本文是專業(yè)學(xué)術(shù)論文解讀，不做醫(yī)療建議。

作為一類新型免疫療法，嵌合抗原受體 T 細(xì)胞（CAR-T）療法近年來在癌癥治療領(lǐng)域取得了巨大成功。它能在某些復(fù)發(fā)或難治性血液腫瘤中展現(xiàn)出驚人療效，為使用其他治療均失敗的患者帶來持久緩解的希望。

然而，其高度個(gè)性化的體外制備流程不僅耗時(shí)耗力、成本高昂，還要求患者在前期清除原有免疫細(xì)胞，這既增加了感染風(fēng)險(xiǎn)，也限制了該療法的普及。為克服這些瓶頸，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者們一直在探索如何制造出成本更低、更安全、更具可及性的 CAR-T 產(chǎn)品，主流方案包括但不限于無需體外制造的體內(nèi)直接工程 CAR-T、健康供體來源的異體現(xiàn)成 CAR-T，以及各類提高制造效率的工藝創(chuàng)新等。

近日，《自然》（Nature）雜志同期刊發(fā)了一篇重磅研究論文及兩篇點(diǎn)評文章，重點(diǎn)介紹了體內(nèi)直接工程 CAR-T 的突破性進(jìn)展：科學(xué)家們成功利用 CRISPR 技術(shù)，在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)癌癥免疫細(xì)胞的精準(zhǔn)工程化。這或許預(yù)示著，未來只需一次簡單的注射，你體內(nèi)的免疫細(xì)胞就能被精準(zhǔn)改造，化身一支訓(xùn)練有素的“抗癌特種兵”，直搗病灶，清除腫瘤。

（來源：Nature News）

CAR-T 療法的演進(jìn)：從體外輸注到體內(nèi)原位編程

CAR-T 細(xì)胞療法的原理是通過基因工程改造患者自身的 T 細(xì)胞，使其表面表達(dá)一種名為 CAR 的人工合成受體，其能識別癌細(xì)胞表面的特異性抗原，從而激活 T 細(xì)胞，精準(zhǔn)地識別、殺傷癌細(xì)胞。對于某些復(fù)發(fā)或難治性血癌，如白血病、淋巴瘤和骨髓瘤，CAR-T 細(xì)胞療法的效果遠(yuǎn)超現(xiàn)有其他療法。

但現(xiàn)行的 CAR-T 療法制造過程復(fù)雜且成本高昂，極大地限制了其可及性。具體而言，醫(yī)生需要從患者體內(nèi)抽血，分離出 T 細(xì)胞，然后在實(shí)驗(yàn)室中利用病毒載體將 CAR 基因?qū)?T 細(xì)胞基因組，使其表達(dá) CAR。接著，這些經(jīng)過改造的 CAR-T 細(xì)胞需要在體外擴(kuò)增、進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，最后再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。

在此之前，患者還需要接受毒性較大的化療預(yù)處理，清除自身未經(jīng)改造的免疫細(xì)胞，為 CAR-T 細(xì)胞在體內(nèi)擴(kuò)增和發(fā)揮作用創(chuàng)造空間。這不僅增加了患者的痛苦，也使其在治療期間面臨更高的感染風(fēng)險(xiǎn)。

（來源：BBC/War in the Blood）

為克服這些限制 CAR-T 療法推廣的因素，科學(xué)家們一直在積極探索“體內(nèi)工程化”T 細(xì)胞的方法，直接在患者體內(nèi)改造 T 細(xì)胞，使其獲得抗癌能力。這種方法一旦成功，不僅可以大大降低治療成本，簡化治療流程，甚至有望避免對身體傷害過大的預(yù)處理環(huán)節(jié)。

“起初，這聽起來像個(gè)瘋狂的想法，簡直是科幻小說?！痹撗芯康耐ㄓ嵶髡?、加州大學(xué)舊金山分校的免疫學(xué)家賈斯汀·艾奎姆（Justin Eyquem）回憶道。早在 2017 年，他和同事們就曾利用 CRISPR-Cas9 技術(shù)，將 CAR 基因精準(zhǔn)插入離體 T 細(xì)胞基因組的特定區(qū)域，顯著提高了 CAR-T 細(xì)胞的有效性。當(dāng)時(shí)他們便開始思考，能否有一天在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一壯舉。

