隨著CAR-T（Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，嵌合抗原受體T細胞免疫療法）的出現，腫瘤免疫治療進入了一個新的時代。CAR-T細胞治療作為一種新興的腫瘤免疫治療手段，近年來取得了極大的進展，尤其是在復發/難治性惡性B細胞腫瘤的治療方面具有巨大的潛力。CAR-T細胞治療的主要毒副作用為細胞因子釋放綜合征(CRS)和神經毒性，需要密切警惕和及時治療。麻醉醫師應該熟悉這種可能會導致嚴重心血管和呼吸功能損害的新穎治療方式。2019年發表在《Anesthesia & Analgesia》的一篇綜述詳細介紹了關于CAR-T細胞的免疫生物學、與腫瘤治療的關系、在腫瘤化療中的臨床應用、相關的毒性反應以及治療管理。現介紹如下：
一、什么是嵌合抗原受體T細胞？
嵌合抗原受體T細胞（CAR-T細胞）是將能識別某種腫瘤抗原的抗體通過基因轉導的方法轉染患者的T細胞，使其表達嵌合抗原受體(CAR)。這些受體是“嵌合的”，含有激活淋巴細胞的所有必需成分，因此不需要同時刺激多種其他共同受體。CAR T細胞被激活后，通過分泌有毒顆粒并將免疫系統的其他組分募集到腫瘤部位來破壞腫瘤細胞。該策略在根除臨床某些類型的血液系統惡性腫瘤方面已得到成功治療效果，目前正在針對其他類型的腫瘤進行研究。
正常的T細胞能識別抗原提呈細胞(APC)呈現的抗原。向T細胞遞呈抗原是細胞適應性免疫系統的基礎。APC能夠處理和顯示抗原，并與主要的組織相容性復合物(MHC)分子結合。然而，T細胞對抗原的識別還不足以引起免疫反應，對于初始T細胞來說，還需要其他免疫細胞的共同刺激以“激活” T細胞。在沒有共刺激信號的情況下，TCR激活會導致T細胞進入“冬眠狀態”并最終凋亡。為應對腫瘤的逃避機制，研究人員將T細胞活化復合物的各種成分融合成一個單鏈受體，能夠誘導T細胞活化、共刺激和增殖，從而對腫瘤抗原產生高特異性和不依賴MHC偶聯的反應。CAR-T細胞是CD4+和CD8+淋巴細胞，通過基因工程可以在其表面表達這些多功能受體。CAR結構至少包含一個能夠識別腫瘤抗原的抗原識別單元，一個連接胞外組分與細胞質元素的鉸鏈和跨膜片段，以及一個介導信號轉導激活T細胞的胞內信號區。第一代CAR-T雖可產生抗腫瘤效應，但由于缺少共刺激分子，療效并不明顯。因此，第二代CAR加入了共刺激分子（如CD28、4-1BB）以提供第二信號。現代CAR結構中多含有≥1共刺激結構域，以提高T細胞的活化和持久性（如圖1）。
在CAR -T細胞被激活后迅速增殖并釋放炎性因子，從而將其他免疫細胞如巨噬細胞，單核細胞和自然殺傷細胞募集到腫瘤部位。CD8+ CAR-T細胞通過釋放顆粒酶和穿孔素顆粒，通過凋亡信號及其配體(fas/fas-1)和腫瘤壞死因子(TNF)/腫瘤壞死因子受體(TNF-r)途徑直接刺激腫瘤細胞凋亡，從而導致腫瘤細胞的破壞。
圖1.嵌合抗原受體的結構與作用機制
二、CAR-T細胞的產生與應用
CAR-T細胞是通過采集自體或同種異體外周血淋巴細胞，通過白細胞分離并在體內轉染編碼所需嵌合受體的基因來制造的。目前有多種不同的轉染技術，包括病毒載體(腺病毒、慢病毒和逆轉錄病毒)和非病毒系統。轉染后的細胞在實驗室被擴增，利用各種方法刺激細胞分裂。確定合適的腫瘤靶點是CAR構建的關鍵環節。理想的靶標抗原為在腫瘤細胞表面大量存在而在健康組織中僅少量存在或缺失，以減輕非腫瘤效應。在CAR-T細胞治療前3-5天給病人進行化療，通常使用環磷酰胺和/或氟達拉濱。這種預處理通過消除可能限制CAR-T細胞增殖的調節性免疫細胞的數量來增強治療效果。然后根據治療方案，將CAR-T細胞注入患者體內，同時可選擇使用IL-2或補充免疫治療。
三、CAR-T細胞治療療效
