CART治療中最嚴重的并發癥CRS的分級標準及應用數據

4月9日，CART療法納入美國醫保，給特定患者帶來巨大福利。然而CART治療所引發的并發癥也不容忽視。近日賓夕法尼亞大學發表CAR-T治療中CRS的分級標準及應用數據。此文刊登于Journal of Hematology & Oncology (2018)，現整理如下以饗讀者。

以CD19為靶點的嵌合抗原受體(Chimeric antigen receptor，CAR) T細胞治療在復發、難治性B細胞惡性腫瘤中表現出很高的緩解率，但同時也伴隨著嚴重毒性，細胞因子釋放綜合征(Cytokine release syndrome，CRS)是CART治療中最嚴重的并發癥，因此，發展一種簡易、可行的CART輸注后CRS分級標準十分必要。不同CART產品使用不同的CRS分級標準，這給比較這些CART產品的嚴重程度和結局帶來不便。

賓大基于已上市CD19 CART產品tisagenlecleucel的臨床經驗發展了一套賓大CRS分級標準。賓大CRS分級標準具有以下特點：基于容易發現的臨床特征；不依賴于CRS處理醫院或支持治療的數量；對CRS分級以指導后續CRS的處理；分為輕度、中度、重度、危及生命四個級別；可以應用于CART治療早期出現和延遲出現的CRS。使用tisagenlecleucel治療的55例復發、難治性B細胞急性淋巴細胞白血病(r/r B cell acute lymphoblastic leukemia， ALL)的兒童患者和42例復發、難治性慢性淋巴細胞淋巴瘤(r/r chronic lymphocytic lymphoma， CLL)的患者的臨床數據證明了這套CRS分級標準的適用性。

一、CART 療法

嵌合抗原受體(Chimeric antigen receptor，CAR) T細胞療法是一種治療癌癥的新興療法，在B細胞惡性腫瘤中顯示出很好的療效。CAR包括以下結構：一個抗原識別域、一個或多個共刺激域、還有CD3ζ T細胞激活域。運用基因轉移技術將CAR轉入自體或異體的T細胞中。T細胞上CAR的表達既能夠賦予T細胞腫瘤特異性，又能夠行使免疫的細胞毒效應。在復發、難治性疾病的患者中，CAR能靶向CD19(一種在正常B細胞和大部分B細胞惡性腫瘤中廣泛表達的細胞表面分子)，進而誘導深入而持久的腫瘤效應。例如在對復發、難治ALL患者的單中心研究中，CD19 CART能夠表現出約90%的完全緩解率(complete response，CR)，在多中心研究中，CR率約70%-80%。在復發、難治性非霍奇金淋巴瘤(r/r non-Hodgkin lymphoma，NHL)中，CR率約50%-70%。在復發、難治性CLL患者中，CR率約30%-50%，且緩解能持續6年以上。

CART治療后最顯著和最嚴重的毒性是細胞因子釋放綜合征(Cytokine release syndrome，CRS)，這是一種急性的炎癥過程，表現出一系列的臨床癥狀，以及大量細胞因子短暫的、劇烈的升高。使用CART療法的研究機構已經發展和應用了不同的CRS分級標準，這給比較不同研究之間CRS的嚴重程度和發生率增加了難度。NCI CTCAE (Common Terminology Criteria for Adverse Events)有一個與其他治療相關的CRS分級系統，然而這個系統對于CART相關的CRS評價還不足夠。其對CRS的定義、時相、處理均沒有明確的規定。一個更廣泛應用的、對CRS做出明確規定的CRS分級標準將會使腫瘤治療領域獲益。

另一個CRS分級標準是這篇文章著重介紹的Penn grading scale。在賓大和費城兒童醫院接受tisagenlecleucel (原代號CTL019)治療的患有多種疾病的患者的安全性數據證實該分級標準的適用性。我們已將它用于多種疾病包括CLL/ALL/DLBCL。已經廣泛用于多個中心，包括北美、歐洲、亞洲、澳大利亞的多個研究中心。也已將其用于除CD19外的多種CART療法和人源化的CART療法。這個分級標準是基于接受tisagenlecleucel治療的125 例成人和兒童患者的數據。

二、細胞因子釋放綜合征CRS

首先需要區分兩個概念，細胞因子釋放綜合征(Cytokine release syndrome)和細胞因子風暴(cytokine storm)。雖然，兩者有類似的臨床表現和生物標志物變化，但兩者有截然不同的特點。

