前言 

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

單核吞噬細胞系統(tǒng)（MPS）的兩種主要細胞類型是單核細胞和單核細胞衍生的巨噬細胞，它們都具有吞噬功能。MPS選擇性地吞噬外部目標如微生物，然而，巨噬細胞無法識別和攻擊腫瘤。即使在腫瘤組織內(nèi)，巨噬細胞也不會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)清除腫瘤細胞。

此外，除了巨噬細胞吞噬的陽性信號外，還有相反的信號阻止巨噬細胞吞噬目標腫瘤細胞，如CD47。這些信號自從被發(fā)現(xiàn)以來就成為一個熱門的研究領域。

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

CAR-M的研究進展

目前使用CAR-M治療癌癥已進行了多種嘗試。研究人員設計了嵌合抗原受體吞噬細胞（CAR-P），它可以引導巨噬細胞吞噬特定的靶細胞。

研究證明，表達Megf10或FcRv胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的CAR-P可促進對靶抗原的吞噬能力。CAR-PMegf10可以特異性地觸發(fā)對靶向配體的吞噬作用，通過酪氨酸磷酸化的局部信號級聯(lián)反應啟動吞噬，TCR-CD3ζ可能通過招募syk激酶而促進CAR-P的吞噬作用。

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

賓夕法尼亞大學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可降低腫瘤負荷，延長小鼠存活時間。在人源化小鼠模型中還發(fā)現(xiàn)， HER2-CAR-M能夠?qū)�M2巨噬細胞轉(zhuǎn)化為M1巨噬細胞，誘導炎癥性腫瘤微環(huán)境，增強T細胞的抗腫瘤細胞毒性。此外，還發(fā)現(xiàn)HER2-CAR-M可能產(chǎn)生表位擴散，為避免腫瘤免疫逃逸提供了新思路。

Zhang等人利用誘導多能干細胞（iPSCs）表達CAR結(jié)構(gòu)并分化為巨噬細胞，命名為CAR-iMac。研究表明，表達CAR的iPSCs能分化為巨噬細胞樣細胞，在無抗原的情況下，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介導的信號促進了CAR-iMac的吞噬作用，并導致CAR-iMac向促炎的M1型的轉(zhuǎn)化。iPSC來源的巨噬細胞可能成為髓系腫瘤免疫治療的重要細胞來源。

CAR-T治療實體瘤無效的一個重要原因是T細胞難以進入腫瘤組織。這是因為實體瘤細胞外基質(zhì)（ECM）形成的物理屏障阻止了T細胞進入腫瘤組織。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，而巨噬細胞就是MMP的重要來源。

研究人員設計了一種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分子的跨膜和細胞內(nèi)區(qū)域組成。CAR-147與HER2+人乳腺癌細胞共培養(yǎng)后，在CAR-147巨噬細胞中誘導多個MMP的表達，證明CAR-147能特異性識別HER2抗原，有效激活巨噬細胞中MMP的表達。CAR-147巨噬細胞在體外不抑制腫瘤細胞增殖，但靜脈注射CAR-147巨噬細胞可顯著抑制4T1乳腺癌小鼠模型的腫瘤生長。同時發(fā)現(xiàn)用CAR-147巨噬細胞治療的腫瘤中T細胞所占的比例遠高于對照巨噬細胞治療的腫瘤，說明CAR-147巨噬細胞能破壞腫瘤細胞外基質(zhì)，促進T細胞向腫瘤浸潤。

 CAR-M治療實體瘤的臨床應用

直到2020年11月，兩個基于CAR-M策略的臨床試驗已經(jīng)獲得FDA的批準。第一個是來自CARISMA Therapeutics的候選藥物CT-0508，它用抗HER2的CAR-M治療復發(fā)/難治性HER2過度表達的腫瘤患者（I期臨床試驗）。另一個是Maxyte的MCY-M11，它利用mRNA轉(zhuǎn)染PBMC表達靶向間皮素的CAR（包括CAR-M），治療復發(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行I期臨床試驗。

關于CAR-M的臨床轉(zhuǎn)化，有幾個方面需要注意：第一，CAR-M的安全性和有效性是該療法的基礎，雖然已經(jīng)通過動物實驗進行了驗證，但CAR-M在人體內(nèi)的安全性和有效性仍有待驗證；其次，可靠的細胞來源和擴增是CAR-M臨床應用的必要條件，CAR-M可由PBMC或iPSCs制備。此外，與T細胞不同，巨噬細胞發(fā)生GVHD的風險較低，這意味著可以提前生產(chǎn)產(chǎn)品，供患者按需使用。第三，還有一個問題必須考慮，目前，CAR-M多采用病毒轉(zhuǎn)染的方法，可能會誘發(fā)插入突變， CRISPR/Cas9為解決這一問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)勢與挑戰(zhàn)

與CAR-T和CAR-NK細胞相似，CAR-M細胞由識別特定腫瘤抗原的細胞外信號傳導域、跨膜區(qū)域和細胞內(nèi)激活信號區(qū)域組成。目前，對細胞外信號域的研究主要幾種在幾種常見的腫瘤靶點，如CD19和HER2。

與CAR-T細胞不同，CAR-M細胞具有以下三個優(yōu)點。

1）由于腫瘤細胞周圍基質(zhì)形成的物理屏障，T細胞不能進入腫瘤環(huán)境，而巨噬細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的細胞表型，對腫瘤的治療有積極作用。

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

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

盡管CAR-M有很大的潛力成為一種強有力的腫瘤免疫治療方法，但要達到預期的效果還需要克服許多問題。首先是細胞數(shù)量的限制：無論是在體外還是在體內(nèi)注射后，巨噬細胞都不會增殖�；颊咧荒芙邮苡邢迶�(shù)量的巨噬細胞，這可能會影響治療效果。二是與巨噬細胞在體內(nèi)的遷移特性有關。注射后，外源性巨噬細胞通過肺部，然后大部分留在肝臟，不利于癌癥的治療。三是復雜的腫瘤微環(huán)境。盡管CAR-M在小鼠模型中取得了很好的效果，但人類實際的腫瘤微環(huán)境要比動物模型復雜得多。最后，由于腫瘤細胞的高度異質(zhì)性，靶抗原的表達可能不夠。這一問題在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細胞去除的腫瘤細胞都有高水平的靶抗原表達。可以預見，這也將成為CAR-M療法發(fā)展的一大障礙。

小結(jié)

CAR-M療法在動物實驗中已顯示出其有效的抗腫瘤能力。與CAR-T和CAR-NK相比，CAR-M作為一種新的細胞免疫療法有其獨特的優(yōu)勢，但也有許多不足需要克服。因此，在今后的臨床治療中應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，隨著科學技術的進一步發(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：

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

       原文標題 : CAR-巨噬細胞的研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)