with large B-cell lymphoma [J]. Haematologica, 2021, 106:2667-72.

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