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      7歲血癌女孩絕境逢生,這項療法為何成為“最后希望”?

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      2012 年,7 歲的血液癌癥患者 Emily Whitehead 靠實驗性 CAR-T 療法絕境重生,如今已無癌生存十幾年。這一奇跡讓CAR-T療法這一“活的藥物”走進臨床視野,而其背后是長達幾十年的科研接力。目前,全球有七款產品獲美國食品藥品監督管理局(FDA)批準,中國近年也迎來了本土及合作產品,在臨床研究和商業化方面均取得了令人矚目的成績。CAR-T療法技術發展正迅速迭代演進,這項能重啟免疫的“活的藥物”是如何成為患者“最后希望”的?

      撰文 | 李娟


      進入11月,剛剛結束的2025年國家醫保談判(“國談”)傳來好消息,高達百萬元一劑的CAR-T療法有望納入商保。據報道,目前國內有5款CAR-T藥物均通過專家評審,走上了談判桌。此前,由于價格高昂,CAR-T藥物始終未進入“國談”門檻。高成本不僅源自個體化定制、復雜的細胞制備流程,也反映了創新藥物商業化的艱難。正因如此,CAR-T 能否進入醫保/商保體系,一直是公眾和行業共同關注的焦點,談判桌上的價格博弈更牽動著無數患者的心。

      這究竟是一種怎樣的療法,讓它被寄予如此厚望?

      CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-cell therapy,嵌合抗原受體T細胞)療法是細胞基因治療領域的革命性突破,被稱為“活的藥物”(Living Drugs)。該療法的核心是利用癌癥患者自身的免疫細胞—— T細胞,通過基因工程技術將其改造成殺傷力強大的CAR-T 細胞,再回輸患者體內。CAR-T 細胞如同精準導航的“導彈”,可特異性識別并清除表達靶抗原的癌細胞。這一療法為標準治療無效的患者帶來長期緩解的可能。
      一個女孩的絕處逢生

      讓CAR-T療法真正獲得全球關注的焦點案例,是2012年4月在美國費城兒童醫院接受治療的7歲女孩Emily Whitehead。

      Emily患有B細胞急性淋巴細胞白血病(B-ALL),這是一種高侵襲性的血液腫瘤。她在經歷兩次復發后,對所有標準的高強度化療均產生了抵抗,幾乎被判“無藥可治”。于是她的父母選擇了當時仍在臨床試驗階段的CAR-T療法——CTL019(tisagenlecleucel,獲批后商品名Kymriah)。Emily成為全球首位接受CAR-T療法的兒童患者。

      CAR-T細胞在Emily體內迅速擴增并識別癌細胞。然而,這種強大的抗腫瘤活性也帶來了巨大的副作用。臨床團隊監測發現,患者體內白介素-6(IL-6)水平極高,提示發生了嚴重的細胞因子釋放綜合征(CRS)。Emily出現了高燒、低血壓、呼吸衰竭等全身炎癥反應,病情危急,只能轉入兒科重癥監護室(PICU),并依賴機械通氣和血管升壓藥維持生命。面對這場未曾預料的臨床危機,該團隊做出了一項關鍵且大膽的決策:使用抗IL-6受體單克隆抗體托珠單抗(Tocilizumab)進行干預。

      這一干預被證明是里程碑式的,托珠單抗在短短數小時內迅速逆轉了Emily的CRS癥狀,使其脫離了生命危險。更為重要的是,托珠單抗的使用并未影響CAR-T細胞對癌細胞的殺傷活性和體內擴增能力。通過Emily的案例,醫學界首次確立了托珠單抗作為CAR-T相關CRS的標準管理方案,極大地提升了該療法的安全性,并由此推動了CAR-T的商業化進程。

      此后,Emily的癌癥獲得了完全緩解(CR)。至2025年最新可查近況,她已經無癌生存超過13年,并成為一名大學生。

      目前,CAR-T療法在臨床上的成功已迅速轉化為全球范圍內的獲批藥物。數據顯示,截至2023年底,全球范圍內有超過 34400名患者接受了自體CAR-T細胞免疫療法。



      圖1 體外CAR-T細胞療法示意圖。通過白細胞分離術從患者或健康供體體內分離出T細胞,再利用針對特定癌癥抗原設計的嵌合抗原受體(CAR)構建體,對這些T細胞進行基因修飾。隨后,對這些修飾后的T細胞進行培養和擴增,再回輸至患者體內。激活后的 CAR-T 細胞能夠識別并殺傷表達靶向抗原的癌細胞,且有望為患者提供針對癌癥復發的長期免疫保護。圖源:參考文獻[15]