到目前為止，臨床試驗中最成功和最廣泛研究的CAR-T細胞產品是針對急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的CD 19細胞。其他血液系統惡性腫瘤用CAR-T細胞治療療效則較差。目前正在進行試驗以評估CAR-T細胞治療膠質母細胞瘤、間皮瘤、乳腺癌和卵巢癌的安全性和有效性。幾項試驗通過各種方法解決了在治療實體腫瘤過程中發現的障礙，包括使用協同劑如免疫檢查點抑制劑、同時靶向多種腫瘤相關抗原的CARs以及改進免疫系統其他組成部分的招募以攻擊抗原陰性的癌細胞等。
四、CAR -T細胞治療的毒性
CAR -T細胞治療可影響主要器官系統并危及生命的各種并發癥。這些毒性作用是阻礙CAR-T細胞治療更廣泛使用的主要障礙，一些CAR-T細胞大規模臨床試驗早期也因此終止。CAR-T細胞治療毒性包括T細胞活化引起的過度免疫反應和靶點上的腫瘤外效應，如在CD 19 CAR所見的B細胞發育不全以及ERBB 2 CAR引起的肺水腫等。
細胞因子釋放綜合征(CRS)是CAR-T細胞治療最常見的副作用，可從發熱、心動過速、呼吸暫停和缺氧迅速發展到低血壓、凝血、低白蛋白血癥、呼吸衰竭、難治性休克和多器官功能衰竭。確切的病理生理機制尚不清楚，血管內皮系統的異常激活在其中可能起著重要作用。活化的CAR-T細胞、單核細胞、髓樣細胞和外周組織細胞導致促炎細胞因子如IL-6、TNF-α和INF-γ的釋放，通過調節血管生成素(Ang)-Tie2軸和釋放一氧化氮而導致內皮細胞活化。這種激活會導致血管完整性喪失、毛細血管滲漏、消耗性凝血病和血管平滑肌功能障礙，重型CRS患者的血管內皮細胞活化標志物vWF、Ang-2和Ang-2/Ang-1升高支持了這一假說。其他促炎細胞因子如IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、TNF、IFN、MCP-1和gp 130在重度CRS中也有表達。血清IL-6峰值濃度與CRS嚴重程度呈正相關，抗IL-6治療能有效逆轉CRS癥狀。IL-6受體拮抗劑Tocilizumab是治療CRS的唯一批準藥物，使用Tocilizumab可通過干擾外周組織攝取IL-6來增加血清IL-6濃度。迄今為止的證據表明，使用Tocilizumab治療CRS并不影響CART細胞的療效。皮質類固醇也能有效地減輕過度的免疫反應，但對CART細胞功能的影響尚未確定。
輕度CRS患者最初表現為發熱和心動過速。嚴重的CRS發展迅速，通常需要在ICU
進行血管活性藥物治療以及積極的呼吸支持。目前尚無法預測哪些患者會發展為輕度或重度CRS。在某些嚴重CRS的病例中，可以看到提示噬血細胞淋巴組織細胞增生癥/巨噬細胞活化綜合征(HLH/MAS)的實驗室指標。HLH是一種急性發熱疾病，伴隨血清鐵蛋白水平升高，多系細胞減少和凝血。在接受CAR-T細胞治療的患者中存在HLH提示預后更差。雖然這些額外的特征可能對預后有重要意義，但它們并不影響對這些病人的治療或治療。
神經毒性是CAR-T細胞治療的第二大副作用。這種并發癥通常表現為腦病有或沒有伴隨表達性失語癥和/或接受性失語癥。神經影像學檢查包括腦CT和MRI通常為非特異性表現，如彌漫性血管水腫；腦電圖檢查典型表現為彌漫性慢波。對神經毒性患者的腦脊液分析顯示蛋白升高、白細胞計數增加，一些患者的炎性細胞因子水平高于血清濃度，提示血腦屏障破壞并伴隨著局部細胞因子的產生，最嚴重的神經毒性表現包括難治性癲癇發作和危及生命的腦水腫。CAR-T細胞誘導的神經毒性機制尚不清楚。與CRS相似，嚴重神經毒性患者血管內皮細胞活化標志物也是升高的。嚴重神經毒性死亡患者尸檢表現為多灶微出血、血小板微血栓、血管內皮破壞，反應性小膠質細胞在血管周圍分布。CAR-T細胞可浸潤腦實質，但CAR-T細胞在腦內的存在與神經毒性的嚴重程度無關。Tocilizumab和類固醇被用于改善癥狀，但它們在逆轉神經毒性方面不如CRS癥狀有效。事實上，全身給藥時Tocilizumab不易穿透中樞神經系統。
五、CAR-T細胞患者的護理及圍手術期管理