一般來講，細胞因子風暴是指不依賴于腫瘤靶點的免疫系統激活，引起系統炎癥和血液動力學的不穩定，導致多器官衰竭，在一些案例中甚至引起死亡結局。在免疫治療領域，早在25年前就有接受靶向T細胞表面受體CD3的單抗OKT3治療的患者出現細胞因子風暴的報道，隨后在接受抗CD28單抗TGN1412治療的健康志愿者中也出現了細胞因子風暴。由于兩個藥物都是T細胞激活抗體，使用后數分鐘或數小時內出現了臨床癥狀，主要是特異的前炎癥細胞因子升高。比如患者在使用OKT3后1小時就顯示出腫瘤壞死因子TNF-α (tumornecrosis factor-α)的升高。

與細胞因子風暴不同，細胞因子釋放綜合征CRS用來描述能引起免疫系統強烈激活的靶向治療，如CART和T細胞參與的雙特異性抗體，使用后引起的一系列特異的反應。CRS 一般表現出延遲出現的臨床癥狀，這可以解釋為，抗原驅動的T細胞的激活和增殖。延遲出現的CRS動力學以T細胞和腫瘤細胞相互作用為特征，在blinatumomab(靶向CD3和CD19)中有所體現。雖然blinatumomab不是過繼細胞療法，但其作用機制有賴于抗原特異性T細胞的細胞毒性作用，這在雙特異性抗體和CART療法中很相似。blinatumomab相關的CRS發生率為2%-26%，反映出患者可能采用了預防措施、醫生可能低估了CRS的發生、或者對CRS的定義與處理措施不同。然而，已經通過對blinatumomab的使用方法的規定來減少CRS的發生。在最近的一個189例受試者參與的研究中，預防CRS的措施包括在腫瘤負荷大的患者使用每次使用blinatumomab前1小時內使用地塞米松。**周使用Blinatumomab的起始劑量低于隨后3周的劑量。而且，CTCAE分級標準有助于及時停止藥物的使用來減緩毒性。另外，與CART相比，blinatumomab的有效性和激活T細胞的能力并不及CART療法。因此，在持續的CRS出現之前停止藥物使用、CTCAE分級的使用以及該藥物的治療效力都使得該藥物的CRS發生率不是太高(3級以上CRS發生率為2%)。

雖然使用CD19CART治療的急性淋巴細胞白血病ALL患者中出現的CRS根據腫瘤負荷的大小，所表現出的嚴重程度和動力學變化有所不同，有一點可以明確的是，CRS相關的臨床癥狀和細胞因子水平升高會延遲出現，一般在CART輸注后1-14天，也有一些少見的在輸注后17天后才出現。這些數據說明CART相關的CRS依賴于靶抗原對T細胞的激活、T細胞的擴增和功能響應。其他影響CRS的因素還包括疾病的類型、性質、淋巴細胞清除的程度，還可能與CAR的設計有關。由于CRS與T細胞對靶抗原的響應有關，因此CRS并不局限于抗CD19的治療。在使用CD22CART的兒童和青少年復發、難治ALL患者中CRS發生率為57%，在抗CD19或B細胞成熟抗原(B cell maturation antigen，BCMA)CART治療多發性骨髓瘤的試驗中也有CRS的出現。

多項分析表明IL-6可能是CART治療中CRS發生的核心調節者，其他CRS中升高的細胞因子還包括IFN-γ、GM-CSF、IL-5、IL-8等。隨著在出現危及生命CRS的ALL患者中成功使用IL-6受體抑制劑的報道，抑制IL-6通路被廣泛用于治療CRS。在很多嚴重CRS案例中，IL-6受體的抑制劑tocilizumab的使用迅速緩解了臨床癥狀，并且沒有清除CART細胞，也沒有明顯減弱治療效果，其對緩解持續時間的影響還有待于進一步研究。臨床前研究表明，干擾IL-6信號通路不會影響CART的活力，臨床研究正在進行中(NCT02906371)。

三、目前的CRS分級系統

最早，CRS用報告AE的CTCAE來分級，但這種分級是在對CART治療相關CRS并未完全了解的情況下發展的。隨著CART療法的出現，CTCAE系統不足以詮釋CRS出現的時相、范圍、嚴重程度。例如，CTCAE分級反映出期待的CRS癥狀在藥物輸注后立刻發生，數分鐘或數小時內。這與T細胞抗體治療后的細胞因子風暴相吻合，卻不能很好的反映出CART療法延遲的CRS。另外，CTCAE系統假設通過停止藥物使用來減緩CRS。由于CART細胞在體內可以擴增，且多為單次輸注，停止輸注并不是一個很有意義的策略，因此，基于對治療的干預而決定CRS的等級，對于描述和處理細胞治療相關CRS沒有意義。

