难治复发慢性淋巴细胞白血病（CLL）预后很差。靶向B细胞信号通路药物对CLL患者有显著疗效，但治疗失败的患者预后仍然较差。靶向CD19的CAR-T（CTL019）疗法在CLL中显现出持续的抗肿瘤作用，但有效率仅26%，而CTL019在ALL中的有效率可达90%。目前尚未发现CLL患者本身或疾病特异性因素与CTL019治疗疗效相关。最近，Fraietta等发现T细胞本身功能是影响CAR-T细胞治疗疗效的重要因素。

CTL019疗效与患者年龄、前期治疗、外周肿瘤负荷以及p53突变状态等患者和疾病特异性因素无关。输注CTL019细胞后，在治疗有效患者的体内，CTL019细胞数量显著增高（图1a）且伴B细胞减少（图1b），而治疗无效患者的体内，CTL019细胞数量无明显增高（图1a）。完全缓解（CR）者中位CAR拷贝峰值为58570 copies/μg，部分缓解（PR）者中位CAR拷贝峰值为13257 copies/μg。部分患者开始CAR-T细胞数量较高，但随后转化为侵袭性B细胞淋巴瘤（PRTD），此类患者中位CAR拷贝峰值为130258 copies/μg。然而，无缓解（NR）患者中位CAR拷贝峰值仅205 copies/μg（图1c）。CR患者CTL019输注后CAR拷贝数显著高于PR/NR患者（图1d）。随访5年，在持续CR患者的外周血中仍可检测到CTL019（图1e）。

对于采用CTL019细胞治疗NALM-6白血病的NSG小鼠，与NR者相比，CR者的CTL019细胞在小鼠体外扩增能力强（1h），并且疾病进展风险（图1f）和复发率（图1g）显著降低，生存期显著延长（图1i）。因此，CAR-T细胞治疗CLL疗效与CAR-T细胞本身功能有关。

图1  CAR-T细胞本身功能影响CAR-T治疗疗效

通过比较不同疗效患者的CAR-T细胞转录本，研究者发现CR/PRTD患者基因表达和CR/PR后复发患者基因表达显著不同于PR/NR患者（图2a，图2b）。基因集富集分析显示，CR/PRTD患者CAR-T细胞中早期记忆细胞分化相关基因表达高（图2c-e），而PR和NR患者CAR-T细胞中晚期记忆细胞分化、效应T细胞分化、凋亡和有氧糖酵解相关基因表达增高（图2c，2f，2g）。 

图2  CAR-T细胞转录组表达谱

CR/PRTD患者的CTL019细胞体内外增殖能力均强于PR/NR患者。以CD19抗原同源替代物刺激CTL019后，来源于CR/PRTD患者CAR-T细胞的T细胞活化基因表达平均升高49倍，而来源于PR/NR的平均仅升高16倍。在CR/PRTD患者的CAR-T细胞中，STAT3信号通路分子及其靶基因表达增高。在CR/PRTD患者CTL019细胞中，CAR特异性的pSTAT3活性显著高于PR/NR患者。体内CTL019细胞数量和血清IL-6正相关，同时体外CTL019细胞增殖能力与IL-6/STAT3通路基因集表达正相关。药物阻断STAT3通路后，CTL019细胞增殖能力下降。STAT3通路在记忆T细胞产生和维持中起重要作用，不仅可减少CAR-T分化耗竭，而且对输注后增殖和长期存活有重要意义。

在CR/PRTD的CAR-T细胞中，记忆细胞分化和维持相关基因表达升高。基于此，研究者分析了CAR-T治疗前T细胞转录组，与CAR-T细胞中类似，治疗无效者在合成CAR-T前，其T细胞中的细胞耗竭、激活、糖酵解和凋亡相关基因表达显著升高。因此，在CAR-T细胞合成前，可通过检查这类基因的表达，识别出对CAR-T治疗有效的患者，进而采用CAR-T治疗。

研究者分析了治疗有效和无效患者各T细胞亚群比例。CR/PRTD患者干细胞型记忆T细胞比例高于PR/NR患者。CR/PRTD患者的CD45RO–CD27+CD8+ T比例显著高于PR/NR患者。通过另外的8例CLL患者验证分析，结果显示CR/PRTD患者治疗前的CD45RO–CD27+CD8+ T细胞群比例显著高于PR/NR患者。因此，治疗前CD45RO–CD27+CD8+ T亚群预测CAR-T敏感性和特异性均较好。 

研究者进一步研究了其他可能与CAR-T分化耗竭相关的细胞亚群，包括PD-1、TIM-3和LAG-3。在CR患者的CAR-T细胞中，CD8+PD-1+比例显著低于PR/NR患者。CD8+LAG-3+ PD-1+和 CD8+TIM-3+ PD-1+ CTL019细胞群与CAR-T疗效差有关，CAR-T治疗有效的患者这类细胞比例较低。对于CAR-T细胞中CD27+PD-1–CD8+ CAR T比例高的患者，CAR-T治疗有效率高。在NSG小鼠中验证CD27+PD-1–CD8+ T细胞群的功能，去除CD27+PD-1–CD8+ T细胞群的CAR-T细胞抑制肿瘤能力下降、小鼠发病率增加、生存期缩短。CD27+PD-1–CD8+ 细胞群高表达IL-6受体，经IL-6刺激后pSTAT3增高程度显著高于其他细胞亚群。因此，CAR-T细胞中CD27+PD-1–CD8+ 细胞群可预测CAR-T治疗疗效。 

该研究显示，CLL患者本身和疾病特征不能有效预测CAR-T治疗疗效，而T细胞本身功能与CAR-T疗效有关。合成CAR-T细胞前，T细胞表达细胞耗竭、激活、糖酵解和凋亡相关基因增高等预示CAR-T治疗疗效较差。治疗前CD45RO–CD27+CD8+ T和CD27+PD-1–CD8+ 细胞亚群提示CAR-T治疗有效。因此，治疗前检测此类T细胞生物标志物可有效预测CAR-T治疗、免疫治疗和替代治疗疗效。