從實驗室到臨床：體內CAR工程，癌癥治療的新革命

摘要：體內 CAR 工程是當下免疫治療領域的新興技術，它突破了傳統 CAR-T 療法的諸多限制，通過將 CAR 轉基因直接遞送至患者體內的 T 細胞，實現原位重編程為 CAR-T 細胞。本文從技術原理、臨床應用進展、安全性挑戰及未來發展方向等方面，為大家科普這一前沿療法，解讀其如何從實驗室走向臨床，為癌癥和自身免疫性疾病治療帶來新希望。

一、傳統 CAR-T 的困境，體內 CAR 工程的誕生

提到CAR-T 細胞療法，相信關注癌癥治療的朋友都不陌生，它在癌癥和自身免疫性疾病治療中展現出了驚人的療效，但這一療法卻遲遲無法廣泛普及。究其原因，傳統 CAR-T 療法的短板十分突出：制造流程極其復雜，需要先從患者體內采集免疫細胞進行體外改造，再回輸到患者體內，不僅耗時長久，還伴隨著高昂的成本，同時物流運輸等環節的難題也限制了它的臨床應用。

就在這時，體內 CAR 工程橫空出世，成為了打破僵局的關鍵。這種全新的治療策略不走尋常路，它不再依賴體外的細胞加工，而是將CAR 轉基因直接遞送到患者體內的內源性 T 細胞中，讓 T 細胞在患者身體里直接完成 “變身”，成為能精準殺傷癌細胞的 CAR-T 細胞。這一轉變，直接把原本為患者量身定制的個性化療法，變成了可以 “即取即用” 的通用型療法，再也不需要繁瑣的單采、體外細胞制造，也不用進行淋巴耗竭等預處理方案，大大簡化了治療流程。

為了讓體內 CAR 工程實現高效、精準的治療效果，科學家們研發了多種基因遞送工具。比如脂質納米顆粒（LNP）包封的核酸、聚合物基納米顆粒，還有慢病毒、腺相關病毒（AAV）這類病毒載體，甚至還有生物指導性可植入支架、Cas9 包裝包膜遞送載體（Cas9-EDVs）以及病毒模擬融合納米囊泡等新型平臺。這些工具的核心目標，就是把 CAR 構建體精準送到目標免疫細胞群，同時最大程度減少脫靶效應，保證治療的安全性。

二、臨床突破：體內 CAR 工程的實戰表現（一）慢病毒載體助力，多發性骨髓瘤治療見成效

在體內 CAR 工程的臨床探索中，慢病毒載體是當之無愧的 “主力軍”。近期一項針對復發或難治性 BCMA 陽性多發性骨髓瘤患者的首次人體臨床試驗，就使用了ESO-T01這種納米抗體靶向、免疫屏蔽的慢病毒載體，四名患者參與試驗后，展現出了令人振奮的安全性和療效。

ESO-T01 慢病毒載體的設計堪稱 “巧思滿滿”，為了提升治療的精準度和安全性，它進行了多重改造：改造水皰性口炎病毒糖蛋白 G 包膜的關鍵突變，限制了載體的天然廣泛嗜性，減少了脫靶轉導；在載體表面過表達CD47這個 “別吃我” 信號，能抑制單核吞噬細胞系統的吞噬作用，幫助載體躲過免疫清除；敲除主要組織相容性復合體 I 類（MHC-I）分子，降低了載體被宿主免疫監視識別的概率；還加入了抗 T 細胞受體（TCR）納米抗體，確保只對 T 細胞進行轉導。此外，載體攜帶的 BCMA 靶向 CAR 轉基因由 T 細胞特異性合成啟動子驅動，搭配人 CD8α 鉸鏈和跨膜結構域、4-1BB 共刺激結構域以及 CD3ζ 激活結構域，讓 CAR 在體內能穩定且持久地表達。