發熱癥狀最早可以出現在輸液的當天，通常與CAR-T細胞快速增殖的時間相吻合。所有患者都應進行各大常規培養，應用廣譜抗菌藥物直到可以排除感染因素并解決中性粒細胞減少癥狀，解熱藥如對乙酰氨基酚和非甾體抗炎藥可用于治療CRS介導的發熱。發熱通常伴隨或先于心動過速，合并心血管疾病患者可能導致心律失常、心室功能障礙和血清肌鈣蛋白升高。長期發燒會導致脫水和電解質消耗，所有患者都應適量補充晶體液，糾正電解質異常。隨著CRS進展，肺毛細血管滲漏導致肺水腫，臨床表現為吸氧增加、充血惡化和胸腔積液。對于這些患者，液體應限制在<30mL/kg以避免導致呼吸衰竭，若氧合指數惡化則立即停止輸液并開始使用血管加壓劑。對于持續發燒超過72小時，對解熱藥反應不佳或者出現低血壓和氧合指數不斷惡化的患者，可使用托珠單抗。當需要連續應用托珠單抗時，患者需要補充適量的糖皮質激素(地塞米松每6-8小時10毫克)，以幫助調節免疫應答。
出現呼吸衰竭的患者可能需要氣管內插管和機械通氣。由于CRS所致休克通常不受血管收縮劑和液體療法的影響，在插管期間的血流動力學管理是很有挑戰性的。因此更傾向于應用高氧輸送作為支持治療，如高流量鼻導管或無創面罩正壓通氣。如果需要氣管內插管和機械通氣，則首選對血流動力學影響小的麻醉誘導劑。腎上腺素治療支氣管痙攣、血管擴張性休克和心室功能障礙的突出作用可作為嚴重CRS中呼吸和血液動力學支持的有效藥物。
嚴重血流動力學崩潰時需要增強免疫抑制劑，包括甲基強的松龍脈沖式給藥（每8小時1g）、IL-6拮抗劑Siltuximab（一次11 mg/kg）、IL-1受體拮抗劑Anakinra、免疫球蛋白和環磷酰胺等。脈沖劑量類固醇雖然效果良好，但可導致心動過緩和體溫過低。患者可能發展為難治性休克、多器官衰竭、凝血障礙和死亡。
神經毒性癥狀的出現通常與CRS癥狀的高峰或緩解相一致。早期的神經功能障礙是非特異性的，包括昏睡、意識模糊和語言障礙。盡量避免使用抗精神病藥或鎮靜劑，以免混淆神經檢查，影像學檢查排除腦出血或中風。隨著癥狀的進展，CAR-T細胞介導的神經毒性的特異性特征開始顯現，癥狀范圍可從輕微的找詞困難到嚴重的失語癥。出現任何神經系統癥狀都應優先使用能進入CNS的類固醇治療，如地塞米松；避免使用托托珠單抗。嚴重的神經毒性癥狀的治療需要增加使用免疫抑制劑以避免腦水腫。對重度神經毒性患者，需持續監測神經檢查結果、神經毒性評分、眼底檢查和腦電圖。嚴重神經癥狀的患者可能需要氣管內氣管插管和機械通氣以保護氣道。 當需要插管時，鎮靜劑首選丙泊酚，有助于抑制神經毒性所致的癲癇發作，并且停藥后清醒快，有利于進行神經系統評估。
當CAR-T細胞治療患者需要麻醉時，麻醉醫師必須了解所服用的CAR-T細胞產品的類型、適應癥和給藥時間。由于出血和感染風險過大，在凝血或難治性血細胞減少的情況下應避免任何選擇性或侵入性手術。糖皮質激素可能會影響CAR-T細胞功能，在應用前應與醫療團隊協商；在制定麻醉計劃時，注意是否存在CRS和神經毒性和癥狀程度，麻醉醫師應熟悉已建立的治療方法，包括抗IL-6療法、糖皮質激素和抗癲癇藥等。
“論腫道麻”點評
CRS和神經毒性是CAR-T細胞治療的兩種可能危及生命的并發癥，越來越多的臨床研究支持這兩種毒性都與增強的體內CAR-T細胞擴增有關。預防性或早期托珠單抗治療似乎有助于CRS的管理，為確定這些早期干預是否會影響CAR-T細胞的抗腫瘤活性，仍需進行系統的研究，進一步闡明這兩種毒性的病理特征，鑒定相關的生物標志物，并優化這些綜合征的治療策略，對提高CAR-T細胞治療的安全性非常關鍵。
CAR-T細胞治療逐漸得到科學家們的關注，其對于復發/難治性惡性B細胞腫瘤的療效已在多個臨床試驗得到證實。目前的兩種上市CAR-T細胞產品在治療一些實體腫瘤方面具有高度商業價值和臨床療效，與以往的腫瘤治療方法相比，CAR-T技術的靶向性和個體性都是無可比擬的，但是其在安全性方面仍存在巨大的挑戰，仍需克服其帶來CRS等嚴重不良反應的難題。隨著未來CAR-T細胞產品的推廣，我們麻醉醫師也應該熟悉這些新型藥物以應對其圍術期可能產生的毒副作用。在今后的研究中，應更加關注如何解決與預防CAR-T相關不良反應，使CAR-T細胞治療的安全性得到提高，造福廣大腫瘤患者。