Research分享：體內(nèi)CAR-T療法的核心技術(shù)、多疾病應(yīng)用潛力及挑戰(zhàn)

本文來源于微信公眾：Research科學(xué)研究 作者： Research科學(xué)研究 Research科學(xué)研究

近期，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院葉青教授、毛建華教授團(tuán)隊(duì)針對體內(nèi)嵌合抗原受體 T 細(xì)胞（CAR-T）療法的突破性進(jìn)展及未來前景進(jìn)行了系統(tǒng)綜述。相關(guān)研究成果以 “Revolution in Cell Therapy: In Vivo Chimeric-Antigen-Receptor-T-Cell Therapy Breakthroughs and Promises for the Future” 為題，發(fā)表于Research。該綜述全面解析了體內(nèi) CAR-T 療法的核心技術(shù)、多疾病應(yīng)用潛力、關(guān)鍵挑戰(zhàn)與創(chuàng)新解決方案，為推動(dòng)細(xì)胞治療從實(shí)驗(yàn)室走向臨床規(guī)�；瘧�(yīng)用提供了重要理論支撐與實(shí)踐參考。

Citation: Lai M, Shao W, Mao J, Ye Q. Revolution in Cell Therapy: In Vivo Chimeric-Antigen-Receptor T-Cell Therapy Breakthroughs and Promises for the Future. Research 2025; Oct 9: 8: 0917. Doi: 10.34133/research.0917.01研究背景嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）療法在血液腫瘤治療中取得里程碑式成就，但傳統(tǒng)體外CAR-T療法存在諸多局限：體外制備流程復(fù)雜、成本高昂，患者T細(xì)胞功能受損可能影響療效，多次給藥難度大，且在實(shí)體瘤治療中效果有限。這些瓶頸促使體內(nèi)CAR-T療法應(yīng)運(yùn)而生，其核心是通過遞送系統(tǒng)將CAR基因直接導(dǎo)入宿主T細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)原位重編程，無需體外操作，在治療時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性和持久性上具備顯著優(yōu)勢，為攻克傳統(tǒng)療法難題提供了全新方向（圖1）。

圖1 自體、同種異體和體內(nèi)嵌合抗原受體（CAR）細(xì)胞的制備流程02體內(nèi)CAR-T療法的核心技術(shù)與革新突破

（1）CAR結(jié)構(gòu)的五代進(jìn)化歷程
CAR技術(shù)已歷經(jīng)五代迭代升級：第一代僅含基礎(chǔ)激活信號域，療效有限；第二代引入CD28或4-1BB共刺激域，大幅提升T細(xì)胞增殖與存活能力，在血液腫瘤中療效最佳；第三代串聯(lián)雙共刺激分子，但臨床優(yōu)勢尚不明確；第四代整合細(xì)胞因子分泌模塊或安全開關(guān)，為實(shí)體瘤治療帶來突破；第五代新增細(xì)胞因子受體信號域，通過激活JAK-STAT通路增強(qiáng)T細(xì)胞活性，同時(shí)降低細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）風(fēng)險(xiǎn)，目前處于臨床研究階段（圖2）。

圖2 CAR結(jié)構(gòu)的五代進(jìn)化歷程

（2）多元化遞送系統(tǒng)：體內(nèi)CAR-T的核心引擎
病毒載體：腺相關(guān)病毒（AAV）免疫原性低、組織穿透性強(qiáng)，但載體容量有限且存在潛在整合風(fēng)險(xiǎn)；慢病毒（LV）可負(fù)載復(fù)雜CAR結(jié)構(gòu)，天然靶向T細(xì)胞，需通過自失活設(shè)計(jì)降低致癌風(fēng)險(xiǎn)；逆轉(zhuǎn)錄病毒（RV）因隨機(jī)整合導(dǎo)致白血病的安全缺陷，已基本退出體內(nèi)遞送應(yīng)用。

