在癌症治疗领域,CAR-T细胞疗法无疑是一颗璀璨的明星。然而,目前其“私人定制”模式需要从患者体内提取T细胞,在体外进行基因工程改造后再回输。这种方案存在成本高昂、等待时间久以及部分患者无细胞可用等困境。
于是科学家们提出假设:能否像输血一样,使用来自健康供者的“现货”CAR-T细胞来治疗癌症患者?这成为了整个行业追求的圣杯。近日,发表于顶级期刊《Journal of Hematology & Oncology》的一篇重磅综述,为我们系统描绘了这幅名为“通用型CAR-T”的未来蓝图,并详细阐述了如何利用基因编辑技术将其变为现实。
中文标题:基因编辑的同种异体CAR-T细胞:下一代癌症免疫疗法
发表期刊:Journal of Hematology & Oncology
影响因子:28.5
发布日期:2025年10月24日
01
— 为何需要“通用型”CAR-T?—
目前所有获批的CAR-T产品均为自体疗法。虽然疗效显著,但其弊端也日益凸显,主要包括以下几点。
◆ 制备周期长:从采集细胞到回输,需要数周时间,许多病情快速进展的患者等不起。
◆ 成本高昂:个性化的生产过程极其昂贵,给医疗系统和个人带来沉重负担。
◆ 细胞质量差:经过多线治疗的患者,其T细胞往往数量不足或功能耗竭,无法制造出有效的CAR-T产品。
在这种背景下,通用型CAR-T应运而生。它源于健康捐赠者,可以像药品一样被大规模、标准化地提前生产、冷冻储存,随时供给患者使用。这不仅能解决上述所有瓶颈,还为实现更优的剂量控制和产品质量管理提供了可能。
02
— 通用型CAR-T的生产流程图解—
在深入探讨如何解决技术难题之前,我们先通过下面这张图,直观了解通用型CAR-T细胞是如何从原材料一步步被制造出来的,这个流程清晰地展示了如何通过工程化手段,将一个健康的“外来”T细胞,改造成专杀肿瘤且相对安全的“通用型”战士。
图1 通用型异体CAR-T细胞的制造流程与机制
如图所示,其核心制造流程可分为以下几个关键步骤
1.细胞来源:从健康供者的PBMC、脐带血或iPSC中获取起始T细胞。
2.激活与基因改造:使用抗CD3/CD28磁珠激活T细胞,并利用病毒载体或基因编辑技术将CAR基因导入,使其获得识别和攻击肿瘤的能力。
3.扩增:在细胞因子的支持下大量扩增这些经过改造的T细胞。
4.纯化与储存:最关键的一步,使用cliniMACS等设备磁性去除那些仍可能带有自身TCR的细胞,最大限度地降低GVHD风险,最后将纯化后的“成品”CAR-T细胞冷冻起来,形成“现货”库。
03
— 基因编辑如何扫清临床障碍 —
将别人的T细胞用于患者,会面临两大免疫学障碍和一项技术风险。如何利用基因编辑解决这些问题呢?
