EGFR-CAR-T Cells(Shanghai Cell Therapy Research Institute)

摘要：嵌合抗原受体 T 细胞疗法（CAR-T）在血液系统恶性肿瘤治疗中已展现出显著疗效，但在实体瘤领域的应用仍面临诸多挑战。本文将系统梳理 CAR-T 疗法在实体瘤治疗中的临床进展，深入剖析其面临的抗原异质性、肿瘤微环境免疫抑制等核心障碍，并详细阐述当前学术界和医学界为克服这些障碍所开发的创新策略，包括 T 细胞功能强化、CAR 结构优化、联合治疗方案设计等。同时，本文将结合最新临床数据与基础研究成果，对 CAR-T 疗法在实体瘤治疗中的未来发展方向进行展望，为读者呈现这一前沿治疗技术的全貌。一、CAR-T 疗法的基本原理与血液肿瘤治疗的辉煌成就（一）CAR-T 疗法的核心机制CAR-T 疗法的核心在于将患者自身的 T 细胞提取后，通过基因工程技术为其装上具有肿瘤识别能力的 “导航系统”——嵌合抗原受体（CAR）。这种人工设计的受体通常由细胞外抗原结合域（如单链抗体片段）、跨膜结构域和细胞内信号传导域（如 CD28、4-1BB 等共刺激分子） 组成。当 CAR-T 细胞回输到患者体内后，CAR 能够识别肿瘤细胞表面的特定抗原，触发 T 细胞的杀伤功能，使其变身为精准攻击肿瘤的 “超级战士”。在血液系统恶性肿瘤中，针对 CD19、BCMA 等抗原的 CAR-T 疗法已取得突破性进展。以 CD19 为靶点的 CAR-T 产品已被多个国家批准用于治疗复发 / 难治性 B 细胞淋巴瘤、急性淋巴细胞白血病等，部分患者实现了长期缓解甚至临床治愈。这种疗法的成功源于血液肿瘤细胞表面抗原表达相对均匀，且靶点在正常组织中表达有限，降低了 “on-target, off-tumor 毒性（靶向正常组织毒性）” 的风险。（二）实体瘤治疗的独特挑战然而，当 CAR-T 疗法应用于实体瘤时，其疗效受到显著限制。与血液肿瘤相比，实体瘤具有更为复杂的肿瘤微环境（TME），包括免疫抑制性细胞（如调节性 T 细胞、髓系抑制细胞）、抑制性细胞因子（如 TGF-β、IL-10）、缺氧环境以及致密的细胞外基质等，这些因素共同构成了 CAR-T 细胞发挥作用的 “屏障”。此外，实体瘤普遍存在的抗原异质性使得单一靶点的 CAR-T 细胞难以覆盖所有肿瘤细胞，而肿瘤相关抗原（TAA）在正常组织中的低表达又增加了脱靶毒性的风险。二、CAR-T 疗法在实体瘤中的临床探索：从单靶点到多靶点的突破（一）肺癌：靶向 EGFR、B7-H3 等抗原的临床尝试肺癌作为全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，是 CAR-T 疗法探索的重要领域。针对表皮生长因子受体（EGFR） 的 CAR-T 细胞在非小细胞肺癌（NSCLC）中显示出一定疗效。一项临床试验（NCT03182816）显示，采用 piggyBac 转座子系统制备的 EGFR-CAR-T 细胞输注后，患者的中位无进展生存期（PFS）达 7.13 个月，中位总生存期（OS）为 15.63 个月，且安全性良好。另一类备受关注的靶点是B7-H3，其在小细胞肺癌（SCLC）中高表达。临床研究（NCT05276609）显示，B7-H3 CAR-T 细胞治疗后，患者的疾病控制率达 85%，在 9 例 SCLC 患者中，7 例出现部分缓解（PR）。这一结果为小细胞肺癌的免疫治疗提供了新方向。