非病毒載體：脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向，能共遞送多種分子，是目前最具潛力的非病毒載體，但存在載藥量低、儲存條件嚴(yán)苛等問題；聚合物納米載體可精準(zhǔn)調(diào)控藥物釋放，卻面臨穩(wěn)定性與毒性挑戰(zhàn)；外泌體生物相容性好，能穿透血腦屏障，但生產(chǎn)效率與載藥效率有待提升。

可植入生物支架：可局部生成并釋放CAR-T細(xì)胞，降低全身毒性，但其植入需手術(shù)干預(yù)，存在感染與免疫排斥風(fēng)險(xiǎn)（表1）。

表1 CAR-T細(xì)胞的遞送系統(tǒng)

03體內(nèi)CAR-T療法的多領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)展
（1）血液系統(tǒng)惡性腫瘤：從復(fù)發(fā)難治到一線探索
B細(xì)胞惡性腫瘤：臨床前研究證實(shí)，體內(nèi)生成的CAR-T細(xì)胞可有效清除CD19+腫瘤細(xì)胞，部分平臺能同時(shí)工程化多種免疫細(xì)胞，拓寬治療范圍。首個(gè)臨床數(shù)據(jù)顯示，針對復(fù)發(fā)難治多發(fā)性骨髓瘤的體內(nèi)BCMA-CAR-T療法，客觀緩解率達(dá)100%，安全性良好。

T細(xì)胞惡性腫瘤：克服了自體T細(xì)胞來源有限、易受污染的瓶頸，CD8靶向載體系統(tǒng)成功規(guī)避“自相殘殺”效應(yīng)，為傳統(tǒng)療法失敗的患者提供了新選擇。

（2）實(shí)體瘤：突破微環(huán)境屏障的全新嘗試
體內(nèi)CAR-T通過精準(zhǔn)局部遞送，提升腫瘤部位CAR-T細(xì)胞富集度，減少全身毒性。聯(lián)合生物材料或納米載體可重塑腫瘤免疫微環(huán)境，清除免疫抑制屏障。在胃癌、黑色素瘤、腎癌等多種實(shí)體瘤中已開展探索，心臟纖維化小鼠模型研究證實(shí)，體內(nèi)CAR-T能有效改善組織纖維化，為實(shí)體瘤治療提供了新思路。

（3）自身免疫性疾�。壕珳�(zhǔn)免疫調(diào)控的新路徑
相較于傳統(tǒng)體外CAR-T，體內(nèi)CAR-T簡化生產(chǎn)流程，保留T細(xì)胞天然功能，LNP介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)可控表達(dá)與重復(fù)給藥，適配自身免疫病的精細(xì)調(diào)控需求。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等疾病模型中已顯示抗炎效果，首個(gè)臨床試驗(yàn)（NCT06917742）啟動(dòng)，標(biāo)志著該技術(shù)進(jìn)入臨床轉(zhuǎn)化階段。

（4）感染性疾�。汗δ苄灾斡�的潛在新策略
針對艾滋病等傳統(tǒng)療法難以根治的病毒感染，體內(nèi)CAR-T可精準(zhǔn)識別并清除感染細(xì)胞，有望實(shí)現(xiàn)病毒庫徹底清除。目前基于LNPs和mRNA的遞送平臺正在優(yōu)化，致力于解決病毒潛伏抗原表達(dá)低、突變率高等難題（表2，圖3）。

表2 正在進(jìn)行的體內(nèi) CAR-T 臨床試驗(yàn)

圖3 CAR-T療法在疾病及相關(guān)靶點(diǎn)中的應(yīng)用04體內(nèi) CAR-T 療法的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與優(yōu)化策略（1）遞送系統(tǒng)升級：精準(zhǔn)靶向與安全可控

靶向優(yōu)化：通過抗 CD3 抗體修飾載體、核酸適配體替代抗體等方式，讓 CAR 基因精準(zhǔn)結(jié)合 T 細(xì)胞；利用趨化因子響應(yīng)設(shè)計(jì)，引導(dǎo) CAR-T 細(xì)胞向病灶主動(dòng)遷移；