1、CTCAE標準

CTCAE標準中CRS分級后來被改進了用于定義輕度、中度、重度、危及生命的CRS來指導治療。這次改進是基于抗CD19 CART治療項目的患者對流體、血管加壓藥、氧氣以及器官毒性的反應做出的。然而，改進后的CTCAE標準對患者的氧支持量、液體體積的高度依賴很難標準化，需要更多的細節來執行，給不同醫療機構確定CRS的級別帶來變異性。例如，我們發現在很多情況下，患者的看護者要求更多的氧供應和液體給入靜脈，可能超過了患者實際需求量，或者對氧供應沒有很好的記錄。因此我們發現，在評估疾病嚴重程度時，很難使用這種對支持治療措施的定量。這就給CRS分級提出了挑戰，在商業競爭環境下，有的企業可能沒有專門的人員設置來執行如此復雜的CRS分級。

2、MD Anderson癌癥中心/Lee分級

最近，MDAnderson癌癥中心的研究人員對Lee發表的CRS分級做出改進，這些作者基于CRS和神經毒性列出了詳細的控制策略。然而我們覺得這些控制策略表現出臨床機構的偏好，可能適合于他們中心試驗的CART，但并不適合所有的CART產品。我們提出的分級標準提供了嚴格的、數據驅動的控制建議，同時也給臨床評價留出了空間。

3、基于CRP的分級

另外一個CRS分級標準使用了臨床表現和血清細胞因子以及C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)的水平作為嚴重CRS的評價指標。其他已報道CRS嚴重程度使用的方法還有CTCAE分級、或者抗細胞因子治療和ICU的雙評價系統。然而，是否使用抗細胞因子治療或提供ICU也非常依賴于患者、疾病、醫生和醫療機構，很難量化。而且，CRS以及治療方案的構成也沒有很好的定義。這些CRS分級標準在不同國家不同醫療機構之間也沒有很好的評估。因此，發展一種在不同機構間廣泛使用的CRS分級標準很有必要。

4、基于使用tisagenlecleucel治療的患者開發的CRS分級標準

我們基于125例接受tisagenlecleucel治療的患者的治療經驗開發了一種新的CRS分級標準(Penn grading scale)，旨在更好地定義不同適應癥間tisagenlecleucel相關CRS的嚴重程度和精確地指導CRS的控制。這個系統的開發有助于報告賓大和費城兒童醫院的tisagenlecleucel**人體試驗。也允許不同試驗間和不同適應癥間做出比較，包括不同中心之間和全球的tisagenlecleucel臨床試驗之間。

CRS的診斷是基于多種臨床癥狀。典型的CRS開始表現出低級別的發熱和、或肌痛，但幾天內逐步增強，包括高度發熱(可能超過40.5攝氏度)。很多輕度CRS在最小限度的干預下獲得緩解。然而，CRS可能進展到嚴重的級別，最終會出現短暫的器官功能失調，需要大量的干預和支持。最近報道，CRS也會影響許多不同的器官系統和臨床表現。典型的中度到重度CRS表現出漸進性的高熱、心動過速、低血壓、毛細血管漏，導致缺氧和肺水腫以及肝腎損傷；伴或不伴出血的低纖維蛋白原血癥也可能發生。對其他并發臨床事件(中性粒細胞減少性敗血癥、溶瘤綜合征、感染、腎上腺功能不足)的評估和治療對于控制這些病人也很重要。因此，當處理這種復雜、偶爾危及生命的情況時，一款良好定義的CRS控制指導原則顯得尤為重要。這項指導原則雖未嚴格依賴于CRS級別，但已經提出。神經病學癥狀可能在CRS期間或在CRS之后發生，不同患者的表現可能不同，包括精神錯亂、煩亂、昏睡、失語癥、癲癇。治療神經癥狀的指導原則也已提出。根據我們的經驗，神經病學癥狀與系統的CRS并不同時出現，對CRS的干預如針對IL-6的治療并不響應，由于神經毒性的病理生理學并不清楚，因此并未將其列入Penn grading scale中。