（二）肝癌：GPC3 靶点的突破与联合策略肝细胞癌（HCC）中，glypican-3（GPC3）是一个极具潜力的靶点，其在 70%-80% 的肝癌细胞中高表达，而在正常肝组织中几乎不表达。一项 I 期临床试验（NCT04756648）显示，GPC3 CAR-T 细胞治疗后，2 例患者达到部分缓解，3 例病情稳定，中位 OS 为 11.6 个月。更令人振奋的是，当 GPC3 CAR-T 细胞与 IL-15 共表达后，其体内扩增能力显著增强，疾病控制率达 66%，客观缓解率达 33%。而 C-CAR031（一种靶向 GPC3 并携带 TGF-β 受体显性负性突变的 CAR-T 细胞）的 I 期研究（NCT05155189）显示，其疾病控制率高达 90.9%，客观缓解率达 50%，展现出单靶点优化的巨大潜力。（三）胃癌：Claudin18.2 靶点的全球领先探索Claudin18.2（CLDN18.2）作为胃癌的特异性靶点，在 70% 的胃腺癌及其转移灶中表达，成为 CAR-T 疗法的热门靶点。中国学者开展的多项临床试验（如 NCT03874897、NCT04404595）显示，CLDN18.2 CAR-T 细胞（如 CT041）在晚期胃肠道肿瘤中具有良好的安全性和疗效。在 98 例患者中，客观缓解率达 38.8%，疾病控制率达 91.8%，中位 PFS 为 4.4 个月，中位 OS 为 8.8 个月。这一成果使中国在胃癌 CAR-T 治疗领域处于全球领先地位。（四）其他实体瘤的探索：前列腺癌、卵巢癌与脑胶质瘤前列腺癌中，前列腺特异性膜抗原（PSMA） 是理想的 CAR-T 靶点。一项 I 期试验（NCT03089203）显示，PSMA CAR-T 细胞治疗后，38.5% 的患者病情稳定，前列腺特异性抗原（PSA）水平下降 30%，但需注意细胞因子释放综合征（CRS）的管理。卵巢癌中，mesothelin（MSLN）是常用靶点。临床研究（NCT03907852）显示，MSLN CAR-T 细胞治疗后，患者的 6 个月 OS 率为 70.2%，中位 PFS 在间皮瘤和卵巢癌中分别为 5.6 个月和 5.8 个月，但高级别 CRS 发生率为 13%。脑胶质瘤的 CAR-T 治疗面临血脑屏障和免疫抑制微环境的双重挑战。针对IL-13 受体 α2（IL13Rα2） 和EGFRvIII 的 CAR-T 细胞通过瘤内或脑室内输注，在部分患者中观察到肿瘤缩小。例如，IL13Rα2 CAR-T 细胞治疗后，1 例患者达到完全缓解，中位 OS 为 10 个月（NCT03170141）。而双靶点 EGFR/IL13Rα2 CAR-T 细胞的鞘内输注在 6 例复发性胶质母细胞瘤患者中均观察到肿瘤强化和体积的减少，展现出多靶点策略的优势。表1：CAR-T 疗法在实体瘤中的主要临床研究进展三、实体瘤 CAR-T 治疗的核心挑战：从科学问题到临床瓶颈（一）抗原异质性：精准靶向的 “拦路虎”实体瘤细胞表面抗原的表达呈现显著异质性，同一肿瘤内不同区域、不同细胞亚群的抗原表达水平差异巨大。这种异质性导致 CAR-T 细胞无法完全覆盖所有肿瘤细胞，未被识别的细胞可能逃避攻击，成为肿瘤复发的根源。例如，在结直肠癌中，癌胚抗原（CEA）的表达水平在不同转移灶中可相差数十倍，使得 CEA CAR-T 细胞的疗效受限。