菲常血液丨李菲教授解析CAR-T细胞疗法相关血液学毒性的管理策略

来源:医脉通 2025.02.28
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嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法在复发/难治性血液恶性肿瘤治疗中展现出显著疗效,过去大家往往更为关注的是细胞因子释放综合征(CRS)和免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)的机制和处理。随着CAR-T疗法的广泛运用,其伴随的血液学毒性(HTs)也越来越受到大家所重视,HTs往往是导致患者治疗失败和影响患者生存质量的主要因素。南昌大学第一附属医院李菲教授及团队对CAR-T细胞疗法后HTs的机制、临床表现及管理策略进行系统综述,文章发表于《Experimental Hematology & Oncology》,旨在为临床实践提供指导。


血细胞减少


CAR-T细胞输注后的细胞减少症根据其发作和持续时间分为三组:早期血细胞减少症(0-30天)、持续性血细胞减少症(30-90天)和晚期血细胞减少症(90天后)[1]。近期欧洲血液学协会(EHA)和欧洲血液和骨髓移植学会(EBMT)将其命名为免疫效应细胞相关血液学毒性(ICAHT),并分为早期(0-30天)和晚期(>30天)[2]。ICAHT发生率高,导致输血依赖、感染和出血风险增加。其中,感染相关死亡是CAR-T治疗后非复发死亡的主要原因[3]


01危险因素


CAR-T细胞治疗相关血细胞减少症危险因素诸多,包括患者基线特征、重度CRS、预处理方案、CAR-T细胞结构等[4-7]


02发病机制


ICAHT发病机制尚不明确,目前认为主要与以下因素相关:①慢性炎症介导的造血抑制:CAR-T细胞激活后释放IL-6、IFN-γ等炎症因子,抑制HSC增殖并破坏骨髓微环境(BMM)[8];②HSC及骨髓微环境损伤:基质细胞分泌的CXCL12和SCF减少,ROS累积导致HSC功能耗竭[8,9];③克隆性造血与继发恶性肿瘤:CHIP(如DNMT3A、TP53突变)患者更易进展为MDS[10]。(图1)


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图1


03管理策略


早期血细胞减少症


CAR-T细胞治疗后血细胞减少的发生率非常高。患者通常在输注后最初30天内出现不同程度的血细胞减少症,其中3至4级中性粒细胞减少症最常见。血细胞减少至临界值时(Hb<7g/dL或PLT<10×10⁹/L)应积极进行成分血输注支持治疗以改善贫血并预防致死性出血。当ANC<500/μL时,使用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)刺激造血[11]。研究发现,早期使用(CAR-T输注后第2天)G-CSF可降低发热性中性粒细胞减少风险。预防病毒感染应在CAR-T治疗后立即启动并持续6至12个月,抗肺孢子虫肺炎(PJP)预防通常在第30天开始[1]。2023年EBMT和EHA共识建议对CAR T细胞治疗患者进行抗PJP和抗病毒预防,一旦ANC<500/µL,被视为严重(≥3级)ICAHT高风险患者,应立即进行预防及抗菌治疗。


持续性或晚期血细胞减少症


对于晚期血细胞减少患者,需先排除原发病进展/复发或第二肿瘤等病理因素。排外其它病理因素后便可同样进行积极促造血治疗,当ANC<500/µL时使用可使用G-CSF刺激造血。同时,根据患者血液细胞减少症个体风险特征采取抗感染预防措施,以降低感染风险。CAR-T细胞治疗后出现严重贫血或血小板减少的患者需给予成分输血,以避免致命出血。血小板生成素受体激动剂(TPO-RA)已成为治疗长期血小板减少症的有希望的疗法。此外,抗细胞因子疗法(例如阿那白滞素和托珠单抗)已在某些中心用于治疗长期血细胞减少症患者,但疗效不明确。


