综述：CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的应用：当前面临的挑战与新兴的治疗策略

《Lung Cancer》：CAR-T cell therapy for the treatment of lung cancer: Current challenges and emerging therapeutic strategies

CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中面临肿瘤微环境抑制、抗原异质性等挑战，综述了EGFR、MSLN等靶点及基因工程、纳米递送等策略，为提高疗效提供方向。

　　### CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的应用与挑战

肺癌作为一种高度侵袭性的恶性肿瘤，长期以来在全球癌症发病率和死亡率中占据主导地位。据相关研究数据显示，肺癌占全球新发癌症病例的约12.4%，并且是癌症相关死亡的主要原因，导致全球约18.7%的癌症死亡率。这一疾病的治疗难度在于其快速进展的特性，使得大多数患者在确诊时已处于晚期阶段，而晚期肺癌患者的中位生存时间通常不足五年。尽管放射治疗和化疗在一定程度上提高了肺癌患者的生存率和生活质量，但这些传统治疗方法在改善五年生存率方面仍存在局限性，并且可能伴随严重的不良反应。此外，虽然靶向治疗和免疫检查点抑制剂（ICIs）在肺癌治疗中取得了重要进展，但药物耐受性的出现限制了这些疗法的长期效果。

在这种背景下，CAR-T细胞疗法作为一种革命性的细胞免疫疗法，展现了其在血液系统恶性肿瘤治疗中的巨大潜力。然而，将CAR-T细胞疗法应用于实体瘤，如肺癌，仍面临诸多挑战。这些挑战主要包括肿瘤微环境（TME）的免疫抑制性、肿瘤抗原的异质性、脱靶效应、CAR-T细胞的耗竭以及其在肿瘤组织中的迁移和浸润能力受限等问题。因此，探索和优化CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的应用成为当前研究的重要方向。

### CAR-T细胞疗法的原理与结构

CAR-T细胞疗法的核心在于通过基因工程技术，将特定的抗原识别受体（即CAR分子）导入患者的T细胞中，使其能够特异性地识别并攻击肿瘤细胞。这一过程通常包括以下几个步骤：首先，从患者血液中提取T细胞；其次，利用体外培养技术激活并扩增这些T细胞；接着，将CAR分子导入T细胞，使其表达针对特定肿瘤抗原的受体；最后，将改造后的CAR-T细胞重新注入患者体内，以激活其抗肿瘤效应。

CAR分子通常由三个主要部分组成：（1）一个外源性的单链可变片段（scFv），能够特异性识别肿瘤细胞表面的抗原；（2）一个跨膜结构域，用于优化免疫突触的形成，例如CD8α或CD28结构域；（3）一个细胞内信号传导模块，通常包括CD3ζ链和共刺激结构域，如4-1BB或CD28。不同代的CAR-T细胞在结构设计上有所不同，第一代CAR-T细胞仅包含CD3ζ信号传导模块，而第二代和第三代CAR-T细胞则在结构中加入了共刺激域，从而提高了其杀伤能力和持久性。第四代和第五代CAR-T细胞进一步优化了其功能，例如通过引入特定的细胞因子或信号传导分子，以增强其抗肿瘤活性和在体内的持久性。

### CAR-T细胞疗法在肺癌中的应用进展

目前，针对肺癌的CAR-T细胞疗法已经进入了临床试验阶段，并在多个肿瘤抗原靶点上取得了初步成果。这些抗原包括表皮生长因子受体（EGFR）、间皮素（MSLN）、粘蛋白1（MUC1）、delta-like配体3（DLL3）、糖蛋白3（GPC3）以及癌胚抗原（CEA）等。其中，EGFR和MSLN在肺癌中的表达较为广泛，因此成为CAR-T细胞疗法的重要靶点。

在EGFR靶向的CAR-T细胞疗法研究中，研究人员通过体外实验和裸鼠异种移植模型，验证了CAR-T细胞对EGFR阳性肺癌细胞的杀伤能力。结果显示，这些CAR-T细胞能够在不同时间段内有效地清除肿瘤细胞，并在体内表现出显著的抗肿瘤效果。此外，针对EGFR的CAR-T细胞疗法已在临床试验中进行评估，其中一项Ⅰ期临床试验（NCT04153799）显示，部分患者在接受不同剂量治疗后出现了部分缓解，而其他患者的病情在八个月内保持稳定。

MSLN作为另一个重要的靶点，其在非小细胞肺癌（NSCLC）中的表达率高达60-70%，而在正常组织中表达水平较低，这使其成为一种潜在的高特异性抗原。一些临床试验（如NCT04489862）正在评估针对MSLN的CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的应用。尽管这些试验仍处于早期阶段，但初步结果显示，CAR-T细胞在某些情况下能够有效抑制肿瘤生长，且未观察到严重的脱靶效应。

MUC1在肺癌中的表达同样较为普遍，尤其是在肺腺癌和肺鳞状细胞癌中。研究表明，MUC1作为肿瘤相关抗原（TAA）在CAR-T细胞疗法中具有重要价值。此外，针对MUC1的CAR-T细胞疗法在临床试验中也显示出一定的潜力，如NCT02587689和NCT04025216等试验。这些研究不仅验证了CAR-T细胞的抗肿瘤能力，还探索了如何通过联合靶向多个抗原来提高治疗效果。