此外，肿瘤细胞还可能通过下调抗原表达或丢失抗原来逃避 CAR-T 细胞的识别，这种 “抗原逃逸” 现象在临床中已被多次观察到。（二）肿瘤微环境：CAR-T 细胞的 “免疫荒漠”实体瘤微环境是一个高度免疫抑制的 “生态系统”。一方面，调节性 T 细胞（Tregs）、髓系抑制细胞（MDSCs）和肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）等免疫抑制性细胞大量浸润，分泌 TGF-β、IL-10 等细胞因子，抑制 CAR-T 细胞的活化和增殖。另一方面，实体瘤内普遍存在的缺氧环境和酸性 pH 值（pH 6.0-6.5）不仅直接抑制 CAR-T 细胞的功能，还会诱导其表达 PD-1、LAG3 等免疫检查点分子，导致细胞耗竭。此外，实体瘤的细胞外基质（ECM） 如胶原、纤连蛋白等构成物理屏障，阻碍 CAR-T 细胞的浸润和迁移。（三）on-target, off-tumor 毒性：精准治疗的 “双刃剑”由于实体瘤缺乏特异性抗原，CAR-T 疗法面临严峻的 ** on-target, off-tumor 毒性 ** 风险。例如，靶向 Claudin18.2 的 CAR-T 细胞可能攻击胃黏膜上皮细胞，导致严重的胃肠道毒性；靶向 EGFR 的 CAR-T 细胞可能损伤肺上皮细胞，引发间质性肺炎。这种毒性不仅限制了 CAR-T 细胞的剂量和疗效，还可能导致严重的不良反应，影响患者生活质量。如何在保证抗肿瘤活性的同时，最大限度降低对正常组织的损伤，是实体瘤 CAR-T 治疗亟待解决的关键问题。（四）CAR-T 细胞的持久性与功能耗竭：疗效维持的 “短板”与血液肿瘤中 CAR-T 细胞可长期存续不同，实体瘤患者体内的 CAR-T 细胞往往表现出增殖能力不足、存活时间短的特点。这一方面与肿瘤微环境的免疫抑制作用有关，另一方面也与 CAR-T 细胞本身的分化状态相关。长期暴露于肿瘤抗原会导致 CAR-T 细胞过度活化，进而进入耗竭状态，表现为效应分子（如穿孔素、颗粒酶 B）分泌减少，免疫检查点分子表达升高，最终丧失抗肿瘤功能。四、突破实体瘤瓶颈的创新策略：从实验室到临床的转化（一）T 细胞功能强化：赋予 “超级战士” 更强战斗力转录因子调控：重塑 CAR-T 细胞的 “记忆” 特性转录因子FOXO1 在维持 T 细胞记忆表型中起关键作用。过表达 FOXO1 可促进 CAR-T 细胞向记忆性 T 细胞分化，增强其在体内的持久性和抗肿瘤能力。在小鼠模型中，FOXO1 修饰的 CAR-T 细胞表现出更强的肿瘤控制能力和更长的存活时间。类似地，过表达c-Jun 可增强 CAR-T 细胞的增殖潜力和效应功能，在多种实体瘤模型中显著提高疗效。代谢重编程：为 CAR-T 细胞 “加油续航”肿瘤微环境的代谢压力（如葡萄糖缺乏、乳酸堆积）是 CAR-T 细胞功能受限的重要原因。通过基因编辑技术敲除REGNASE-1 可增强 CAR-T 细胞的线粒体功能和代谢适应性，使其在缺氧和酸性环境中保持活性。过表达PRODH2（脯氨酸分解代谢途径关键酶）可重编程 CAR-T 细胞的代谢模式，促进记忆表型形成，增强其在实体瘤中的杀伤能力。此外，敲除A2A 腺苷受体 可解除腺苷介导的免疫抑制，提高 CAR-T 细胞的细胞因子分泌和肿瘤杀伤能力。图 1：实体瘤 CAR-T 治疗面临的主要挑战实体瘤微环境中的免疫抑制因子（如 TGF-β、PD-L1）、抗原异质性、物理屏障（细胞外基质）以及 CAR-T 细胞的耗竭状态共同构成了治疗瓶颈。