在Penn grading scale中明確列出了CRS的發生和解決的定義，CRS的發生時間定義為回顧性評估發熱和、或肌痛的發生時間，而不是其他事件的發生時間如敗血癥的時間。這種對CRS發生的回顧性定義對于數據收集和理解CRS的病理生理學很重要。CRS的解決定義為患者24小時內不發熱和不需要血管升壓藥。醫學上的后遺癥可能會持續到超過CRS的范圍，這些不作為CRS定義的一部分。1級CRS定義為輕度反應，需要支持性治療，包括退熱藥和止吐藥。2級的CRS定義為患者可能有一些功能失調，比如2級的肌酐和3級的肝功能檢查結果，控制CRS癥狀(包括控制嗜中性粒細胞減少癥的發熱)所需住院治療，或者靜脈治療(比如抗生素或其他藥物)。3級CRS定義為更嚴重的反應，需要住院治療來控制嚴重的器官功能失調，包括CRS相關的4級肝功能檢查結果或3級肌酐結果。僅住院治療來控制發熱、肌痛或嗜中性白血球減少癥并不能診斷為3級CRS，因2級CRS也會住院治療。要診斷為3級CRS還需要為CRS相關的癥狀提供支持治療，如因缺氧而進行鼻導管給氧、持續正向氣道通氣或雙級正向氣道通氣，因低血壓給予靜脈液體輸注治療(多種流體或持續水化)，或給予低劑量血管升壓藥。3級CRS的患者可能因凝血障礙而需要新鮮冰凍血漿或冷沉淀物。4級CRS是危及生命的，有多種并發癥，如低血壓需要大劑量血管升壓藥，或缺氧需要機械通氣。嚴重CRS表現出不穩定的低血壓，因此補液和升壓藥需要根據CRS的級別來使用。

根據我們的經驗，Penn grading scale適用于對CART治療后患者CRS的評估，有以下幾個原因。Penn grading scale基于簡單可行的臨床癥狀；不依賴于治療的地點(如ICU)，更加依賴于治療醫生、機構和患者；不依賴于支持治療的數量(如復蘇所用液體的體積或接受的氧濃度)，因為這些是高度變異的、時間限制的、不好控制也沒有很好的記錄；根據CRS級別來幫助決定處理策略的選擇；區分為輕度、中度、重度和危及生命四個級別；既可應用于抗T細胞抗體治療中立刻發生的CRS，也可應用于其他靶向T細胞的治療如雙特異性抗體和過繼細胞治療中發生的延遲CRS。

Penn grading scale并沒有使用絕對的cutoff值，因其值得意義與患者個體有關。血清細胞因子水平也沒有用于CRS分級，因全球臨床試驗機構缺乏及時可用的檢測，實驗平臺和試劑不統一，缺乏具有預測價值的量化標準。基于ICU的研究結果，在這個CRS分級標準中，血管升壓藥的使用更精細的用于定義低劑量和高劑量，來更好地區分使用高劑量患者出現危及生命事件的高風險。由于各機構對血管升壓藥劑量的定義不同，基于治療的指導原則制定了這個對高劑量血管升壓藥的標準定義。這個方法可以廣泛應用，不依賴于不同機構、疾病、T細胞的靶抗原。CRS分級也不依賴于抗細胞因子治療的時機，因為基于患者藥物儲備和CRS臨床時相的快速發生，應用治療性干預需要進行臨床判斷。

在CRS分級標準對比表中，CTCAE和Penn grading scale有幾點不同：1)雖然兩個標準都顯示1級CRS應該有支持治療，但CTCAE標準沒有特別推薦，而Penn grading scale則推薦了退燒藥和止吐藥；2)Penn grading scale更適合于CART細胞治療，因為只有1次輸注，沒有劑量干預；3)Penn grading scale特別指出了因CRS相關的癥狀引起的器官功能衰竭和住院治療，如發熱性是中性粒細胞減少意味著2級；4)Penn grading scale中3級和4級CRS清楚地區分了真正危及生命的事件(如缺氧需要機械通氣)和非危及生命的事件(如缺氧需要給氧)；5)Penn grading scale對干預性治療給出了清晰的證明有效的建議。因為CRS的損傷指數是不穩定的低血壓，因此低劑量和高劑量血管升壓藥的使用可以區分不同嚴重程度CRS的臨床人群。Penn grading scale對于血管升壓藥使用了更精確的定義，以防止一些機構和醫務人員過早使用低劑量的血管升壓藥。