      跨越四十年的科研接力

      CAR-T療法的誕生歷程,跨越四十年,凝聚了幾代科學家對于“改造免疫系統”的執著探索。以下幾位核心科學家的接力貢獻分別奠定了該療法“概念、設計、臨床”三個關鍵里程碑。



      表1 CAR-T 療法研發歷程及核心科學家。作者整理

      1. 概念提出 —— Zelig Eshhar提出“CAR”概念,繞開MHC限制

      20世紀80年代,以色列魏茨曼科學研究所的免疫學家 Zelig Eshhar 提出了“嵌合抗原受體”(CAR)的概念。那時,科學界已經知道T細胞是人體清除異常細胞的關鍵武器,但它們必須通過“主要組織相容性復合體”(MHC)才能識別抗原。MHC就像細胞表面的一塊“展示牌”,會把體內產生的腫瘤相關片段展示給T細胞看。如果展示的內容異常,T細胞就會發動攻擊。但是,腫瘤細胞往往通過下調MHC逃避免疫監視,進而限制了T細胞在癌癥治療中的應用。

      Eshhar構想了一種能夠繞開這一限制的“合成受體”,讓T細胞直接識別腫瘤細胞表面的特異性分子。他和同事把抗體的可變區(能識別特定抗原)與T細胞受體的信號區(如CD3ζ鏈)融合,創造出世界上第一代CAR。

      通過小鼠實驗,Eshhar團隊證實改造后的T細胞確實能夠識別并攻擊癌細胞。這一成果在當時頗具革命性——它首次證明T細胞不必再受限于MHC的框架,可以被“重新編程”為一種可定制的抗癌武器。雖然這種第一代CAR缺乏持續性和體內擴增能力,未能在臨床上發揮太大作用,但Eshhar的工作為后來所有CAR-T研究提供了概念藍圖。可以說,他為后人打開了“設計免疫細胞”的大門。

      2. 結構優化 —— Michel Sadelain引入共刺激信號,增強持久活性

      如果說Eshhar點燃了第一束火花,那么紀念斯隆-凱特琳癌癥中心(MSKCC)的 Michel Sadelain 則將這束火花發展成真正可行的設計方案。

      1990年代末到2000年代初,研究者逐漸認識到,第一代CAR-T在患者體內無法持久存活的關鍵在于T細胞缺乏“第二信號”,即“共刺激信號”,以幫助T細胞在識別到抗原后持續攻擊腫瘤細胞。這促使Sadelain在2002年前后設計出第二代CAR。

      Sadelain團隊在Eshhar原有的CAR結構中,加入了共刺激分子(如 CD28 或 4-1BB)的胞內信號域。這一改進使CAR-T在識別抗原時不僅能被激活,還能獲得存活和增殖的動力,從而在患者體內維持更長時間。Sadelain 的工作使CAR-T從概念走向可行的治療工具,被認為是CAR-T療法從實驗室概念邁向臨床應用的關鍵一步。



      圖2 傳統 T 細胞受體(TCR)與人工合成嵌合抗原受體(CAR)在腫瘤抗原識別中的差異。圖源:參考文獻[1]

      此后,Sadelain還繼續推動第三代CAR(引入雙共刺激信號)的探索。通過系統比較七種含不同共刺激信號組合的 CAR 結構,他們發現 CD28 與 4-1BB 配體的協同配置可實現殺傷功能與細胞持久性的最佳平衡。

      3. 臨床突破 —— Carl June推動臨床,實現難治血液腫瘤的長期緩解

      如果說Eshhar提供了理論,Sadelain提供了結構,那么真正將CAR-T推向患者、創造臨床奇跡的,是賓夕法尼亞大學的 Carl June。

      June 原本是一位研究HIV感染患者T細胞功能障礙的免疫學家。他早期的研究經歷,使他意識到改造T細胞用于治療疾病并非不可行。

      進入2000年代,June 與同事 Bruce Levine合作,將第二代CAR-T應用于治療血液腫瘤,他們選擇了B細胞白血病常見的靶點 CD19。2010年,他們在復發/難治的急性淋巴細胞白血病(ALL)和慢性淋巴細胞白血病(CLL)患者中開展臨床試驗。結果令人震驚:部分患者在幾乎沒有治療選擇的情況下實現了完全緩解。