对于G-CSF治疗无效的患者,可进行HSC增强(boost)治疗,输注自体/同种异基因CD34+干细胞细胞[12,13]。小样本病例报道显示HSC增强对CAR-T治疗后严重、长期血细胞减少疗效较好,可实现中性粒细胞和血小板持续植入。专家建议CAR-T输注后+14天出现3级及以上ICAHT患者及时启动HSCB治疗,HSC增强难治者可考虑allo-HSCT。


对G-CSF难治性和/或无反应的患者,可进行HSC增强(boost)治疗,输注先前采集冷冻保存的自体/同种异基因CD34+干细胞。小样本病例报道显示HSC增强对CAR-T治疗后严重、长期血细胞减少疗效较好,可实现中性粒细胞和血小板持续植入(表1)。专家小组建议,应考虑在CAR-T细胞输注后+14天后发生至少3级ICAHT的患者中进行HSC增强治疗。对于难治性病例可考虑异基因造血干细胞移植(allo-HSCT),但需权衡感染风险与疾病进展。


表1

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CAR-T治疗相关噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(carHLH)


carHLH也称为免疫效应细胞相关HLH样综合征(IEC-HS),发病率为2.7%-14.8%,是一种危及生命的严重并发症。carHLH表现为巨噬细胞和淋巴细胞活性升高、促炎细胞因子过度分泌、组织渗透、噬血细胞增多和多器官功能障碍。多在CAR-T细胞输注后10-14天发生,少数病例在CRS消退后迟发。


01诊断标准


目前认为,用于诊断噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(HLH)的评估体系HLH-2004诊断标准和H评分系统难以用于评估carHLH患者群体。2017年CAR-T细胞疗法相关的毒性(CARTOX)工作组指定的诊断标准为:CRS阶段峰值铁蛋白水平>10,000ng/mL,且满足以下至少两项附加标准:(1)肝脏、肾脏或肺脏发生≥3级器官毒性;(2)骨髓或其他器官组织病理学检测发现噬血现象,即可诊断carHLH。但临床上严重CRS与carHLH/MAS仍难以鉴别。近期美国移植与细胞治疗学会(ASTCT)建立了新诊断标准,以区分IEC-HS与严重CRS及ICANS(详见表2)。这些诊断框架通过明确CAR T细胞治疗相关并发症特征,为精准临床干预提供依据。


表2

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02危险因素


carHLH危险因素主要包括重度CRS、CRS持续时间、高铁蛋白以及IFN-γ、IL-18、颗粒酶B显著升高等[9,14]


03发病机制


目前认为carHLH的发病机制可能涉及以下关键环节:


1.CAR-T细胞活化与细胞因子释放


(1)活化的CAR-T细胞(尤其是CD8⁺和CD4⁺亚群)释放大量促炎细胞因子(IFN-γ、TNF-α、IL-6、GM-CSF等),驱动全身性炎症反应。

(2)穿孔素(perforin)缺陷:CAR-T细胞中穿孔素表达缺失导致细胞毒性功能异常。穿孔素缺陷的CAR-T细胞在体内持续扩增,进一步释放GM-CSF、TNF-α、IFN-γ等细胞因子,引发炎症级联反应,最终在CRS缓解后诱发迟发性HLH(图2)。


2.肿瘤细胞焦亡与IL-18/IFN-γ轴激活


carHLH患者(尤其是CD22靶向CAR-T治疗相关病例)中游离IL-18水平显著升高,过量游离IL-18与免疫细胞(T细胞、NK细胞、树突状细胞等)表面的IL-18受体结合,激活NF-κB、STAT3、MAPK及JNK信号通路,诱导IFN-γ爆发性释放,形成恶性炎症循环。(图2)


3.铁蛋白的促炎正反馈作用


carHLH患者血清铁蛋白水平显著升高,激活NF-κB通路促进炎症细胞因子(如IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α)及趋化因子MIP-1α的释放,加剧“细胞因子风暴”。(图2)


carHLH的发病是CAR-T细胞功能异常、肿瘤焦亡相关炎症信号放大及宿主免疫调控失衡共同作用的结果,然而,各通路间的相互作用及主导机制仍需进一步研究,尤其是针对不同CAR靶点(如CD19、CD22)的carHLH是否存在异质性机制仍需深入探索。


