一、前言
今天我们要解读的这篇文章,正是发表于顶级期刊《Nature Reviews Drug Discovery》(影响因子高达101.8)上的重磅综述《体内嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法》。而更引人注目的是其背后的作者团队,堪称“群星璀璨”,完美体现了学术界与工业界的深度融合。这篇文章的通讯作者,是被誉为“CAR-T疗法之父”的Carl H. June教授。正是他团队的突破性工作,推动了全球首个CAR-T药物的上市,开启了细胞治疗的新时代。如今,他领衔撰写这篇综述,为体内CAR-T领域的发展指明了方向,其权威性不言而喻。然而,这场“体内革命”并非仅靠一位巨星就能实现。它汇聚了来自超过10家顶尖生物技术公司的创始人、首席科学家,以及多位学术界的先驱。这份作者名单仿佛是一张“体内CAR-T领域”的明星企业地图:
学术奠基者:除了June教授,还包括弗雷德·哈钦森癌症中心的Matthias Stephan团队和德国保罗·埃利希研究所的Christian Buchholz团队。他们是这项技术最早的探索者,在2017-2018年发表了开创性的 preclinical 研究。
工业界领袖:团队成员分别来自Capstan Therapeutics、Umojia Biopharma、Myeloid Therapeutics、Sana Biotechnology 等新锐公司,以及 Moderna、Sanofi 等制药巨头。他们正在将不同的技术平台——无论是利用工程化病毒载体,还是先进的脂质纳米颗粒(LNP)递送RNA——推向临床阶段。
二、文章主要内容
2.1 从体外工程化CAR-T细胞中汲取的经验
迄今为止,多种靶向CD19或B细胞成熟抗原(BCMA)的自体CAR-T细胞产品已获批用于治疗多种B细胞恶性肿瘤。此外,数百个CAR-T细胞项目处于不同开发阶段,全球有超过1000项临床试验正在进行中。这包括尚未在肿瘤学中显示出与自体CAR-T细胞相当疗效的现货型同种异体CAR-T细胞(allo-CAR-T)产品,但它们可能在自身免疫性疾病中找到应用。对已获批CAR-T细胞的详细评估(包括反向转化分析以理解毒性机制和治疗耐药性)为指导下一代细胞疗法和体内CAR疗法的设计提供了关键经验。
2.2 体内细胞疗法:历史视角
体内CAR-T细胞疗法正在成为可扩展的替代方案,避免了体外细胞操作和清淋预处理。该方法的主要机制特征是使用现货型载体或制剂直接原位对免疫细胞进行CAR工程化改造。这些体内工程化的免疫细胞可以是T细胞、自然杀伤(NK)细胞或髓系细胞,从而可能解决传统疗法在可及性和部分临床性能方面的限制。
体外病毒工程化CAR-T细胞,需要清淋预处理以使输注的CAR-T细胞激活、扩增和分化为效应细胞。持久工程化的CAR-T细胞可能表现出加剧的扩增或持久性,导致细胞因子释放综合征(CRS)等毒性。
体内CAR疗法:输注携带CAR表达载荷的病毒载体或LNP制剂后,包括已分化的效应细胞在内的免疫细胞被快速工程化,从而在微环境中参与并清除靶细胞。清淋预处理与该治疗模式不兼容。与慢病毒载体相比,CAR mRNA格式设计为瞬时工作,从而从设计上限制了靶上活性的持续时间。
该领域emerged于纳米技术、RNA药物、病毒学和CAR疗法的交叉点。首批成功的体内CAR-T细胞编程的临床前报告发表于2017年和2018年。然而,临床转化一度滞后,原因包括风险投资和生物制药公司初期的认知不足、对体外CAR-T细胞技术和现货型同种异体细胞技术的关注度更高,以及知识产权争议。自2018年起,多家生物技术公司相继成立,推动了该领域的快速发展、创新和投资。近年来,大型制药公司通过收购积极布局,彰显了对其未来潜力的认可。
2.3 递送平台
文章系统性地呈现了体内嵌合抗原受体(CAR)技术从概念萌芽到临床转化的关键发展路径。该时间轴揭示,体内CAR技术的诞生源于两个独立研究领域的交汇,其一是传统体外病毒载体工程化CAR-T细胞的发展脉络(左上),自1987年首个CAR设计问世,历经多代技术迭代,至2017年首个CAR-T产品获临床批准,这一成功凸显了该平台在可及性与临床性能方面的局限性;其二是基于RNA与脂质纳米颗粒(LNP)的药物递送平台的发展(左下),自1978年脂质体RNA制剂起步,逐步完善体内mRNA递送与疫苗技术。在上述两类技术积淀的交叉点上,近年来涌现出两大体内CAR平台:基于工程化病毒载体实现基因组整合的体内病毒CAR平台(右上),其概念验证于2017/2018年在小鼠模型中实现,并于2024年进入首个人体研究阶段;以及基于LNP递送RNA实现瞬时表达的体内LNP-RNA CAR平台,自2020年在小鼠中完成概念验证后,于2025年启动临床评估。该图清晰地勾勒出体内CAR技术如何继承并融合传统细胞治疗与核酸递送领域的突破,最终推动这一颠覆性疗法走向临床应用的完整路径。
