截至2021年5月，全球已有近1300多項關于CAR-T的臨床試驗證明了CAR-T細胞療法在癌癥治療特別是血液腫瘤治療中的巨大優勢，然而其對實體瘤的治療效果卻十分有限。不同于血液瘤，實體瘤能夠構建具有免疫抑制特性的腫瘤微環境(tumor microenvironment, TME)，從而影響CAR-T療法的功效。TME免疫抑制性改變會阻止免疫細胞向病灶的運輸及T淋巴細胞對腫瘤的浸潤，少數能夠浸潤實體瘤的T細胞免疫反應仍可能受到微環境中免疫抑制細胞或抑制因子的限制。此外，實體瘤的高度異質性也限制了靶向單一抗原的CAR-T療法的療效。
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基于CAR-T細胞療法在臨床應用中的優勢，研究人員嘗試并成功改造其他工程化CAR免疫細胞，試圖克服CAR-T治療的局限性，為實體瘤治療提供新的方向。其中，CAR修飾的巨噬細胞(CAR-M)被認為是一種有前途的細胞類型。巨噬細胞主要通過吞噬體液和組織中的細胞殘片及病原體并呈遞抗原以激活淋巴或其他免疫細胞，令其對病原體做出反應。在腫瘤微環境中，巨噬細胞是具有最高浸潤率的先天免疫細胞并可與TME中幾乎所有細胞成分相互作用，刺激血管生成，增加腫瘤浸潤，并介導免疫抑制⁽¹⁾。

腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophage, TAM)同時具有腫瘤殺傷作用及促腫瘤作用。M1 型巨噬細胞被TLR或Th1細胞因子激活，具有很高的抗原呈遞能力的同時，還分泌活性氧(ROS)及促炎性細胞因子，與癌癥良好預后相關。相反，M2樣巨噬細胞被Th2衍生的細胞因子極化，促進組織修復。同時，M2樣巨噬細胞可通過分泌腎上腺髓質素和血管上皮生長因子(VEGF)支持血管生成并表達免疫抑制分子，從而促進腫瘤生長⁽⁴⁾ (圖2)。

不同于T細胞，巨噬細胞是身體對病毒感染的第一反應者，因此被認為是細胞治療的重要方向。然而，由于巨噬細胞不易被基因療法和細胞療法中使用的標準病毒載體轉染，導致通過基因改造細胞攻擊癌癥的嘗試止步不前。2021年3月18日，美國Carisma Therapeutics公司（以下簡稱為Carisma），宣布完成首例靶向Her2的CAR-M 療法（CT-0508）受試者給藥，標志著CAR-M改造治療實體瘤進入新紀元⁽⁶⁾。

Carisma研發團隊通過基因工程技術改造CAR-M細胞，使其表達靶向Her2抗原的嵌合抗原受體的同時被激活分化成為促炎癥的M1型巨噬細胞。因此，改造后的CAR-M細胞不僅能夠靶向吞噬腫瘤細胞，還可以通過分泌促炎癥細胞因子，改變腫瘤附近的微環境，同時將腫瘤抗原呈現給T細胞，激活T細胞對腫瘤的免疫應答。

圖2. A：腫瘤微環境（乳腺癌）促進腫瘤相關巨噬細胞表現型分化；B：促進（TAM）M1和M2表現型分化的相關因子與BIOMARKER^{(4, 5)}

Carisma臨床前研究結果表明，CAR-M療法有可能克服T細胞療法在實體瘤治療中遇到的挑戰。在體外實驗中，CAR-M細胞表現出抗原特異性吞噬作用和腫瘤清除效果，且不僅對Her2陽性腫瘤有效，對Her2陰性的腫瘤也有一定的殺傷作用，功能上類似原位腫瘤疫苗。在實體瘤異種移植小鼠模型中，單次輸注人CAR-M可明顯減少腫瘤負擔并延長總體生存期（圖 3）。在人源化小鼠模型實驗中CAR-M可誘導促炎性腫瘤微環境產生并增強抗腫瘤T細胞活性，在存在免疫抑制細胞的情況下，依然能夠導致腫瘤的消退。對細胞活性表征結果的進一步分析表明，CAR-M可表達促炎性細胞因子和趨化因子，將M2型巨噬細胞轉化為M1型，上調抗原呈遞機制，募集抗原并將其呈遞給T細胞，同時抵抗免疫抑制細胞因子的作用⁽⁵⁾。

圖 3. A: CAR-M treated mice demonstrated a marked reduction in tumor burden; B: CAR-Ms conferred a prolongation of overall survival.

圖4. Incucyte-based phagocytosis of HER2 functionalized or control pH-Rodo-labeled beads by UTD or CAR-M.

圖 5. FACS-based phagocytosis of HER2? (MDA-468) or HER2+ (SKOV3) target tumor cells by UTD or CAR-M.

綜上，盡管CAR-M療法尚處于 “嬰兒期”， 想要真正進入臨床仍需突破諸多技術要點，但其展示出得對于解決實體瘤治療難題的顯著優勢不容小覷，為免疫治療提供了新的關鍵性突破。

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參考文獻：