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图2


04管理策略


carHLH患者的管理首先应密切检测患者生命征及噬血相关实验室参数(血细胞计数、肝肾功能、铁蛋白及甘油三酯水平),早期识别病情进展及器官功能障碍。对于无严重器官损伤或神经毒性患者,一线治疗推荐使用地塞米松10mg静脉注射,每6小时1次,难治性病例可增至20mg/次;伴终末器官受累患者建议使用地塞米松冲击治疗(5-10mg/m²,每6-24小时1次)[15]。激素疗效不佳同时合并3级以上器官毒性者NCCN指南推荐联用抗细胞因子治疗(如托珠单抗、阿那白滞素)。激素及抗细胞因子治疗无应答时,可使用细胞毒类药物(依托泊苷)、JAK1/2抑制剂治疗[16,17]。近年来,小部分个案及临床试验显示IFN-γ拮抗剂(如依帕伐单抗)对进展性carHLH患者有效。


carHLH管理以早期识别、分层治疗为核心,激素联合细胞因子靶向治疗为基石,难治病例需个体化选择细胞毒药物或新型靶向药物。未来亟需循证医学证据完善治疗体系。


CAR-T相关凝血功能障碍(CARAC)


嵌合抗原受体相关凝血病(CARAC),是CAR-T细胞治疗中最常见的HTs之一,常于CAR-T细胞输注后28天内发生。19.6%的CARAC患者合并有临床意义的出血事件,其中14%-50%的病例会进展为DIC,DIC患者死亡率达6.7%-42.9%。CARAC危险因素主要包括基线肿瘤负荷高、基线血小板减少、淋巴细胞计数降低、CAR-T细胞迅速扩增、CRS≥3级、ICANS≥3级[18,19]


01发病机制


迄今为止,多项研究致力于阐明CARAC的病理机制。血小板活化、单核细胞激活、内皮细胞损伤及其介导的CD40/CD40L信号通路共同参与CRS相关凝血障碍的发生[20]。重度CRS患者中,IL-6、TNF-α等细胞因子异常升高可诱导肝功能不全进而影响凝血因子合成,同时激活并损伤内皮细胞,暴露内皮下胶原纤维,进而激活内/外源性凝血途径[21]。此外,CAR-T细胞脱靶效应导致的肝细胞损伤可进一步加剧凝血因子合成障碍。最新蛋白质组学研究发现补体系统激活和急性炎症反应在CARAC发生中起关键作用,但其具体分子机制仍需深入探索[22]


02管理策略


接受CAR-T细胞治疗的患者常出现凝血指标异常及重度(≥3级)CRS。对于CRS相关凝血障碍合并严重低纤维蛋白原血症患者,当纤维蛋白原水平<1.5g/L时建议启动纤维蛋白原浓缩物替代治疗,并在首次输注后30-60分钟进行快速疗效评估。若PT≥3秒和/或APTT≥10秒可输注新鲜冰冻血浆。同时,糖皮质激素与托珠单抗作为CRS的核心治疗手段,通过降低IL-6等细胞因子水平,可间接改善凝血功能障碍及DIC[19,23]


B细胞再生障碍


CAR-T细胞治疗特有的毒性反应——靶向/脱瘤效应,源于对正常组织的直接攻击。以CD19/CD22为靶点的CAR-T细胞可导致正常B细胞损伤,引发B细胞再生障碍及低丙种球蛋白血症,显著增加感染风险[24]。危险因素包括造血储备不足、多谱系免疫重建障碍等。对于低丙种球蛋白血症持续时间不足6个月者无需干预;持续性病例(尤其儿童)需启动免疫球蛋白替代治疗;严重/反复感染者优先选择IVIG[25]


