介绍
自身免疫性疾病是一组异质性疾病，其特征是免疫耐受的破坏，对抗原的致敏作用导致形成自身反应性T细胞和B细胞，以及触发器官损伤的自身抗体(图1)。自身免疫性疾病的种类包括类风湿型关节炎、系统性红斑狼疮、1型糖尿病、天疱疮和多发性硬化症。在所有自身免疫性疾病中，自身反应性B细胞克隆和针对患者自身抗原的自身抗体在临床症状出现之前就已形成，而银屑病、克罗恩病或强直性脊柱炎等慢性炎症没有B细胞介导的病理生理过程，因此，并不属于自身免疫性疾病。
“细胞知聊”在2023年1月的公众文中，详细介绍了CD19 CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病——系统性红斑狼疮的重大进展。
2023年9月，《柳叶刀》杂志发布了题为“CAR T-cell therapy in autoimmune diseases”的综述，文章基于在2010年1月-2022年12月期间所有发布的CAR-T与自免疾病的文献，探讨了嵌合抗原受体(CAR)T细胞在治疗自身免疫性疾病中的重要意义，给读者带来很多启示。
▲图1: 自身免疫环路触发慢性炎症和组织损伤。
目前自身免疫性疾病的管理
自身免疫性疾病通常不是慢性的，在没有治疗干预的情况下，会导致器官损伤。自身免疫T细胞和B细胞克隆通过诱导自身抗体触发疾病，自身抗体作为效应物，驱动靶细胞裂解(如自身免疫性溶血性贫血)、介导细胞活化(如格雷夫斯病)、干扰细胞识别(如天疱疮)，或导致免疫复合物的形成和炎症(如系统性红斑狼疮)。
传统的免疫抑制剂(如硫唑嘌呤)和钙调磷酸酶抑制剂(如环孢素)被广泛用于自身免疫性疾病的治疗。此外，其他阻断T细胞向炎症部位迁移的靶向药物，如natalizumab和vedolizumab，以及调节鞘鞘素-1磷酸受体的药物，已被开发用于治疗自身免疫性疾病。这些药物通常可以减轻炎症过程，但需要持续多年甚至终生给予治疗；即使达到缓解，当免疫抑制停止时，疾病也经常复发。免疫抑制剂引起的自身免疫性疾病，也需要额外使用糖皮质激素来抑制炎症，这会导致相当大的副作用。
选择性干扰自身免疫性疾病中的B细胞活化和自身抗体的产生是一种很有前途的治疗方法。突破性的工作来自于2004年Edwards及其同事发现，利用利妥昔单抗去除B细胞对治疗类风湿性关节炎有效；不过，利妥昔单抗在治疗系统性红斑狼疮中进行的一项随机对照试验，并未显示出在改善疾病方面具有临床或统计学上显著效果。
目前B细胞靶向治疗的局限性和自身免疫中B细胞深度清除的概念
自身免疫性疾病的控制以及潜在的免疫重置，可能需要深度清除B细胞。而利妥昔单抗通过抗体依赖的细胞毒作用，并不能完全清除循环B细胞，因为在组织中，效应细胞并不总是存在且抗体浓度较低，可能导致靶细胞清除不足；一些也研究表明，记忆B细胞可以逃避利妥昔单抗的清除。此外，经利妥昔单抗治疗的类风湿性关节炎患者在外周B细胞被清除的情况下，滑膜中可以检测到B细胞。因此，与循环B细胞相比，组织驻留B细胞的清除具有更大的挑战，表明组织中的记忆B细胞可能对清除有较大的抵抗力。此外，一些失败的临床研究的事后分析(post-hoc)表明，完全消除外周B细胞的患者对治疗的反应要优于仅部分消除的患者。另一个尚未解答的问题是理想的靶抗原。例如，CD20抗原不表达在浆细胞和浆母细胞中，而利妥昔单抗治疗系统性红斑狼疮复发时，外周血中往往含有大量浆母细胞。
CAR-T细胞靶向B细胞来源的恶性肿瘤细胞的原理