      最具代表性的案例就是上文提到的女孩Emily。她的成功治療在全球范圍內引發轟動,成為CAR-T從科學探索轉向臨床應用的標志性事件。

      2011年,June團隊在《新英格蘭醫學雜志》(NEJM)上發表了首批CLL患者長期緩解的數據,更是奠定了CAR-T在血液腫瘤治療領域的地位。在Emily等患者中,他們被輸注的CTL019細胞在體內的擴增水平達到初始水平的1000倍以上;并且研究人員在B-ALL患者的腦脊液(CSF)中檢測到高水平且持久存在的CAR-T細胞。June團隊的后續研究證實,CAR-T細胞能夠高效遷徙到中樞神經系統,這一發現為治療原發性CNS淋巴瘤以及預防難治性ALL患者中樞復發提供了新機制。

      在June的推動下,賓夕法尼亞大學與諾華合作,著手CAR-T的產業化開發。2017年,Kymriah 成為全球首個獲美國FDA批準的CAR-T療法,標志著CAR-T從實驗室走向了臨床、監管和產業化,真正改變了癌癥治療的格局。

      商業化浪潮:FDA/NMPA獲批“活的藥物”一覽

      目前,共有七款CAR-T產品獲FDA批準上市。這些療法主要針對三類血液系統惡性腫瘤:四款用于治療B細胞淋巴瘤,三款用于B細胞急性淋巴細胞白血病(B-ALL),以及兩款用于多發性骨髓瘤(MM)。



      表2 截至 2024 年 FDA 已批準CAR-T 產品。作者整理

      盡管靶點、結構與適應癥各不相同,所有已上市的 CAR-T 產品都采用第二代 CAR 架構。這一設計由抗原結合域、鉸鏈區、跨膜區、共刺激域和 T 細胞激活域構成,在功能上實現了“識別—信號—激活”的完整閉環。其中最具代表性的是靶向 CD19 的幾款療法,它們的抗原結合域均源自小鼠單克隆抗體FMC63 的單鏈可變片段(scFv)。在具體產品設計上,不同公司在共刺激信號與制造工藝上進行了差異化創新。



      圖3 截至2023年FDA批準的六款CAR-T產品及其結構設計特點。這六款也是目前歐盟獲批產品。圖源:參考文獻[2]

      中國國家藥品監督管理局(NMPA)于2021年首次批準了CAR-T產品,包括阿基侖賽注射液(Yescarta)等。中國首個本土CAR-T產品是澤沃基侖賽注射液(Relma-cel),用于治療復發難治性大B細胞淋巴瘤(LBCL)。



      表3 截至 2025年11月中國 CAR-T 產品獲批情況。整理自參考文獻[5]

      中國在 CAR-T 療法的快速擴張得益于政府支持、強勁的金融投資和巨大的患者需求,目前相關臨床試驗數量已超越美國。然而,在如何協調快速擴張、監管及醫療整合方面仍有很大挑戰。

      CAR-T技術的迭代演進

      如今,CAR-T療法已進入迭代演進階段。

      其中,第三代 CAR-T增加了第二個共刺激域(如 CD28+4-1BB、CD28+OX40),以助力 T 細胞攻擊腫瘤細胞更久更猛。然而在臨床試驗中,這一改變并沒有顯著的療效優勢,反而可能因過度激活而增加毒性,因此目前商業化批準的產品仍以第二代 CAR-T 為主。

      第四代 CAR-T(TRUCK-T,T cells Redirected for Universal Cytokine-mediated Killing,即重定向用于通用細胞因子介導殺傷的T細胞)或第五代(NEXT GEN,泛指下一代)的核心創新是增加了一個額外的基因表達盒:當 CAR 識別到腫瘤抗原并被激活時,會觸發額外基因的表達。例如,細胞因子(如 IL-12、IL-15、IL-18)的表達能增強腫瘤局部免疫反應,招募自然殺傷細胞、巨噬細胞等形成“協同殺傷網絡”;免疫調控分子的表達能夠解除 T 細胞抑制;安全控制基因的表達能在出現嚴重副作用時誘導關閉 CAR-T 活性。

      從 CAR到TRUCK,代表著CAR 負責“導航與定位”,TRUCK 負責“運送免疫武器”的技術遞進。TRUCK的概念是由德國科隆大學的 Hinrich Abken 團隊于 2014 年提出。