结论


CAR-T细胞治疗相关HTs的临床表现具有非特异性且异质性显著,常致使漏诊、误诊及诊断延迟,进而增加患者接受CAR-T治疗的风险,致使患者生活质量显著降低,住院时长延长,同时加重社会医疗负担。深入探究HTs的发病机制,优化CAR T细胞设计,建立健全高效且安全的诊疗措施以降低HTs相关死亡率,是推动CAR T疗法广泛应用的关键方向。


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李菲 教授

南昌大学第一附属医院血液病中心主任医师、教授、博士生/博士后合作导师

江西省血液系统疾病重点实验室主任

江西省血液病临床医学研究中心主任

江西省血液病医疗质控中心主任

南昌大学淋巴肿瘤疾病研究所主任

中华血液学杂志通讯编委,临床血液学杂志、中国临床肿瘤杂志编委

中华医学会血液学分会常务委员

中华医学会血液学分会淋巴疾病学组委员

国家血液病质控中心专家委员会委员

江西省医学会血液学分会候任主委

中国CSCO骨髓瘤专家委员会副主任委员

中国CSCO抗淋巴瘤联盟委员

中国医药教育协会造血干细胞移植和免疫治疗分会副主任委员

中国抗癌协会血液肿瘤(肿瘤血液)专委会委员

中国慢淋专家组委员

中国噬血细胞综合征联盟专家组委员

中国女医师协会靶向专委会血小板病副组长


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杨园园 博士

南昌大学医学部第一临床医学院2024级博士研究生(导师:李菲教授)

以第一作者/共同第一作者身份于Experimental Hematology & Oncology,Therapeutic Advances in Hematology等期刊发表SCI论文4篇,北大核心论文2篇