研究人员一直在尝试通过深度重置免疫系统，让自身免疫性疾病患者永久停止使用免疫抑制药物。例如，通过高剂量化疗后的自体造血干细胞移植(auto-HSCT)重新启动免疫系统；然而，严重的毒性限制了其在系统性红斑狼疮中的应用。近年来，由于CAR等基因工程受体的发展，基于细胞疗法的治疗模式经历了快速发展。编码CAR的DNA可以转移到体外免疫细胞，如T细胞中，生成CAR-T细胞(图2)。
▲图2：自体CAR-T细胞治疗原理
将CAR-T细胞输注到宿主体内后，这些细胞识别抗原，被激活并杀伤恶性肿瘤中的靶细胞。为了完全清除肿瘤防止复发，靶向难以触及的组织并驻留在肿瘤细胞是必要条件。CAR-T细胞的适用性要归功于T细胞浸润组织的天然能力、与靶标结合的高亲和力特异性、及其抗肿瘤效应功能。靶抗原(例如B细胞谱系的表面分子CD19、CD20和CD22)(图3)与T细胞或NK细胞膜上表达的CAR结合后，CAR-T/CAR-NK细胞被活化，随后杀死肿瘤细胞。在理想情况下，CAR表达细胞通过形成记忆表型可以在组织中存活很多年。
▲图3：B细胞谱系表达的表面抗原
目前，CAR-T细胞已经成为癌症治疗的有力工具，可以深入和持续地根除表达靶抗原的细胞。针对B细胞恶性肿瘤的CAR-T治疗，使多达50%的患者得到长期缓解。不过，CAR-T细胞治疗也存在一些限制因素，例如免疫逃逸导致的肿瘤复发和毒性作用。
细胞因子释放综合征(CRS)是CAR-T细胞治疗常见的毒性，轻症表现为发热、头痛、关节痛和肌痛，严重者可导致低血压甚至细胞毒性休克，其发生率从42%到93%不等，并且发生过危及生命的事件。另一个典型的副作用是免疫效应细胞相关的神经毒性综合征(ICANS)，它可以表现为书写困难和失语，也可能同时发生头痛、精神错乱、癫痫发作和行为改变，ICANS的发生可能与内皮细胞的激活和血脑屏障的破坏有关。这两种毒副作用的治疗通常使用解热药、糖皮质激素和IL-6单克隆抗体。
自体免疫疾病可能受益于CAR-T细胞疗法
理论上，自身免疫性疾病可以用识别B细胞特异性表面分子的CAR-T细胞进行治疗。然而，除了形成自身抗体外，B细胞在个体自身免疫性疾病中的病理生理作用并不完全清楚。B细胞活化和自身抗体的形成也可能只是T细胞介导自身免疫中的一种现象，而不是引发疾病的原因。在这种情况下，即使是完全的B细胞清除也可能不是一种有效的治疗方法，因为剩余的自身反应性T细胞仍然会维持疾病状态。
同时，自身免疫性疾病的临床症状可能不仅仅是来源于持续存在的炎症，在某种程度上也可能是永久性器官损伤的结果，这样的话即使CAR-T细胞治疗成功后，也限制了症状的可逆性。例如系统性红斑狼疮的肾脏损害，系统性硬化症的肺纤维化，肌炎的肌肉萎缩，干燥综合征的分泌腺纤维化等。因此，在自身免疫性疾病的治疗中，尽早使用CAR-T细胞可能变得特别重要，以避免错过症状可逆性的机会窗口，并将永久性器官损伤的风险降至最低。
临床前研究结果显示，CD19 CAR-T细胞可以消除自身免疫性疾病的特异性B细胞异常免疫反应，降低系统性红斑狼疮小鼠模型中的器官(如肾脏)炎症。然而，CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病患者存在一定的挑战。首先，自身免疫性疾病的患者通常同时使用糖皮质激素和其他药物(如麦考酚酸酯或环磷酰胺)，这些药物对T细胞的数量和质量有影响，导致从患者中提取足够数量的功能性T细胞并扩增的难度增加；其次，自身免疫性疾病患者的T细胞组分含有自身反应性T细胞克隆，在CAR-T细胞的生产制造过程中也可能扩增。实际上，回输携带自身免疫T细胞受体的CAR-T细胞可能会加重自身免疫疾病。