不同CRS分級標準的使用導致一個患者如何分級出現了很大的變異。例如，如果一個復發、難治性ALL患者在進行抗CD19 CART細胞治療后出現了低血壓，需要低劑量的血管升壓藥，根據Penn grading scale，可能是3級CRS，根據CTCAE可能是4級CRS(由于CTCAE缺乏對低劑量和高劑量血管升壓藥的區別定義)，根據Lee分級標準可能是2級CRS。由于CRS的分級可以知道后續處理策略，因此患者應用不同分級標準會導致不同的結局。

四、使用Penn grading scale發表的CRS數據

賓大和費城兒童醫院的患者接受tisagenlecleucel治療后，使用Penn grading scale進行CRS分級的結果已經發表，在51例ALL患者(12名成人和39名兒童)中18人(35%)發生1/2級CRS，16 (31%)發生3級CRS，12 (24%)發生4級CRS，2 (4%)發生5級CRS。在39名兒童患者中，14 (36%)發生了多器官衰竭綜合征，表現出肝腎功能損傷。兩個隨后的II期試驗(ELIANA [NCT02435849]， ENSIGN [NCT02228096])也使用了Penngrading scale分級標準。ELIANA試驗中的患者在跨越北美、歐洲、亞洲和澳大利亞地11個國家的25個機構接受治療；ENSIGN試驗中的患者在美國的9個機構接受治療。盡管很多臨床機構對細胞治療沒有經驗或經驗很少，但總的來說，79/97 (81%)接受tisagenlecleucel治療的患者經歷了任何級別的CRS，3級以上CRS有44/97 (45%)。

Penn gradingscale已經應用于多個血液惡性腫瘤和實體瘤。在接受tisagenlecleucel治療的14名CLL患者中，經歷1/2/3/4級CRS的患者分別有1 (7%)， 2 (14%)， 2 (14%)， 4 (29%)。在復發、難治性NHL患者中2 (7%)的患者發生3級CRS，2 (7%)發生4級CRS(n=30)。在接受tisagenlecleucel治療的復發、難治性成人DLBCL患者國際多中心II期臨床試驗(JULIET； NCT02445248)中，有北美、歐洲、澳大利亞、亞洲的27個機構參與試驗。根據中期分析結果，接受治療的85名患者中，48人(57%)經歷了CRS，3級和4級CRS分別有14 (17%)和8 (9%)。

另外，Penn gradingscale還應用于接受非tisagenlecleucel的CART產品的臨床試驗，如BCMA CART治療多發性骨髓瘤和間皮素 CART治療上皮卵巢癌。在先前接受鼠源CD19 CART的患者隨后接受人源化CD19 CART (CTL119)后，4/8 (50%)發生了1-3級CRS，這與產品的療效和疾病負荷正相關。這與tisagenlecleucel的經驗類似。接受CTL119治療的患者沒有發生4級CRS。這些經驗表明將Penngrading scale擴展應用到tisagenlecleucel以外的CART，并且作為一種CART治療和其他靶向T細胞治療的標準是可行的。

五、討論

CRS是靶向CD19 CART治療后**可預期的、與作用機制有關的在靶毒性。雖然多數患者接受CD19CART治療后表現出輕度的CRS，但一些患者有嚴重的癥狀，需要ICU的支持。在ALL患者接受CART治療后，CRS嚴重程度與疾病負擔相關，但CLL、NHL的初步數據沒有相關性。多個機構提出CTCAE不足以評價CART相關CRS，因此我們提出了Penn gradingscale以區分危及生命的CRS和非危及生命的CRS。

Penn gradingscale主要是基于臨床參數，并非基于炎癥標志物的實驗室檢測。雖然一些炎癥生物標記物如鐵蛋白ferritin、CRP、包括IL-6在內的細胞因子的實驗室血檢很重要。但一些分析指出這些標志物的峰值如CRP、IL-6與CRS有很強的相關性，但他們都不能起到早期評估和預測CRS發生的作用，因此，未納入Penn grading scale標準。而且，這些檢測可能受到實驗室水平和所使用的檢測試劑盒的影響。而基于臨床指標的分級標準很容易推廣，在臨床研究機構和醫院得到廣泛使用。由于CRS通常發生在CART治療后幾天，患者CRS的處置通常在非臨床試驗機構內，因此醫院通過Penn grading scale對患者進行處理十分重要。該分級標準的另一個好處是由于其基于臨床癥狀進行判斷，因此很容易對不同臨床試驗機構、不同適應癥的數據進行整合和分析。我們已經證明了該標準的適用性，其在學術教學機構、醫院都能給醫生、護士、臨床藥師提供有效、廣泛地參考以處理患者CRS。