近年來，隨著基因編輯技術(shù)的不斷成熟，體內(nèi) CAR-T 細(xì)胞治療的研發(fā)取得了重要進(jìn)展，首批相關(guān)療法已進(jìn)入早期臨床試驗(yàn)。然而，安全性一直是體內(nèi)基因編輯面臨的核心問題。例如，如果 CAR 基因被隨機(jī)插入 T 細(xì)胞基因組，可能會(huì)引發(fā)致癌突變；更重要的是，為了保證治療安全，必須確?；蚓庉嬛蛔饔糜?T 細(xì)胞，不誤傷其他細(xì)胞類型，尤其是生殖細(xì)胞。

CRISPR 技術(shù)構(gòu)建共遞送系統(tǒng)，力求“直達(dá)靶心”

在這些安全性挑戰(zhàn)之下，研究團(tuán)隊(duì)選擇利用 CRISPR 技術(shù)構(gòu)建一套創(chuàng)新的體內(nèi)基因編輯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) T 細(xì)胞的精準(zhǔn)重編程。

他們的核心策略是采用兩向量遞送系統(tǒng)，其一是包膜遞送載體（EDV），即攜帶 CRISPR-Cas9 基因編輯所需的 Cas9 蛋白和引導(dǎo) RNA（gRNA）。EDV 表面設(shè)計(jì)有特異性結(jié)合 T 細(xì)胞表面蛋白 CD3 的抗體片段，確保 Cas9 系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)地遞送至 T 細(xì)胞。此外，CD3 的刺激還能誘導(dǎo) T 細(xì)胞增殖，為后續(xù)的同源定向修復(fù)提供條件。

其二是腺相關(guān)病毒（AAV）載體，它負(fù)責(zé)攜帶編碼 CAR 蛋白的 DNA，這段 DNA 兩端帶有 T 細(xì)胞受體α恒定基因（TRAC）的同源序列。研究團(tuán)隊(duì)還對 AAV 進(jìn)行了進(jìn)化，使其能夠規(guī)避預(yù)存的抗 AAV 抗體，并能通過與 T 細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞表面的 CD7 蛋白相互作用，特異性地感染 T 細(xì)胞。

這項(xiàng)設(shè)計(jì)的精妙之處在于，一個(gè) T 細(xì)胞必須同時(shí)接收提供切割工具的 EDV 和提供修復(fù)模板的 AAV 這兩種載荷，才能被成功改造為 CAR-T 細(xì)胞。

圖 | 體內(nèi)編輯免疫細(xì)胞（來源：Nature）

這種位點(diǎn)特異性插入具有多重優(yōu)勢，首先是能夠確保 CAR 基因的安全插入，避免隨機(jī)插入可能導(dǎo)致的致癌風(fēng)險(xiǎn)。其次，將 CAR 基因插入 T 細(xì)胞特有的 TRAC 基因位點(diǎn)，能夠讓 CAR 的表達(dá)僅限于 T 細(xì)胞，并受到生理性調(diào)控，最大限度避開對其他細(xì)胞類型的誤編輯。最后，這項(xiàng)技術(shù)還避免了 CAR 基因隨機(jī)整合后，可能出現(xiàn)的 T 細(xì)胞過度激活或耗竭等功能障礙問題。

研究證實(shí)，該系統(tǒng)在體外對人 T 細(xì)胞的敲入效率顯著提升，在小鼠模型中，CAR 插入和表達(dá)幾乎僅限于 CD4+和 CD8+ T 細(xì)胞，在自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、造血干細(xì)胞及惡性 B 細(xì)胞系中幾乎檢測不到。

更新后，除了能治血液瘤，實(shí)體肉瘤也能治了

研究團(tuán)隊(duì)在多個(gè)小鼠模型中驗(yàn)證了這一系統(tǒng)的有效性。這些小鼠被植入了不同類型的人類癌細(xì)胞，包括白血病、多發(fā)性骨髓瘤和子宮肉瘤。結(jié)果令人振奮，在接受治療的小鼠體內(nèi)，白血病和多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞被完全清除。