CD19 CAR-T细胞于2021年首次用于治疗一名患有严重难治性系统性红斑狼疮的20岁女性，结果显示，从自身免疫疾病的患者中生产CAR-T细胞是可行的，同时，患者对CAR-T细胞输注具有良好的耐受性，且没有导致任何严重的毒性作用。这种治疗方法使体内B细胞快速清除，同时伴随着外周血中CAR-T细胞的快速扩增。患者3个月后症状缓解，包括蛋白尿消失，并观察到针对双链DNA的疾病相关抗体血清转化。此外，所有免疫抑制剂(包括糖皮质激素)均已停用，并在18个月内无疾病复发迹象。
随后2022年，在5名严重耐药的系统性红斑狼疮患者中，报道了一项更深入的CD19 CAR-T细胞治疗系统性红斑狼疮的临床研究，结果显示，尽管使用过T细胞靶向药物(如麦考酚酸酯或糖皮质激素)作为前期治疗，外周血中CD19 CAR-T细胞依然可以稳定和重复生产，当停止或逐渐减少上述药物时，似乎不会影响CAR-T细胞的生产。此外，在这些患者中CAR-T细胞在体内的扩增时间相似，约给药后1周达到峰值(图4)。
▲图4：自体CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病的分期和挑战
同时，5名患者的临床症状表现为迅速缓解，这种缓解伴随着几种系统性红斑狼疮相关抗体(如针对双链DNA、核小体和史密斯抗原的抗体)的血清转换，但长期存在的疫苗免疫反应（如麻疹、风疹和破伤风疫苗免疫反应）大多保持稳定或仅略有下降。上述结果表明，患者中至少部分自身抗体来自CD19阳性的记忆B细胞和浆母细胞，而针对疫苗的抗体主要来自CD19阴性浆细胞。
CAR-T细胞治疗系统性红斑狼疮患者的另一个关键发现是，患者不存在长期的B细胞缺失，因为B细胞在输注后约100天发生重建。对这些B细胞的分析表明，记忆B细胞和浆母细胞几乎消失，新出现的B细胞显示出一种表达IgM和IgD重链的初始表型。CAR-T细胞治疗后的B细胞再生与疾病复发无关，因为所有患者都处于无治疗缓解期，且不产生双链DNA自身抗体。CAR-T细胞治疗的耐受性很好，没有高等级的细胞因子释放综合征、神经毒性、血液学毒性或者感染并发症发生。
除了红斑狼疮适应症之外，一名患有严重耐药性皮肌炎(dermatomyositis)的患者已报道接受CD19 CAR-T细胞治疗，治疗后患者处于无治疗缓解状态，B细胞被深度清除，肌酸激酶浓度恢复正常，肌肉和肺部炎症消退，身体功能完全恢复。上述临床研究结果表明，CD19 CAR-T细胞的治疗效果可能不仅限于系统性红斑狼疮，还可能在几种不同的B细胞介导和自身抗体驱动的人类自身免疫性疾病中起作用。
自身免疫性疾病中CAR-T细胞活性的所需时长和应答持续时间
CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病后的无药物缓解持续时间仍有待确定，目前一些系统性红斑狼疮患者的无疾病观察期达到2年，因此，CAR-T细胞治疗是治愈自身免疫性疾病非常有前景的方法，不过仍然需要长期随访。因为新生成的B细胞会在感染和疫苗接种时成熟，重要的是需要知道这个成熟过程是否伴随着自反应B细胞克隆、自身抗体的形成，最终是否伴随着疾病的复发。