DLL3在肺神经内分泌癌（尤其是小细胞肺癌，SCLC）中具有高度特异性，因此成为CAR-T细胞疗法的另一个重要靶点。针对DLL3的CAR-T细胞在体外和体内模型中均表现出良好的抗肿瘤活性，并且能够有效克服肿瘤微环境中的免疫抑制效应。目前，针对DLL3的CAR-T细胞疗法正处于Ⅰ期临床试验阶段，如NCT05680922和NCT06348797等。

CEA作为肺癌治疗中的另一个重要靶点，其在肺腺癌中的检出率超过80%。因此，针对CEA的CAR-T细胞疗法在临床试验中也取得了进展。例如，NCT02349724和NCT06043466等试验正在评估其在肺癌治疗中的应用。这些研究不仅验证了CAR-T细胞的抗肿瘤效果，还探索了如何通过引入特定的细胞因子或信号传导模块来增强其治疗效果。

### CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的主要挑战

尽管CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中展现出一定的潜力，但其应用仍面临诸多挑战。首先，肺癌的肿瘤微环境（TME）具有显著的免疫抑制性，这主要体现在其高氧耗、低营养供应、高乳酸浓度以及丰富的免疫抑制细胞和分子（如调节性T细胞、肿瘤相关巨噬细胞和髓源性抑制细胞）等方面。这些因素共同作用，使得CAR-T细胞在体内难以维持其活性和功能。

其次，肺癌的抗原异质性使得单一靶点的CAR-T细胞疗法难以全面覆盖所有肿瘤细胞。某些肺癌细胞可能缺乏特定的抗原，从而逃避CAR-T细胞的攻击。此外，一些抗原在正常组织中也有低水平表达，这可能导致CAR-T细胞的脱靶效应，即对正常细胞造成不必要的损伤。

第三，CAR-T细胞在肿瘤组织中的迁移和浸润能力受限。由于肺癌组织的结构复杂，其血管系统往往不规则且通透性差，这使得CAR-T细胞难以有效进入肿瘤部位。此外，肿瘤细胞周围的细胞外基质（ECM）也对CAR-T细胞的迁移和浸润构成障碍。

最后，CAR-T细胞在肺癌治疗中容易出现耗竭现象。由于肺癌微环境中的慢性刺激，CAR-T细胞可能表现出功能下降，甚至完全失去其抗肿瘤能力。这种耗竭现象通常与PD-1、TIM-3和LAG-3等免疫抑制性受体的高表达有关。

### 面向肺癌治疗的CAR-T细胞疗法新策略

为了解决上述挑战，研究者们正在探索多种新的策略以提高CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的效果。首先，针对肺癌微环境中的免疫抑制性，一些研究尝试通过构建具有应答性特性的CAR-T细胞来克服缺氧、低营养和高乳酸浓度等不利条件。例如，Zhu等人开发了一种缺氧响应型CAR-T细胞，其通过替换EF-1α启动子为含有多个缺氧响应元件（HRE）的5H1P启动子，从而增强CAR-T细胞在缺氧环境下的代谢能力和增殖能力。

其次，为了提高CAR-T细胞的抗肿瘤活性，研究者们正在探索通过过表达特定细胞因子或信号传导分子来增强其功能。例如，Hu等人通过过表达葡萄糖转运蛋白3（Glut3）来提高CAR-T细胞在低葡萄糖环境下的摄取能力，从而增强其抗肿瘤效果。此外，Wu等人设计了一种CAR-T细胞膜伪装的纳米催化剂（ACSP@TCM），该催化剂能够抑制肿瘤细胞的糖酵解过程，降低乳酸的分泌，从而为CAR-T细胞的增殖和分化创造有利条件。

为了克服抗原异质性的问题，研究者们正在尝试使用合成Notch受体（synNotch）来实现对特定抗原的局部表达调控。Joseph H. Choe等人设计了一种synNotch受体，该受体能够识别特定的启动抗原，并诱导CAR的表达。这种方法不仅可以提高CAR-T细胞的靶向性，还能有效防止肿瘤细胞通过抗原缺失而逃避治疗。

针对CAR-T细胞的耗竭问题，一些研究通过引入特定的细胞因子或转录因子来增强其抗凋亡能力和功能维持。例如，Masao等人发现，IL-21细胞因子能够促进CAR-T细胞向中央记忆表型分化，从而增强其在体内的持久性和抗肿瘤活性。此外，Mackall等人通过过表达c-Jun来增强CAR-T细胞的抗耗竭能力，从而提高其抗肿瘤效果。

为了提高CAR-T细胞在肿瘤组织中的迁移和浸润能力，研究者们正在探索通过表达特定的趋化因子受体或细胞因子来促进其向肿瘤部位的募集。例如，Jin等人通过设计能够释放IL-8的CAR-T细胞，使其能够更有效地迁移和浸润到肿瘤部位，从而提高治疗效果。此外，一些研究正在开发新型的生物相容性材料，如微孔针贴片（PMN），以克服物理屏障并实现CAR-T细胞的局部递送。

### 结论

CAR-T细胞疗法作为一种革命性的细胞免疫治疗手段，在肺癌治疗中展现出巨大的潜力。尽管目前仍面临诸多挑战，但随着对肿瘤微环境、抗原异质性和CAR-T细胞耗竭等问题的深入研究，以及新型策略的不断涌现，CAR-T细胞疗法在肺癌治疗中的应用前景愈发广阔。未来，随着更多临床试验的推进和治疗技术的优化，CAR-T细胞疗法有望成为肺癌治疗的重要手段之一，为患者带来更长的生存期和更好的生活质量。