其中，新系統(tǒng)對白血病和骨髓瘤小鼠的療效優(yōu)于體外制備策略，有部分小鼠還形成了長期免疫記憶，超過一半的肉瘤（實(shí)體瘤）小鼠實(shí)現(xiàn)了完全緩解。馬爾拉漢醫(yī)學(xué)研究所的免疫學(xué)家雷切爾·佩雷特（Rachel Perret）博士特別指出，此前 CAR-T 治療實(shí)體瘤的成功率較低，這一突破的“鼓舞人心”之處還在于，有望推動(dòng)該療法在實(shí)體瘤領(lǐng)域發(fā)揮作用。

工程后的 CAR-T 細(xì)胞成功表現(xiàn)出增殖與激活特征，同時(shí)保留了干細(xì)胞樣特性，有利于長期存活，研究期間并未觀察到明顯的系統(tǒng)性毒性或體重異常。

目前，艾奎姆已聯(lián)合創(chuàng)立了生物技術(shù)公司 Azalea Therapeutics，正在猴子身上測試這一方法，計(jì)劃于 2027 年年底前啟動(dòng)人體臨床試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。

波士頓大學(xué)的合成生物學(xué)家 Wilson Wong 博士指出，在這項(xiàng)技術(shù)中，大部分治療物質(zhì)會(huì)遞送至 T 細(xì)胞，但仍有少量可能進(jìn)入其他細(xì)胞，尤其是肝臟，但他也表示，這項(xiàng)新系統(tǒng)“令人印象深刻”，為復(fù)雜的體內(nèi) CAR-T 療法指明了方向，“從技術(shù)上講，這非常令人興奮?！?/p>

盡管這項(xiàng)研究取得了突破性進(jìn)展，但將該技術(shù)推向臨床仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，需要進(jìn)行更深入的研究，以排除可能出現(xiàn)的意外基因修飾，包括對非 T 細(xì)胞類型或非 TRAC 基因組位點(diǎn)的脫靶效應(yīng)。考慮到經(jīng)過編輯的 T 細(xì)胞在組織中廣泛分布，這項(xiàng)評估將是艱巨的任務(wù)。而且，治療效果能持續(xù)多久，以及是否會(huì)引入其他不必要的基因組變化，這些都有待進(jìn)一步觀察。

該技術(shù)還存在免疫失調(diào)的風(fēng)險(xiǎn)，目前的小鼠模型使用的是健康的 T 細(xì)胞，而癌癥患者的免疫細(xì)胞通常處于功能失調(diào)狀態(tài)。未來需研究該方法在癌癥免疫微環(huán)境模型中的效果，以及是否需要結(jié)合其他免疫療法來支撐自體合成 CAR-T 細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。

此外，經(jīng)典 CAR-T 療法中的免疫細(xì)胞清除預(yù)處理，除了為 CAR-T 細(xì)胞騰出空間，還具有減少免疫抑制細(xì)胞和改變腸道微生物群等功能，這些都可能影響 CAR-T 細(xì)胞的活性。體內(nèi)工程化方法無法結(jié)合這種預(yù)處理，因此需要探索其他免疫調(diào)節(jié)相關(guān)的輔助策略。

盡管存在這些挑戰(zhàn)，這種靶向雙遞送策略，依舊為體內(nèi)位點(diǎn)特異性插入治療基因提供了一種令人興奮的可能。這項(xiàng)工作不僅是 CAR-T 細(xì)胞療法領(lǐng)域的重大飛躍，更預(yù)示著基因編輯技術(shù)將以更安全、更高效、更可及的方式，改寫未來醫(yī)學(xué)的藍(lán)圖。

參考文獻(xiàn)：

https://www.nature.com/articles/d41586-026-00857-6

https://www.nature.com/articles/d41586-026-00634-5

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10235-x

運(yùn)營/排版：何晨龍

本文是專業(yè)學(xué)術(shù)論文解讀，不做醫(yī)療建議。