安全性方面，患者出現的細胞因子釋放綜合征（CRS）和免疫效應細胞相關神經毒性綜合征（ICANS）都在可控范圍內，短暫的血液學毒性也在隨訪中逐漸恢復，且在患者的尿液、唾液等體液中未檢測到慢病毒顆粒，病毒血癥在 48 小時后也消失了。療效上，兩名患者實現了嚴格的完全緩解，另外兩名患者也出現部分緩解，體內的 CAR-T 細胞在血液、骨髓、腫瘤組織等多個部位都能檢測到，證明了這種療法的有效性。

（二）靶向 B 細胞淋巴瘤，慢病毒載體再立戰功

除了多發性骨髓瘤，慢病毒載體介導的體內 CAR 工程也在 B 細胞淋巴瘤治療中進行了嘗試。研究人員設計了靶向 CD19?B 細胞非霍奇金淋巴瘤的慢病毒載體，在一名患者身上開展的試驗，雖然公開數據有限，但初步結果同樣值得期待。

這款慢病毒載體搭載了抗 CD3 單鏈可變片段（scFv）來實現 T 細胞識別，還編碼了 CD19 特異性 CAR 轉基因，由 EF1α 啟動子驅動，結構上同樣包含人 CD8α 鉸鏈和跨膜結構域、4-1BB 共刺激結構域與 CD3ζ 激活結構域。治療后，患者體內的 CAR-T 細胞在第 17 天左右達到擴增峰值，僅出現 1 級 CRS 和短暫的骨髓毒性，沒有觀察到神經毒性和感染癥狀。這一研究為體內 CAR-T 細胞生成提供了概念驗證，也讓我們看到這種療法簡化制造、縮短治療周期的潛力。

（三）LNP 平臺登場，攻克癌癥與自身免疫病雙領域

脂質納米顆粒（LNP）介導的體內 CAR 工程則在癌癥和自身免疫性疾病治療中展現出雙重潛力。一項臨床前研究中，科學家利用裝載 mRNA、靶向 CD8 的 LNP，成功對健康供體和自身免疫病患者的外周血樣本中的 CD8?T 細胞進行了重編程。在人源化小鼠模型中，這種 LNP 能有效控制腫瘤；在食蟹猴身上，還實現了強效的 B 細胞耗竭，且沒有出現嚴重的不良反應。

這款 LNP 由五種脂質成分構成，包括可電離脂質和連接在表面的靶向部分（如抗體片段），內部包裹著編碼 CAR 的 mRNA。其設計重點解決了多個問題：減少向肝臟的脫靶遞送、提高在目標免疫細胞中的 mRNA 轉染效率、增強生物可降解性、降低固有免疫激活，同時還特意靶向 CD8?T 細胞，避免 CAR 在 CD4?T 細胞中表達，因為 CD4?CAR-T 細胞可能會加重細胞因子釋放綜合征和自身免疫病理。

在食蟹猴的試驗中，靜脈輸注 LNP 后，外周血 B 細胞在 6 小時內大幅下降，24 小時內幾乎檢測不到；CAR 表達呈現劑量依賴性，最高有 85% 的 CD8?T 細胞和 95% 的 CD8?自然殺傷細胞表達 CAR，而 CD4?T 細胞的表達量極低。更重要的是，兩劑方案就能達到和三劑方案相當的 B 細胞耗竭效果，且重新出現的 B 細胞主要是初始 B 細胞，意味著 B 細胞區室實現了重置。

（四）關鍵設計要點圖示

下圖展示了臨床中體內 CAR 工程的關鍵考量因素，這些因素相互關聯，共同決定著體內 CAR-T 療法的成敗。

從圖中能清晰看到，靶向特異性是基礎，需通過抗 CD3 或抗 TCR 配體等受體介導策略，讓遞送系統只轉導所需的免疫細胞亞群（如 T 細胞）；遞送載體的選擇和設計要結合治療場景，考慮有效載荷類型（如 mRNA、DNA、Cas9）和生物分布；轉基因設計需搭配免疫細胞特異性啟動子和優化的 CAR 結構，影響治療的安全性和有效性；還要通過 MHC-I 敲除、CD47 過表達等策略降低免疫原性，避免載體被免疫系統識別；安全性監測則要重點關注細胞因子釋放綜合征（CRS）、免疫效應細胞相關神經毒性綜合征（ICANS）和插入突變等風險；了解 CAR-T 細胞的體內動力學，包括擴增、組織分布和持久性，能為給藥劑量和治療窗口提供依據；可擴展、穩定的制劑是實現 “即取即用” 的保障；最后，嚴格的監管和轉化規劃，包括經過驗證的臨床前模型、質量控制和臨床試驗終點，也至關重要。