      圖4上圖:CAR-T 細胞結構迭代示意圖:包含胞內結構域、跨膜結構域和胞外結構域。下圖:五代 CAR 的演變過程:從僅含一個激活結構域的第一代 CAR,到旨在提升安全性和有效性的最新一代(下一代)CAR。圖源:參考文獻[16]
      “活藥物”的挑戰:毒性、復發與長期安全性警示

      盡管CAR-T療法展示了卓越的療效,但伴隨其而來的毒性(如CRS)管理、感染、復發機制的闡明和潛在的長期安全性風險,仍是臨床實踐和未來研究的重點挑戰。

      感染風險:在CAR-T清除帶有CD19或BCMA的癌細胞時,會有脫靶效應導致健康的B細胞和漿細胞被清除,引發B細胞再生障礙和低丙種球蛋白血癥。長期隨訪數據顯示,低丙種球蛋白血癥的持續發生率高達18%至74%。

      這種長期的免疫缺陷顯著增加了患者發生嚴重感染的風險。歐美專家共識建議,接受靶向CD19或BCMA的CAR-T治療的患者,需要進行長期(可能終生)監測B細胞和IgG水平。對于嚴重低丙種球蛋白血癥或有復發性感染史的患者,應進行定期的靜脈或皮下免疫球蛋白替代治療(IVIG/SCIG)以預防感染。

      復發:抗原逃逸是CAR-T療法后復發的主要機制,在B-ALL疾病中,高達16%至68%的復發病例表現為CD19抗原的丟失或下調。這可能是由于腫瘤細胞停止表達CD19、CD19蛋白結構改變,或在免疫選擇壓力下,腫瘤細胞發生譜系轉換,轉化為CD19陰性的急性髓細胞白血病(AML)細胞。在多發性骨髓瘤中,BCMA靶向CAR-T后的復發也與BCMA抗原的丟失或表達下調有關。

      針對抗原逃逸引起的復發風險,下一代CAR-T技術正采用雙靶點設計,如同時靶向CD19/CD20或CD19/CD22,以降低腫瘤細胞同時丟失兩個靶點的幾率。

      最新安全警示:2023年,美國FDA發布了針對CAR-T療法潛在長期風險的重大安全警示,涉及繼發性T細胞惡性腫瘤(包括T細胞淋巴瘤和白血病)。該警示涵蓋了所有已批準的CD19和BCMA靶向的自體CAR-T產品。

      然而,專家強調,CAR-T患者此前接受的大量化療和放療本身,就會導致繼發性血液惡性腫瘤【如AML和骨髓增生異常綜合征(MDS)】,其風險遠高于目前觀察到的CAR-T相關T細胞惡性腫瘤的極低發病率。盡管如此,FDA仍要求所有接受CAR-T治療的患者和臨床試驗參與者必須接受終生監測,以評估新的惡性腫瘤風險。
      普惠之路:通用型CAR-T和體內 CAR-T的破局

      CAR-T療法的高昂成本是其普及面臨的最大障礙。以阿基侖賽注射液為例,其在美國上市定價約為37.3萬美元。這種高價源于CAR-T療法生產過程的復雜性。

      首先,大多數已獲批的CAR-T產品采用自體制備的方式,即使用患者自身的T細胞進行定制化生產。這種“訂單式”生產流程涉及高標準生產環境、復雜的病毒載體制造和嚴格的質量控制。其次,自體CAR-T制備周期長,且存在批次失敗的風險,可能無法及時救治病情危重的患者。同時,該療法高度依賴專業醫療資源(如ICU和多學科專家團隊),因此這項技術上革命性的突破,在普惠性上卻受制于經濟和資源的高門檻。

      為了應對傳統CAR-T制造模式的復雜性和高成本挑戰,研究人員正在開發通用型(Off-the-shelf)CAR-T,即使用健康供者的T細胞,并利用先進的基因編輯技術(如TALENs或CRISPR-Cas9)敲除內源TCR和MHC分子,以防止宿主對移植物的排斥反應和移植物抗宿主病(GVHD)。另外,在生產方面引入快速制造平臺,可實現細胞產品的批量生產和儲存,極大降低成本并縮短等待時間,從而提高可及性。



      圖 4 自體 CAR-T 細胞制備流程示意圖。包含五大核心步驟:初始細胞分離、T 細胞活化、CAR 轉基因(或 mRNA)導入、細胞擴增及最終制劑制備。圖源:參考文獻[9]