问题一:移植物抗宿主病(GVHD)
◆ 问题根源
供者T细胞表面的T细胞受体(TCR)会识别患者体内的正常组织作为“异己”并进行攻击。
◆ 基因编辑解决方案
核心策略——敲除TCR:使用TALENs或CRISPR等技术,精准敲除TCR的α链恒定区基因(TRAC)。失去TCR的CAR-T细胞就像被“解除武装”的士兵,无法攻击患者正常组织,但依然能通过CAR识别并杀伤癌细胞。
辅助策略——磁珠清除:使用CliniMACS等设备,通过磁珠将可能残留的TCR阳性细胞彻底清除,双重保险。
“曲线救国”——选用特殊细胞:直接使用NK细胞、γδT细胞等天然不引起或低风险引起GVHD的免疫细胞作为CAR的载体。
问题二:宿主抗移植物反应(HVGR)
◆ 问题根源:患者的免疫系统会将输入的CAR-T细胞视为“外敌”,调动T细胞和NK细胞将其清除。
◆ 基因编辑解决方案:
“隐身术”之逃避T细胞:敲除β2-微球蛋白(B2M)基因,使得CAR-T细胞表面不表达HLA-I类分子,让患者的T细胞“看不见”它。
“隐身术”之安抚NK细胞:但单纯敲除B2M会激活NK细胞的“missing-self”杀伤机制。为此,科学家们巧妙地在敲除B2M的同时,插入B2M-HLA-E/G融合基因,向NK细胞传递“自己是友军”的安全信号。
“先发制人”——宿主淋巴细胞清除:在回输CAR-T前,使用氟达拉滨/环磷酰胺等化疗药物联合抗CD52抗体(阿仑单抗)清除患者自身的免疫细胞。同时,对CAR-T细胞进行CD52基因敲除,使其对清淋药物产生耐药,从而在患者体内“独占鳌头”。
问题三:基因编辑的脱靶效应与基因毒性◆ 问题根源:基因编辑工具可能错误地切割非目标基因,导致未知突变;同时多重编辑可能增加染色体易位等风险。◆ 应对策略:工具升级:使用高保真Cas9变体、杂交RNA-DNA引导链(chRDNA)、以及不产生DNA双链断裂的碱基编辑(Base Editing)和引导编辑(Prime Editing)等新一代技术,从源头上提高精准度。严密监控:采用全基因组测序(WGS)、DISCOVER-seq、PEAC-seq等先进技术,在临床前和临床阶段全方位监测脱靶效应和染色体异常,确保治疗安全。
04
— 通用型CAR-T的技术引擎进化史 —
工欲善其事,必先利其器。通用型CAR-T的发展史,就是一部基因编辑工具的进化史。
◆ 早期工具(ZFNs, TALENs):蛋白导向,设计复杂,但为领域开辟了道路。
◆ 主流工具(CRISPR/Cas9):RNA导向,设计简便,革命性地推动了领域发展,是目前临床应用的绝对主力。
◆ 新兴工具(碱基/引导编辑):能够实现单碱基的精准替换或小片段的精准插入/缺失,不产生DNA双链断裂,理论上具有更高的安全性,是下一代通用型CAR-T的基石技术。
图2 用于T细胞修饰的基因组编辑工具
(A)锌指核酸酶(ZFNs)。
(B)转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)。
(C)归巢核酸酶MegaTAL。MegaTAL由TALE阵列与一个归巢核酸酶
融合而成,它将TALE阵列的结合亲和力与归巢核酸酶的位点特异
性切割活性整合于单一结构中。
(D)归巢核酸酶ARCUS。一种称为I-Crel的单体归巢核酸酶,能够
同时执行靶位点识别和切割。
(E)成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas9系统。
(F) CRISPR杂交RNA-DNA(chRDNA)/Cas9系统。使用杂交
RNA-DNA引导链替代sgRNA可以增强Cas9核酸酶的特异性。
(G)Cas-CLOVER系统。与单引导的CRISPR系统相比,Cas-CLOVER
系统的双引导策略提高了其保真度。该系统由两个dCas9组成,每
个dCas9都与一个Clo051亚基融合。Clo051的激活需要其形成二
聚体,这依赖于每个亚基通过一个独立的sgRNA被引导至靶位点。
(H)碱基编辑系统。碱基编辑器包含一个切口酶Cas9(nCas9)变
体,其与胞苷脱氨酶或腺苷脱氨酶相连,用于催化高度靶向的
C→T或A→G碱基转换,并通过引入提前终止密码子或干扰剪接