三、機遇與挑戰：體內 CAR 工程的前路探索

體內 CAR 工程雖然取得了諸多突破，但安全性問題依然是橫在面前的一道坎。在 ESO-T01 的臨床試驗中，所有患者都出現了 CRS，其中三名患者達到 3 級，需要血管升壓藥支持和 / 或補充氧氣，還有兩名患者患上肺炎；而且目前的長期安全數據僅能隨訪 2-3 個月，后續風險還需持續觀察。另外，在食蟹猴的 LNP 介導體內 CAR 工程試驗中，出現了類似噬血細胞性淋巴組織細胞增生癥的反應，這也為療法的安全性敲響了警鐘。

為了應對這些安全挑戰，科學家們也在積極尋找解決方案。比如研發具有免疫逃逸和組織靶向性的遞送平臺，提升細胞靶向的精準度；給 CAR-T 細胞加入 “自殺開關” 或藥物誘導的消除系統，能在需要時精準清除 CAR 陽性細胞；使用 mRNA 或非整合型病毒載體等瞬時表達技術，減少 CAR 持續激活帶來的風險；還可以通過無創成像和生物標志物分析實時監測 CAR 表達和免疫反應，提前預警毒性反應。同時，在人源化模型中進行嚴格的臨床前測試，延長臨床隨訪時間，也能更全面地評估療法的安全性和療效持久性。

從應用領域來看，目前體內 CAR 平臺的研發主要聚焦于B 細胞惡性腫瘤和自身免疫性疾病，這得益于 CD19 靶向 CAR-T 療法積累的豐富臨床經驗。循環中的惡性 B 細胞和自身反應性淋巴細胞易于接觸，讓血液系統惡性腫瘤和自身免疫病成為體內 CAR 技術轉化的理想切入點。而 LNP 固有的肝臟嗜性，也為治療肝癌等肝臟惡性腫瘤提供了新思路，未來有望借助器官偏好性遞送，擴大 LNP 介導 CAR 工程的治療范圍。

此外，不同的遞送平臺各有優勢：慢病毒載體能實現 CAR 的持久表達和強效 T 細胞激活；LNP 則作為非病毒載體，具備可擴展性和可調性，尤其適合需要限制 CD4?CAR-T 細胞活性的自身免疫病治療場景；而 Cas9-EDVs 等新一代平臺，有望實現 CAR 的位點特異性、持久性整合，且避免隨機基因組插入的風險，不過這類工具在臨床應用前還需經過嚴格的安全性和有效性評估。

四、未來展望：改寫免疫治療的新格局

如今，越來越多的生物科技公司和學術機構投身于體內 CAR 平臺的研發，這一技術正從早期探索階段穩步向成熟邁進。它不僅有望解決傳統 CAR-T 療法制造復雜、成本高昂、可及性低的問題，還能進一步拓展免疫治療的應用邊界，在腫瘤學和自身免疫性疾病領域發揮更大作用。

未來，體內 CAR 工程的臨床轉化，還需要攻克精準免疫細胞靶向、減少脫靶效應和免疫原性、保證持久治療反應等關鍵難題。遞送系統設計的持續創新、全面的臨床前安全性評估以及與不斷更新的監管標準保持一致，都是推動這一技術發展的重要因素。相信隨著研究的不斷深入，體內 CAR 工程將成為下一代免疫治療的核心手段，讓 CAR-T 療法不再是少數患者的 “奢侈品”，而是惠及更多患者的 “普惠型” 療法。

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