治疗B细胞恶性肿瘤时，CAR-T细胞需要具有在体内存活多年的潜力。然而，自体免疫疾病患者在接受CAR-T细胞治疗后，B细胞的持续和稳定再生表明CAR-T细胞的长期存在可能性不高，提示发生了细胞收缩、以及活化诱导的细胞死亡或耗竭。其中一个原因可能是自身免疫性疾病患者接受的细胞毒性药物较少，重建的细胞可能比患癌症患者已受损细胞，更能成功地竞争一些生态位(比如骨髓或淋巴组织)；另一种可能的解释是自身免疫性疾病患者的B细胞负荷比肿瘤患者低很多倍，当携带目标抗原的细胞被快速清除后，靶抗原的丢失可能引发CAR-T细胞群的早期萎缩。不过，长期的B细胞耗竭在自身免疫性疾病中可能是不可取的，因为B细胞将提供体液保护并参与免疫平衡。
安全性和成本效益方面的挑战
虽然自身免疫性疾病患者的死亡率逐渐增加，但大大低于复发或难治性B细胞恶性肿瘤患者，CAR-T治疗后发生危及生命的细胞因子释放综合征和神经毒性，在自身免疫性疾病患者中是不可接受的。因此，较低的高等级不良反应发生率，包括血液毒性、低γ-球蛋白血症和感染性并发症，对于CAR-T细胞在未来成为一种可接受的治疗选择至关重要。
在接受CAR-T细胞治疗的自身免疫性疾病患者中，观察到治疗的良好耐受性，没有CRS大于1级(发烧)和ICANS的发生。尽管这种低毒性可能是基于自身免疫疾病中CAR-T细胞的靶点结合明显低于B细胞恶性肿瘤的情况，然而，治疗过程中糖皮质激素和托珠单抗的使用，对于自身免疫性疾病患者是否有任何负面影响，还有待证实。
鉴于CAR-T细胞制造的高成本，这种疗法最初可能只适用于患有特别严重自身免疫性疾病的患者。然而，由于CAR-T细胞允许在系统性红斑狼疮患者中停用所有其他免疫抑制剂，这些治疗与相当大的累积药物成本相关(每年高达10万美元)，CAR-T细胞实际上可以在几年内达到收支平衡点。因此，CAR-T细胞可能对自身免疫性疾病的治疗具有成本效益。
CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病的未来策略
CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病的可行性，将在很大程度上取决于免疫学家、血液学家、以及风湿病学、肾病学和神经病学等领域专家之间的多学科合作，并通过专业医学中心筛选合适的病人。CD19似乎是一个很有希望的靶标，因为它对B细胞谱系具有高度特异性，并且在不同的B细胞分化阶段广泛表达；而CD20和CD22也可能会是CAR-T细胞治疗系统性红斑狼疮的靶抗原，不过两者不一定比CD19更好，因为它们的表达与CD19重叠，但在浆母细胞和浆细胞中表达较少或不存在(图3)。
CD38和BCMA是在恶性浆细胞疾病中表达的两种抗原，一些系统性红斑狼疮和其他自身免疫疾病的形式可能更依赖浆细胞，因此，与深度B细胞(和浆细胞)清除相比，更可能受益于针对浆细胞的治疗。同时靶向CD19+B细胞以及CD38+浆细胞的CAR-T细胞，可能会在自身免疫性疾病的治疗中发挥作用。但是目前其安全性尚不清楚，特别需要考虑靶向BCMA CAR-T细胞在恶性血液肿瘤方面的特点，包括神经认知和运动障碍以及肺部变化等安全问题。
总结
CAR-T细胞已经成功地应用于自身免疫性疾病的治疗中，这种方法的独特性，不仅因为它是复杂的、个性化的转基因自体细胞产品，还因为其通过一次性干预获得长期无药物缓解，这种方法可能预示着自身免疫性疾病治疗的新时代，即将长期免疫抑制的当前治疗原则转化为一种不需要进一步治疗的免疫重置策略。针对CAR-T细胞治疗自身免疫性疾病的潜在应用仍需进一步研究，且已有大量研究正在进行中，并将更多地阐明这种治疗方法的潜力。
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