安全提升：病毒載體通過 “自失活設(shè)計(jì)” 降低致癌風(fēng)險(xiǎn)；非病毒載體優(yōu)化配方減少毒性與藥物泄漏；mRNA/LNP 等技術(shù)避免基因整合，或精準(zhǔn)插入基因組 “安全港位點(diǎn)”。

（2）安全性機(jī)制創(chuàng)新：全流程風(fēng)險(xiǎn)管控
預(yù)防誤攻擊：邏輯門控技術(shù)（如 “與門” 設(shè)計(jì)）讓 CAR-T 僅在目標(biāo)細(xì)胞表達(dá)雙抗原時(shí)激活；Tmod 技術(shù)改造 CAR 鉸鏈區(qū)，接觸健康細(xì)胞時(shí)自動(dòng) “鎖定”，保護(hù)重要器官；

應(yīng)急控風(fēng)險(xiǎn)：誘導(dǎo)型自殺開關(guān)可快速清除異常激活的 CAR-T 細(xì)胞，控制 CRS；UCAR-T 用 CRISPR 雙敲除技術(shù)避免移植物抗宿主�。℅VHD）；

實(shí)時(shí)監(jiān)測：用熒光素酶標(biāo)記 CAR 基因，通過生物發(fā)光成像追蹤細(xì)胞分布；檢測 IL-6、TNF-α 等細(xì)胞因子，建立風(fēng)險(xiǎn)評分模型，提前預(yù)警不良反應(yīng)。

（3）長效性能增強(qiáng)：延長細(xì)胞存活與療效
分子設(shè)計(jì)：選擇 4-1BB 共刺激域延長細(xì)胞存活時(shí)間，或在 CAR 中整合 IL-15/IL-21，提升中樞記憶 T 細(xì)胞比例；
代謝改造：激活 NOTCH-FOXM1 通路增強(qiáng)細(xì)胞自我更新能力，用核苷修飾技術(shù)延長端粒，延緩細(xì)胞衰老；
工藝優(yōu)化：“短期低刺激” 培養(yǎng)策略保留 T 細(xì)胞增殖潛能與遷移能力，提升體內(nèi)抗腫瘤效率。

（4）實(shí)體瘤微環(huán)境突破：破解多重屏障
信號轉(zhuǎn)換：設(shè)計(jì) PD-1/CD28 嵌合受體，將腫瘤抑制信號轉(zhuǎn)化為激活信號；加入 TGF-β 中和受體，減少 CAR-T 細(xì)胞耗竭；
調(diào)控微環(huán)境：阻斷 IL-1 降低免疫抑制因子分泌，利用 IL-4/IL-21 促進(jìn)腫瘤凋亡、抑制調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞；
遞送優(yōu)化：可植入生物支架或納米載體局部遞送，突破物理屏障，提升 CAR-T 細(xì)胞在腫瘤部位的濃度（圖4）。

圖4 CAR-T 細(xì)胞療法中的關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)與創(chuàng)新解決方案05總結(jié)與展望體內(nèi)CAR-T療法通過革新遞送系統(tǒng)與CAR設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)體外CAR-T的核心瓶頸，在血液腫瘤、實(shí)體瘤、自身免疫性疾病和感染性疾病等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。未來，隨著第四代可編程LNPs、通用CAR-T 2.0等技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合AI輔助設(shè)計(jì)與自動(dòng)化生產(chǎn)，體內(nèi)CAR-T有望實(shí)現(xiàn)靶向效率翻倍、成本大幅降低。從“一次性治愈”到“可編程精準(zhǔn)治療”，體內(nèi)CAR-T正推動(dòng)細(xì)胞治療進(jìn)入全新時(shí)代，構(gòu)建以精準(zhǔn)免疫干預(yù)為核心的全新醫(yī)療范式。