表 2：基因敲除 / 过表达增强 CAR-T 细胞功能的主要策略（二）CAR 结构优化：打造更精准的 “导航系统”双靶点 CAR：应对抗原异质性的 “组合拳”设计同时识别两种肿瘤抗原的双靶点 CAR 是克服抗原异质性的有效策略。例如，GD2/B7-H3 双靶点 CAR-T 细胞在神经母细胞瘤模型中表现出比单靶点 CAR 更强的肿瘤杀伤能力，可有效防止抗原逃逸。另一种策略是采用 “AND-gate” 逻辑门控 CAR，即只有当两种抗原同时存在时才激活 CAR-T 细胞，这可显著降低 off-tumor 毒性。例如，针对 HER2 和 IL-13Rα2 的 AND-gate CAR-T 细胞在胶质母细胞瘤模型中实现了肿瘤特异性杀伤。pH 敏感型 CAR：肿瘤微环境的 “智能导航”利用肿瘤微环境的酸性特点，开发 pH 敏感型 CAR。这类 CAR 在正常组织的中性 pH 条件下结合力降低，而在肿瘤微环境的酸性条件下（pH 6.0-6.5）亲和力显著增强，从而实现肿瘤特异性识别。例如，pH 敏感型 HER2 CAR-T 细胞在小鼠模型中可有效区分 HER2 低表达的正常组织和 HER2 高表达的肿瘤组织，在保持抗肿瘤活性的同时降低脱靶毒性。STAR-T 细胞：模拟 TCR 信号的 “新型武器”传统 CAR 的信号传导模式与天然 T 细胞受体（TCR）存在差异，可能导致 CAR-T 细胞过度活化和耗竭。synthetic T cell receptor and antigen receptor（STAR）是一种模拟 TCR 信号传导的新型受体，其信号传导更为温和持久，可减少 CAR-T 细胞的耗竭，增强其在实体瘤中的疗效。在小鼠模型中，STAR-T 细胞对低抗原密度的肿瘤表现出更强的杀伤能力，且毒性更低。图 2：克服实体瘤障碍的创新策略示意图（三）联合治疗策略：打破肿瘤微环境的 “免疫抑制网络”免疫检查点抑制剂联合：解除 CAR-T 细胞的 “刹车”联合使用 PD-1/PD-L1 抑制剂可解除肿瘤微环境对 CAR-T 细胞的抑制。临床前研究显示，PD-1 敲除或 PD-L1 抗体联合 CAR-T 细胞可增强其在实体瘤中的浸润和杀伤能力。在胶质母细胞瘤模型中，PD-1 抑制剂联合 EGFR CAR-T 细胞可显著延长小鼠生存期。此外，联合 CTLA-4 抑制剂可调节肿瘤微环境中的 Tregs 数量，为 CAR-T 细胞创造更有利的免疫环境。细胞因子与趋化因子修饰：引导 CAR-T 细胞 “精准导航”在 CAR-T 细胞中过表达IL-7 和CCL19 可增强其迁移能力和在肿瘤内的存活时间。临床案例显示，1 例晚期肝癌患者接受 IL-7/CCL19 修饰的 GPC3 CAR-T 细胞瘤内输注后，肿瘤在 30 天内完全消失。类似地，过表达LIGHT（一种肿瘤坏死因子超家族成员）可逆转肿瘤微环境的免疫抑制，促进 CAR-T 细胞的浸润和活化，在前列腺癌模型中显著提高疗效。mRNA 疫苗联合：增强抗原呈递与 CAR-T 细胞扩增mRNA 疫苗可编码肿瘤抗原，通过诱导抗原呈递细胞（APCs）表达抗原，增强 CAR-T 细胞的识别和活化。临床研究（NCT04804366）显示，Claudin6 CAR-T 细胞联合 mRNA 疫苗在泌尿生殖系统肿瘤中表现出更强的抗肿瘤活性，可诱导 CAR-T 细胞的二次扩增，延长其作用时间。