参考文献
1.Yáñez L, Alarcón A, Sánchez-Escamilla M, Perales MA. How I treat adverse effects of CAR-T cell therapy. ESMO Open. 2020;4(Suppl 4):e000746.
2.Rejeski K, Subklewe M, Aljurf M, Bachy E, Balduzzi A, Barba P, et al. Immune effector cell-associated hematotoxicity: EHA/EBMT consensus grading and best practice recommendations. Blood. 2023;142(10):865-77.
3.Rejeski K, Perez A, Iacoboni G, Penack O, Bücklein V, Jentzsch L, et al. The CAR-HEMATOTOX risk-stratifies patients for severe infections and disease progression after CD19 CAR-T in R/R LBCL. J Immunother Cancer. 2022;10(5).
4.Wudhikarn K, Palomba ML, Pennisi M, Garcia-Recio M, Flynn JR, Devlin SM, et al. Infection during the first year in patients treated with CD19 CAR T cells for diffuse large B cell lymphoma. Blood Cancer J. 2020;10(8):79.
5.Sharma N, Reagan PM, Liesveld JL. Cytopenia after CAR-T Cell Therapy-A Brief Review of a Complex Problem. Cancers (Basel). 2022;14(6).
6.Jain T, Olson TS, Locke FL. How I treat cytopenias after CAR T-cell therapy. Blood. 2023;141(20):2460-9.
7.Jain T, Knezevic A, Pennisi M, Chen Y, Ruiz JD, Purdon TJ, et al. Hematopoietic recovery in patients receiving chimeric antigen receptor T-cell therapy for hematologic malignancies. Blood Adv. 2020;4(15):3776-87.
8.Prieto-Bermejo R, Romo-González M, Pérez-Fernández A, Ijurko C, Hernández-Hernández Á. Reactive oxygen species in haematopoiesis: leukaemic cells take a walk on the wild side. J Exp Clin Cancer Res. 2018;37(1):125.
9.Kitamura W, Asada N, Naoi Y, Abe M, Fujiwara H, Ennishi D, et al. Bone marrow microenvironment disruption and sustained inflammation with prolonged haematologic toxicity after CAR T-cell therapy. Br J Haematol. 2023;202(2):294-307.
10.Desai P, Roboz GJ. Clonal Hematopoiesis and therapy related MDS/AML. Best Pract Res Clin Haematol. 2019;32(1):13-23.
11.Sterner RM, Sakemura R, Cox MJ, Yang N, Khadka RH, Forsman CL, et al. GM-CSF inhibition reduces cytokine release syndrome and neuroinflammation but enhances CAR-T cell function in xenografts. Blood. 2019;133(7):697-709.
12.Rejeski K, Burchert A, Iacoboni G, Sesques P, Fransecky L, Bücklein V, et al. Safety and feasibility of stem cell boost as a salvage therapy for severe hematotoxicity after CD19 CAR T-cell therapy. Blood Adv. 2022;6(16):4719-25.
13.Mullanfiroze K, Lazareva A, Chu J, Williams L, Burridge S, Silva J, et al. CD34+-selected stem cell boost can safely improve cytopenias following CAR T-cell therapy. Blood Adv. 2022;6(16):4715-8.
14.Song Z, Tu D, Tang G, Liu N, Tai Z, Yang J, et al. Hemophagocytic lymphohistiocytosis and disseminated intravascular coagulation are underestimated, but fatal adverse events in chimeric antigen receptor T-cell therapy. Haematologica. 2023;108(8):2067-79.
15.La Rosée P, Horne A, Hines M, von Bahr Greenwood T, Machowicz R, Berliner N, et al. Recommendations for the management of hemophagocytic lymphohistiocytosis in adults. Blood. 2019;133(23):2465-77.
16.Hines MR, Knight TE, McNerney KO, Leick MB, Jain T, Ahmed S, et al. Immune Effector Cell-Associated Hemophagocytic Lymphohistiocytosis-Like Syndrome. Transplant Cell Ther. 2023;29(7):438.e1-.e16.
17.Rainone M, Ngo D, Baird JH, Budde LE, Htut M, Aldoss I, et al. Interferon-γ blockade in CAR T-cell therapy-associated macrophage activation syndrome/hemophagocytic lymphohistiocytosis. Blood Adv. 2023;7(4):533-6.
18.Jiang H, Liu L, Guo T, Wu Y, Ai L, Deng J, et al. Improving the safety of CAR-T cell therapy by controlling CRS-related coagulopathy. Ann Hematol. 2019;98(7):1721-32.
19.Buechner J, Grupp SA, Hiramatsu H, Teachey DT, Rives S, Laetsch TW, et al. Practical guidelines for monitoring and management of coagulopathy following tisagenlecleucel CAR T-cell therapy. Blood Adv. 2021;5(2):593-601.
20.Zhang X, Zhu L, Zhang H, Chen S, Xiao Y. CAR-T Cell Therapy in Hematological Malignancies: Current Opportunities and Challenges. Front Immunol. 2022;13:927153.
21.Dong R, Wang Y, Lin Y, Sun X, Xing C, Zhang Y, et al. The correlation factors and prognostic significance of coagulation disorders after chimeric antigen receptor T cell therapy in hematological malignancies: a cohort study. Ann Transl Med. 2022;10(18):975.
22.Li Y, Wu J, Luo L, Hu Y, Mei H. Proteomics Reveals the Potential Pathogenesis of Coagulopathy in Patients with Hematological Malignancies Following CAR-T Therapy. Blood. 2023;142:1236.
23.Santomasso BD, Nastoupil LJ, Adkins S, Lacchetti C, Schneider BJ, Anadkat M, et al. Management of Immune-Related Adverse Events in Patients Treated With Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy: ASCO Guideline. J Clin Oncol. 2021;39(35):3978-92.
24.Hill JA, Giralt S, Torgerson TR, Lazarus HM. CAR-T - and a side order of IgG, to go? - Immunoglobulin replacement in patients receiving CAR-T cell therapy. Blood Rev. 2019;38:100596.
25.Boyiadzis MM, Dhodapkar MV, Brentjens RJ, Kochenderfer JN, Neelapu SS, Maus MV, et al. Chimeric antigen receptor (CAR) T therapies for the treatment of hematologic malignancies: clinical perspective and significance. J Immunother Cancer. 2018;6(1):137.