近年来，CAR-T细胞疗法在治疗血液系统的恶性肿瘤方面已经取得了非常显著的成效。2017年可以说是CAR-T细胞免疫疗法元年，是具有里程碑意义的一年，因为美国FDA批准了两种靶向 CD19 的嵌合抗原受体细胞（CAR-T）疗法，用于治疗儿童及青年急性 B 淋巴细胞白血病（ALL）和弥漫性大 B 细胞淋巴瘤，给全球的癌症患者带来了希望。但CAR-T细胞疗法却往往伴随着以细胞因子风暴为主的严重副作用。v-NKT细胞免疫疗法也属于细胞免疫治疗，也会产生严重的细胞因子风暴吗？首先，我们来认识一下细胞因子风暴！
细胞因子风暴（cytokine storm）被称为细胞因子释放综合征（CRS），是一种严重的过度的免疫应答，由细胞因子与免疫细胞间的正反馈循环引起。症状为高烧、红肿、极度疲倦与恶心，在某些情况下可能致命。细胞因子风暴有可能会对身体组织和器官产生严重的损伤，比如当其发生于肺部，过多的免疫细胞和组织液可能会在肺部积聚，阻塞空气进出，严重可能导致死亡。
细胞因子(Cytokine，CK)，是一类由免疫及组织细胞分泌的，在细胞间发挥相互调控作用的小分子可溶性多肽(蛋白)，细胞因子通过结合相应受体调节细胞生长分化和效应，调控免疫应答。细胞因子风暴引起了TNF-α、IFN-γ、IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12等细胞因子过度的级联释放。细胞因子在细胞间帮助传递信号，目的是让免疫系统得到有效的调控。，但是如果大量的细胞因子在短时间内如同风暴般集中释放，那么免疫系统被激活到极限程度或者失去控制，就会对身体造成损伤。
图1：细胞因子风暴：身体内的龙卷风
1、病毒感染
在新冠疫情中，造成大部分病人感染后进展为重症或死亡的直接原因并非新冠病毒本身，而是新冠病毒感染引发的过度炎症反应和细胞因子风暴。
持续的细胞因子风暴使得肺泡血管通透性增大，并持续招募大量免疫细胞，导致肺部白细胞浸润、肺水肿、肺纤维化，最终导致肺泡被组织液填满，病人呼吸能力减弱，血氧持续下降，二氧化碳浓度积累又造成血液中毒，肾衰竭，严重的甚至死亡。来自美国南加州大学的华人科学家团队在国际著名期刊《自然·细胞生物学》发表一项重磅研究成果。他们发现相较于其他RNA病毒，新冠病毒可以引起更强的炎症反应，揭示了新冠病毒感染免疫细胞并诱发炎症因子风暴的机制【1】。
细胞因子风暴在 SARS（严重急性呼吸综合症）、MERS（中东呼吸综合症冠状病毒）和流感中都是导致患者死亡的重要原因！
图2：流感病毒入侵机体的免疫过程及造成的机体损伤（图片来源于网络）
以流感为例，机体免疫系统感应到病毒RNA后，会启动一个快速的信号级联，使受感染的上皮细胞和机体免疫细胞产生约15种细胞因子，帮助抵御病毒。其中白细胞介素-6（IL-6）激活免疫细胞（T细胞和巨噬细胞），清除感染病毒的细胞，是这波细胞因子的主力。这第一波细胞因子称为“初级风暴”。随后，T细胞被激活并分化，分泌第二波细胞因子，其中干扰素-γ（IFN-γ）是这波细胞因子的主力。致命的往往是这二级风暴，这时细胞因子水平已超出清除病毒所需。
2、CAR-T等特异性细胞治疗
细胞因子风暴在CAR-T等特异性细胞治疗中比较常见。在B型急性淋巴细胞白血病和大细胞淋巴瘤的CAR-T临床试验中，细胞因子风暴通常发生在CAR-T给药的1-14天之内。细胞因子风暴是免疫细胞在 CAR-T 治疗过程中， 特异性T细胞快速活化，爆发性分泌大量的细胞因子造成的非特异性炎症反应。而这些细胞因子会介导多种免疫反应，引起患者发热、肌痛、低血压、呼吸困难、凝血障碍、终末器官障碍等临床表现。
图3：CAR-T细胞疗法的概况。（图片来源：Nat. Immunology ）
CAR-T细胞治疗是指从患者外周血中分离出T细胞，然后利用病毒或非病毒载体将编码嵌合抗原受体(CAR)的基因插入到T细胞的基因组中。之后，CAR-T细胞在体外扩增，然后再回输到患者体内。在CAR-T细胞表面表达的CAR会识别表达在肿瘤细胞表面的一个抗原，然后激活CAR-T细胞发挥杀伤肿瘤细胞的作用。
1、病毒抑制宿主细胞免疫反应
Cell杂志以“Camouflage and Misdirection: The Full-On Assault of Ebola Virus Disease”为题，介绍了这种病毒与宿主细胞蛋白相互作用的分子机制，其中强调了埃博拉病毒如何与其哺乳动物宿主相互作用，以逃脱抗病毒防御系统的追击。埃博拉病毒蛋白与宿主细胞蛋白之间的相互作用，会扰乱I型和II型干扰素应答、抗病毒反应、抗原呈递、T细胞依赖性B细胞应答、体液免疫抗体和细胞介导的免疫功能。这种多因素的作用帮助病毒抑制宿主的固有和获得性免疫反应，引起严重的免疫失调和“细胞因子风暴”，这也就是致命性埃博拉病毒感染的特点【2】。
2.T 淋巴细胞被激活，细胞因子的过度级联释放