图1、体内CAR技术临床转化的主要发现和里程碑时间线
文章汇总了当前进入临床或高级临床前开发阶段的主要体内CAR-T细胞平台,清晰地勾勒出两大核心技术路径的竞争格局与发展现状。基于慢病毒或γ-逆转录病毒载体的平台(Table 1)旨在通过靶向T细胞的工程化病毒实现CAR基因的基因组整合,从而在体内生成持久性的CAR-T细胞,其代表项目如Interius BioTherapeutics的CD20靶向疗法INT2104和Umoja Biopharma的CD19靶向疗法UB-VV111,已进入早期临床阶段,主要应用于B细胞恶性肿瘤。而基于脂质纳米颗粒(LNP)递送RNA的平台(Table 2)则利用线性mRNA或环状RNA实现CAR的瞬时表达,其技术路径进一步分为利用天然免疫细胞趋向性的非靶向LNP(如Myeloid Therapeutics用于实体瘤的MT-302/TROP2 CAR)和采用抗体片段功能化的靶向LNP(如Capstan Therapeutics的CD19靶向疗法),后者可精准编辑特定T细胞亚群,并在自身免疫性疾病领域展现出巨大潜力。这两类平台在CAR表达的持久性、生产复杂度和安全性风险上各有优劣,共同推动了体内细胞疗法向更可及、更安全的治疗模式发展。
表1&2:开发中的基于慢病毒、LNP的体内CAR-T细胞平台
2.4 体内CAR平台的分子设计蓝图
图2详细展示了病毒载体和LNP-RNA两种体内CAR工程平台的载体结构和payload组成。
对于病毒载体平台,其核心是经过靶向改造的病毒颗粒。通过将病毒包膜蛋白如VSV-G与T细胞特异性结合域如抗CD3 scFv融合,同时保留fusogen功能,实现选择性膜融合和基因组递送。payload通常是整合型慢病毒载体,包含CAR表达框以及调控元件,类似于传统离体CAR-T所用的载体。
对于LNP-RNA平台,LNP由可离子化脂质、辅助脂质等组成,其中可离子化脂质能促进内涵体逃逸。靶向性可通过“嗜性脂质”或表面偶联的抗体片段实现。RNA形式分为两种:优化的线性mRNA(含修饰核苷酸和UTR)和环状RNA,后者设计用于延长CAR表达时间。
图2:主要体内CAR平台及其工程化载体和payload]
2.5 两大技术路径的体内作用机制
图3对比了整合型病毒载体和非整合型RNA-LNP在体内的作用机制差异。病毒载体的“自我调节”特性,病毒载体递送并整合CAR基因后,体内CAR-T细胞的数量和活性会受抗原刺激调节。当遇到肿瘤细胞时,CAR-T细胞增殖,发挥杀伤作用。这种“靶向驱动扩增”可带来持久疗效,但也可能导致不可控的过度扩增,引发延迟性毒性。
髓系细胞LNP的“驻留与招募”,图3b展示了髓系细胞嗜性LNP递送CAR mRNA至巨噬细胞,生成CAR-巨噬细胞(CAR-M)。这些细胞能浸润实体瘤,并通过吞噬作用、抗原提呈和T细胞招募,调动适应性免疫。由于髓系细胞增殖缓慢,通过payload优化可延长CAR表达。
靶向LNPs的“精准打击”,图3c展示了靶向LNPs(如抗CD8抗体修饰)将CAR mRNA递送至CD8 T细胞。瞬时CAR表达后,CAR-T细胞杀伤靶细胞。该方式可通过重复给药调节暴露量,避免长期毒副作用,尤其适合自身免疫病等安全性要求高的场景。
图3、开发中的主要体内CAR平台及其作用机制
2.6 临床开发的路线图与预期
图4以流程图形式描绘了当前体内CAR疗法从平台优化到临床验证,再到适应症拓展的预期路径。目前多数项目集中在利用已验证靶点,如CD19、BCMA、TROP2、GPC3优化递送平台和payload设计,通过临床前模型(包括非人灵长类)和早期临床研究,验证安全性和生物活性。
概念验证与注册试验:首批临床数据预计将在未来一两年内公布,为后续概念验证和注册试验提供剂量选择依据。预计大部分产品候选者会先在肿瘤适应症中测试,而安全性更优的RNA平台有望更快进入自身免疫病等非肿瘤适应症。