      除了通用型CAR-T,還有另一類技術路線,即體內CAR-T(in vivo CAR-T)療法。它通過系統性注射遞送載體(如工程化的納米載體或病毒載體),將編碼CAR結構的基因或mRNA直接遞送到患者體內的T細胞中,實現T細胞的“原位”(in situ)重編程 。

      體內CAR-T療法將復雜的體外制造過程轉化為只需一次標準的靜脈注射,有望大幅降低生產成本,縮短周轉時間,實現細胞療法的“藥品化”和“即用型”標準化普及。此外,由于避免了體外過度操作,體內生成的CAR-T細胞功能衰竭風險可能較低,可能減輕傳統療法中常見的毒性發生率和嚴重程度。



      圖5 體內 CAR-T 細胞療法的原理示意圖。體內 CAR-T 細胞療法通過全身性給藥,將包裹在病毒載體或納米顆粒中的 CAR 基因編輯構建體送入體內,以此簡化體外 CAR-T 細胞療法的流程。這些載體可特異性靶向 T 細胞并釋放基因編輯物質,進而誘導 T 細胞表面表達 CAR 構建體。由此產生的 CAR-T 細胞能夠特異性識別癌細胞,隨后自身被激活并增殖,從而有效清除血液中的癌細胞或惡性腫瘤細胞。圖源:參考文獻[15]

      下一戰場:CAR-T攻克實體瘤瓶頸

      如上所述,CAR-T 療法在血液腫瘤中取得了顯著成功,但在實體瘤中的應用仍面臨一系列復雜挑戰和瓶頸。

      首先,缺乏理想靶點是最突出的問題之一。與 B 細胞腫瘤中相對特異的 CD19 不同,實體瘤往往缺少僅在腫瘤細胞上高表達,而在正常組織中完全沉默的抗原。諸如 HER2、EGFR、GD2 或 Claudin18.2 等靶點在正常組織中也存在低水平表達,這使得脫靶毒性成為 CAR-T 實體瘤治療的首要安全隱患。

      其次,腫瘤微環境的免疫抑制作用嚴重限制了 CAR-T 的活性。實體瘤內部富含免疫抑制性細胞(如調節性 T 細胞、髓源抑制細胞和腫瘤相關巨噬細胞),它們釋放 TGF-β、IL-10、IDO 等因子,形成一種對 T 細胞極為不利的免疫生態。此外,致密的基質結構和血管屏障也阻礙了 CAR-T 的滲透與擴散,使細胞難以抵達腫瘤核心區域。此外,CAR-T 在實體瘤環境中難以建立持久的記憶性 T 細胞群體,無法維持長期免疫監控。

      為應對“進不去、認不準、活不久、被抑制”的上述難題,研究者們正從結構設計、功能強化和聯合療法等多個方向尋求突破。

      在結構層面,研究人員提出多靶點或邏輯門型 CAR 設計,通過“雙抗原識別”機制提升特異性和覆蓋度,即T細胞只有在識別到兩個特定抗原時才被激活。在功能層面,第四代CAR-T 細胞(TRUCKs 型)可在識別腫瘤后分泌細胞因子(如 IL-12、IL-18),主動改造腫瘤微環境。此外,工程化表達趨化因子受體(如 CXCR2、CCR2b)或基質降解酶(如 heparanase)可幫助 CAR-T 穿透腫瘤屏障。而在治療策略方面,聯合治療成為重要方向,例如CAR-T與 PD-1/PD-L1 抑制劑、放療、溶瘤病毒或抗血管生成藥物聯用,被證明能增強 T 細胞活性和腫瘤浸潤。

      總體而言,CAR-T 的現代研究正通過靶點優化、微環境重塑和細胞工程等手段,嘗試逐步破解這些難題,為實體瘤免疫治療開辟新的前景。

      結語

      CAR-T細胞療法是腫瘤免疫學發展史上的一個里程碑,它讓一度無藥可救的血液惡性腫瘤迎來潛在的治愈,并已在全球范圍內廣泛應用推廣,同時開始應戰實體瘤。

      目前,全球各家產品致力于追求更快制造周期、更高一致性與更好體內持久性的產品,在制造工藝、細胞純化/選擇、轉導效率、T 細胞亞群組合(如 CD4/CD8 比例)、記憶型 T 細胞富集等方面不斷優化。提高療效、安全性和普惠性,以期將這一“活的藥物”惠及更廣泛的癌癥患者群體。

      參考文獻

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