人体完成 CAR-T输注后，在体内靶细胞（癌细胞）的刺激下，T淋巴细胞在体内被激活并快速增殖，引起了TNF-α、IFN-γ、IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12等细胞因子过度的级联释放。进一步增强T细胞的杀伤能力。从这一点上来说，细胞因子风暴反应不仅仅是 CAR-T 治疗时的副作用，还是 CAR-T 细胞疗法产生疗效的临床表现，也就是说 CAR-T 诱发细胞因子风暴是不可避免的，只能密切观察，及时应对，尽量减轻患者的症状。科学家们也在探索能够减轻细胞因子风暴的药物及方法。
由于先天性和适应性免疫系统内部存在复杂而多样的相互作用，迄今为止，人们对细胞因子风暴的理解尚不完整，有效的治疗方法仍然匮乏【3】。最早用于阻断细胞因子风暴的靶向疗法之一是抗白细胞介素-6受体单克隆抗体托珠单抗。临床医生认识到细胞因子风暴至关重要，因为它具有预后和治疗意义【4】。
在新冠治疗中，白细胞介素6抗体阻断剂、干细胞疗法和回输康复患者血清等方法用来缓解缓解细胞因子风暴。CAR-T 细胞疗法中，采用细胞因子中和性抗体阻断IL-1、IL-6和GM-CSF的效应，从而阻断过度炎症反应或者采用酪氨酸激酶抑制剂抑制T细胞的过度激活。近期约翰·霍普金斯大学的Verena Staedtke团队发现在多种免疫治疗癌症的小鼠模型中，使用甲基酪氨酸均可以降低细胞因子产生、增加小鼠存活率，同时不影响CAR-T的治疗效果，但是离临床应用还需要进一步研究【5】。研究者一直在持续努力，从而使CAR-T治疗更加安全、可靠、有效！
图4：细胞因子风暴引起的各方面的功能障碍【3】
不会的，vNKT细胞治疗使用的是天然的淋巴细胞，没有对细胞进行基因改造，不会出现过度活化的现象。而像CAR-T细胞治疗，是通过基因转导的方法转染患者的T细胞，CAR-T细胞容易过度活化且缺乏有效控制，从而引起细胞因子风暴。
同时vNKT细胞免疫治疗中回输的细胞是在体外进行扩增，细胞的数量一般维持在100亿左右，与整个人体的免疫系统来说不算很大的量，在机体内会保持一种可控的平衡状态，所以不会引起剧烈反应。并且根据已有的治疗经验，没有发现患者出现严重的不良反应。
综上，vNKT细胞免疫治疗不会出现细胞因子风暴，同时由于vNKT细胞具有双向抗肿瘤效应，不仅仅具有NK细胞和CD8+T细胞的重要特征，可以非常快速地杀伤肿瘤细胞；还可以调节癌组织内部的微环境，清除抑制性免疫细胞MDSCs，起到调控自身免疫系统的作用，对癌症患者是很好的选择。
参考来源：
【1】Duan T, Xing C, Chu J, et al. ACE2-dependent and -independent SARS-CoV-2 entries dictate viral replication and inflammatory response during infection. Nat Cell Biol. 2024.
doi:10.1038/s41556-024-01388
【2】Misasi J, Sullivan NJ. Camouflage and misdirection: the full-on assault of ebola virus disease. Cell. 2014;159(3):477-486.
doi:10.1016/j.cell.2014.10.006
【3】Jarczak D, Nierhaus A. Cytokine Storm-Definition, Causes, and Implications. Int J Mol Sci. 2022 Oct 3;23(19):11740. doi: 10.3390/ijms231911740. PMID: 36233040; PMCID: PMC9570384.
【4】Fajgenbaum DC, June CH. Cytokine Storm. N Engl J Med. 2020 Dec 3;383(23):2255-2273. doi: 10.1056/NEJMra2026131. PMID: 33264547; PMCID: PMC7727315.
【5】Staedtke, Verena et al. “Disruption of a self-amplifying catecholamine loop reduces cytokine release syndrome.” Nature vol. 564,7735 (2018): 273-277.
doi:10.1038/s41586-018-0774-y
撰稿人：曹亭亭
审核：乔佳程、王瑛、高辰
编辑/排版：赵团团
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