远期展望:技术多元化和颠覆性疗法:随着技术持续进步,payload架构和递送载体将不断多样化,催生更创新的疗法,应用于传统技术难以治疗的疾病。
图4:体内CAR疗法开发的前沿视角
2.7 平台特性决定治疗适用性
对比了整合型与非整合型体内CAR平台的目标产品特征,并据此推测其初始治疗适应症。
非整合型(LNP-RNA)平台:由于CAR表达瞬时、可重复给药且无基因组整合风险,其暴露水平可通过剂量和给药次数灵活调节(类似药物浓度-时间曲线下面积)。因此,这类平台适合对安全性要求较高、需要“快打快撤”的适应症,如自身免疫病的免疫重置或实体瘤的辅助治疗。图中用黄色区域表示。
整合型(病毒载体)平台:由于CAR基因永久整合,CAR-T细胞的扩增和持久性受抗原负荷自我校准,能实现强效且持续的细胞活性。因此,这类平台更适合对疗效要求高、风险耐受度也高的适应症,如晚期血液瘤或实体瘤。但其基因组整合特性可能带来CAR-T细胞再扩增、药理学效应放大以及需要监测基因毒性等问题。图中用蓝色区域表示。
例外情况:以髓系细胞为靶点的CAR mRNA-LNP平台(如Myeloid的CAR-M)因可重复给药并调动内源免疫,目前正在实体瘤中测试,属于图中的特例。
图5、体内工程化平台特性决定目标产品特征和治疗适用性
2.8 快速演进的体内CAR疗法生态系统
图6展示了当前体内CAR疗法领域的主要参与者和技术分布,按payload类型(病毒vs非病毒)和是否整合基因进行分类。
技术分布:内圈是已进入临床阶段的公司,外圈是处于临床前开发阶段的公司。橙色部分代表开发工程化慢病毒载体的公司(如Interius, Umoja, EsoBiotec, Kelonia, Sana),蓝色部分代表开发RNA-LNP平台的公司(如Myeloid, Capstan, Orna, Sanofi),红色部分代表开发基因编辑递送系统的公司(如Tessera)。
临床验证进展:目前已有多个产品进入临床。图中标注了已有病例报告的公司:EsoBiotec(多发性骨髓瘤)、Genocury(非霍奇金淋巴瘤)和Myeloid Therapeutics(实体瘤),显示了初步的人体概念验证数据。
生态持续扩张:基于临床前阶段公司的数量及领域内日益增长的兴趣,预计未来进入临床开发的公司数量将持续快速增长,呈现两位数扩张。
图6、快速发展的体内CAR疗法生态系统]结论与展望
三、小结与讨论
这篇综述清晰地描绘了一幅即将到来的免疫治疗新图景,从量身定制走向现货通用,从体外加工走向体内编程。体内CAR-T疗法正站在巨人的肩膀上如传统的CAR-T、RNA疫苗、病毒学,力图破解细胞疗法的可及性难题。
首批临床数据已经验证了其概念可行性,并展现了令人鼓舞的疗效。虽然前方的技术挑战依然存在,但随着Interius、Umoja、Capstan、Myeloid等公司的快速推进,我们有理由相信,这种更简便、更普惠的疗法,将在未来十年重塑癌症和自身免疫疾病的治疗格局。
作者们展望,未来的发展方向将包括,通过多靶点CAR或TCR工程改造多种免疫细胞协同作战;利用植入式生物材料支架实现局部原位编程;开发基于AAV或非病毒基因写入技术的新一代载体;以及通过组织特异性miRNA结合位点或合成启动子实现更精准的时空表达控制。最终目标是实现对免疫系统的“体内重编程”,将其应用于更广泛的疾病领域。
四、参考文献
Bot A, Scharenberg A, Friedman K, Guey L, Hofmeister R, Andorko JI, Klichinsky M, Neumann F, Shah JV, Swayer AJ, Trudeau K, Weissman D, Stephan MT, Buchholz CJ, June CH. In vivo chimeric antigen receptor (CAR)-T cell therapy. Nat Rev Drug Discov. 2026 Feb;25(2):116-137. doi: 10.1038/s41573-025-01291-5. Epub 2025 Sep 30. PMID: 41028170.
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