（四）生产工艺创新：从 “私人定制” 到 “批量生产”非病毒基因编辑：提高 CAR-T 细胞的安全性传统的慢病毒 / 逆转录病毒载体存在插入突变风险，而非病毒基因编辑技术（如 CRISPR-Cas9）可实现 CAR 基因的定点整合。例如，将 CAR 基因插入到 T 细胞受体 α 链（TRAC）位点或 PD-1 位点，可避免随机整合带来的安全隐患，同时保留 T 细胞的天然功能。临床研究显示，PD-1 位点编辑的 CAR-T 细胞在 B 细胞淋巴瘤中具有良好的安全性和疗效。通用型 CAR-T 细胞：突破 “个体化” 治疗的限制从健康供者中制备 “off-the-shelf” 通用型 CAR-T 细胞，可解决自体 CAR-T 细胞制备周期长、患者自身 T 细胞功能低下的问题。通过敲除β2 微球蛋白（β2M）和TCRαβ，可避免移植物抗宿主病（GVHD）和宿主抗移植物反应（HVGR）。例如，靶向 CD70 的通用型 CAR-T 细胞（CTX130）在肾癌患者中实现了完全缓解，展现出通用型 CAR-T 细胞在实体瘤中的应用潜力。体内 CAR-T 细胞生成：颠覆传统的 “现场制造”利用脂质纳米颗粒（LNP）或病毒载体将 CAR mRNA 直接递送到患者体内，原位生成 CAR-T 细胞。这种 “in vivo CAR-T” 策略可避免体外培养的繁琐过程，实现快速制备。在非人灵长类动物模型中，静脉注射 CAR mRNA-LNP 可有效诱导 T 细胞表达 CAR，并对肿瘤产生杀伤作用，为实体瘤的紧急治疗提供了新思路。五、未来展望：实体瘤 CAR-T 治疗的下一个突破口尽管实体瘤 CAR-T 治疗仍面临诸多挑战，但随着技术的不断创新和临床经验的积累，我们有理由对其未来充满期待。未来的研究可能聚焦于以下几个方向：新型肿瘤抗原的发现与验证：通过单细胞测序、蛋白质组学等技术，挖掘实体瘤特异性抗原或抗原组合，为 CAR-T 疗法提供更精准的靶点。多靶点与逻辑门控 CAR 的开发：设计具有 “AND”、“OR” 等逻辑功能的 CAR-T 细胞，实现对复杂抗原表达模式的精准识别，同时降低 off-tumor 毒性。人工智能（AI）在 CAR 设计中的应用：利用 AI 算法优化 CAR 的结构，预测抗原结合亲和力、信号传导强度，加速高效 CAR 的开发进程。CAR-T 细胞与其他疗法的深度联合：探索 CAR-T 细胞与化疗、放疗、靶向治疗、表观遗传调控药物的联合应用，打破肿瘤微环境的多重壁垒。个体化医疗与实时监测：结合患者肿瘤的分子特征，制定个性化的 CAR-T 治疗方案，并通过液体活检等技术实时监测 CAR-T 细胞的活性和肿瘤变化，调整治疗策略。六、结语CAR-T 疗法在实体瘤治疗中展现出的潜力与挑战并存。从血液肿瘤到实体瘤，这一革命性疗法正在经历从 “精准打击” 到 “全面突破” 的蜕变。随着科学技术的进步和对肿瘤免疫微环境理解的深入，我们有理由相信，CAR-T 疗法终将突破实体瘤的重重壁垒，为广大癌症患者带来新的希望。正如医学史上每一次重大突破一样，实体瘤 CAR-T 治疗的成功需要基础研究、转化医学和临床实践的紧密协作，更需要全社会对创新疗法的支持与包容。让我们共同期待，CAR-T 这把 “免疫利剑” 能够早日劈开实体瘤治疗的迷雾，照亮癌症治愈的道路。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观不本站。