位点来导致基因破坏,且不产生DNA双链断裂(DSBs)。
(I)引导编辑系统。nCas9也可以与逆转录酶(RT)融合,并与
专门的引导RNA(pegRNA)形成复合物,从而在不产生DNA双链
断裂的情况下,将更长的序列插入DNA区域。
05
— 寻找最佳的“现货”来源 —
除了编辑技术,细胞来源本身也决定了产品的特性。
◆ PBMCs(外周血单核细胞):来源最丰富,技术最成熟,是目前大多数临床试验的首选。
◆ UCB(脐带血):T细胞更“幼稚”,免疫原性低,GVHD风险小,但单份脐带血细胞数量有限。
◆ iPSCs(诱导多能干细胞):这是未来的理想来源。可以建立一个“超级供者”iPSC细胞库,实现无限扩增和完全均一化的“现货”生产,但目前仍需克服制备工艺复杂和潜在的成瘤风险。
◆ γδT细胞&NKT细胞:这些“非主流”细胞天然具有低GVHD风险和独特的肿瘤杀伤机制(如双/三重杀伤、良好的实体瘤浸润性),正在成为通用型CAR-T领域的一匹黑马。
06
— 临床战果:从血液肿瘤到攻坚实体瘤 —
◆ 血液肿瘤:高歌猛进
B细胞恶性肿瘤(靶点CD19/BCMA等):UCART19、ALLO-501(靶向CD19),在复发/难治性B细胞白血病和淋巴瘤中,取得了与自体CAR-T相媲美的疗效(ORR最高达82.6%),且制备时间缩短至5天;ALLO-715、P-BCMA-ALLO1(靶向BCMA):在多发性骨髓瘤中展现出高达90%的客观缓解率,且安全性良好。
T细胞恶性肿瘤(靶点CD7):通过敲除CAR-T自身的CD7基因成功避免了“自相残杀”;RD13-01、BEAM-201等产品在T细胞白血病中取得了超过80%的早期缓解率,展现了突破性潜力。
◆ 实体瘤:道阻且长,行则将至
实体瘤是CAR-T疗法的“硬骨头”,通用型CAR-T面临肿瘤微环境(TME)抑制、浸润困难等更多挑战。
改造CAR-T本身:敲除PD-1、TGFBR2等基因,帮助CAR-T抵抗TME的抑制。表达特定趋化因子受体(如CXCR2),像给CAR-T装上“GPS”,引导其向肿瘤部位浸润。
联合治疗:与放疗、免疫检查点抑制剂(如PD-1抗体)、溶瘤病毒等联用,改变“冷肿瘤”为“热肿瘤”,为CAR-T创造有利的战斗环境。
临床探索:针对MUC1-C、Mesothelin、CD70等靶点的早期临床试验(如P-MUC1C-ALLO1, CTX130)已显示出初步的安全性和抗肿瘤信号,为后续研究带来了希望。
07
— 未来展望:迈向更智能、更便捷的下一代疗法 —
◆ 体内CAR-T工程——终极的“现货”模式:
无需体外操作,通过靶向性脂质纳米颗粒(LNP)或病毒载体,将CAR基因直接递送到患者体内的T细胞中,使其在体内“原地”变身成为CAR-T细胞。这将把治疗周期从数周缩短至数天,并大幅降低成本。2025年已有研究报道了首例无需清淋的体内BCMA CAR-T疗法,取得了100%的客观缓解率,标志着这一领域取得重大突破。
◆ 智能化CAR设计:
未来的CAR-T将更“聪明”。它们能感应肿瘤微环境的特定信号(如缺氧、高ATP),实现局部激活;或能分泌特定细胞因子进行“自我加油”,从而更精准、持久地战斗。
总结
通用型CAR-T疗法已不再是遥远的科学幻想。通过基因编辑技术的强力驱动,科学家们正在系统性地解决其临床应用的道路上一个个坚实的路障。尽管在安全性、实体瘤疗效和规模化生产上仍需持续探索,但“现货型”细胞疗法无疑正稳步走向现实,有望在未来十年内成为癌症治疗体系中的重要支柱,为全球更多患者带来新生希望。
参考文献
Su J, Zeng Y, Song Z, Liu Y, Ou K, Wu Y, Huang M, Li Y, Tu S. Genome-edited allogeneic CAR-T cells: the next generation of cancer immunotherapies. J Hematol Oncol. 2025 Oct 24;18(1):90. doi: 10.1186/s13045-025-01745-8. PMID: 41137066; PMCID: PMC12553175.
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