告别复杂昂贵！一文看懂体内 CAR-T 细胞疗法的神奇之处

摘要:嵌合抗原受体（CAR）T 细胞疗法在治疗复发或难治性血液癌症方面效果显著，但目前主流的体外生产 CAR-T 细胞方法存在过程复杂、成本高昂等问题。近年来，体内 CAR-T 细胞工程技术成为研究热点，该技术通过直接向患者体内输注纳米颗粒包裹的核酸或工程病毒载体，在体内生成 CAR-T 细胞。本文将阐述体外 CAR-T 细胞制造流程，分析体内 CAR-T 细胞工程的优势、面临的挑战及在多种疾病治疗中的应用前景。

一、CAR-T 疗法：癌症治疗的重大突破

CAR-T 细胞疗法是癌症治疗领域的一项突破性技术，主要用于治疗复发或难治性 B 细胞恶性肿瘤。CAR 分子由靶向部分（通常是抗体衍生的单链可变片段 scFv）与细胞内的 CD3ζ 和共刺激结构域（如 CD28 或 CD137）融合而成，能够让 T 细胞重新定向，精准识别并攻击肿瘤细胞表面的抗原。

在过去十年，CAR-T 疗法在治疗白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等血液癌症方面取得了巨大进展，已有 6 种 CAR-T 产品获得美国 FDA 批准。例如，靶向 CD19 的 CAR-T 细胞在治疗复发或难治性 B 细胞淋巴瘤时，完全缓解率可达 40 - 54% ；在治疗 B 细胞急性淋巴细胞白血病时，完全缓解率高达 71 - 81% 。同时，针对浆细胞上特有的 B 细胞成熟抗原（BCMA）的 CAR-T 细胞，在治疗复发或难治性多发性骨髓瘤方面也成效显著 。

二、体外 CAR-T 细胞制造：复杂且昂贵的现状

目前，所有获批的 CAR-T 细胞产品以及大多数正在临床测试的细胞疗法，都采用体外生产的方式，使用患者自身的 T 细胞。整个生产过程十分复杂（如图 1A），需要专业技术人员、严格的质量管理体系以及专门的设施设备。

首先，要通过白细胞分离术采集患者的 T 细胞，运输到生产设施后，用 CD3 和 CD28 共刺激分子及细胞因子激活细胞，再利用 γ - 逆转录病毒或慢病毒载体将 CAR 转基因导入 T 细胞，经过扩增后，为患者定制包含数亿个修饰 T 细胞的产品。

这个过程不仅耗时，从采集 T 细胞到回输（静脉到静脉时间）通常需要几周，病情进展快的患者还需进行桥接治疗；而且成本极高，每位患者的费用超过 50 万美元，加上其他相关程序，总费用可能超过 100 - 150 万美元 。此外，患者个体差异、病毒随机整合和表达不一致等问题，还会导致产品质量、产量和整体疗效的差异 。

表 1：用于递送 CAR 遗传信息的平台概述

三、体内 CAR-T 细胞工程：简化治疗的新希望

为解决体外 CAR-T 细胞疗法的局限性，体内 CAR-T 细胞工程技术应运而生。该技术借助病毒载体工程和非病毒核酸递送平台（如脂质纳米颗粒 LNP 或聚合物纳米颗粒），将 CAR 遗传信息直接递送至患者体内，在体内生成 CAR-T 细胞，制成 “现成” 产品（如图 1B） 。这种方法具有多方面优势：

物流优势：生产具有特定理化性质的单一载体或纳米颗粒药物产品，可简化制造和释放测试流程，缩短供应链，降低成本，让病情危急的患者更快接受治疗，推动疗法的广泛应用。

生物学和安全优势：体内 CAR-T 细胞疗法依赖患者体内已有的 T 细胞，无需进行淋巴耗竭化疗，减少了相关并发症；完整的免疫系统有助于产生更广泛的抗肿瘤免疫反应，防止肿瘤细胞因抗原逃逸而导致治疗失败 。此外，该疗法还能简化多抗原靶向治疗，基于 mRNA 的体内 CAR-T 细胞短期表达特性，便于实时调整剂量，减少细胞因子释放综合征（CRS）和免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）等毒性反应，同时避免 T 细胞耗竭 。

四、体内 CAR-T 细胞工程的实现途径

（一）纳米颗粒递送系统

LNP 和基于聚合物的纳米颗粒都能将 CAR 编码的核酸递送至 T 细胞。LNP 由四种脂质成分混合而成，可通过表面修饰靶向抗体（如抗 CD4 或 CD5），增强与 T 细胞的结合和内吞作用；PBAE 聚合物纳米颗粒则通过与带负电的核酸静电相互作用自组装，并利用聚谷氨酸偶联抗体（如抗 CD8 或 CD3）实现 T 细胞靶向 。

将体外转录的 mRNA 封装在纳米载体中，可实现 T 细胞功能的瞬时重定向。mRNA 具有设计简便、可大规模生产等优点，通过密码子优化和修饰核苷，能减少免疫反应，提高翻译效率 。此外，还可通过优化 LNP 脂质组成、调整制剂参数或使用其他 RNA 种类（如自我扩增 RNA 或环状 RNA），延长 CAR 表达时间 （如图 2 左）。

（二）病毒载体递送系统

慢病毒和腺相关病毒（AAV）是体内 CAR-T 细胞疗法研究常用的病毒载体，其中慢病毒应用最为广泛。为提高 T 细胞转导效率，需对慢病毒进行假型改造，使用修饰后的包膜蛋白（如麻疹病毒、尼帕病毒等的包膜蛋白），并表达靶向配体（如 scFv、纳米抗体或 DARPin） 。AAV 则可通过修饰衣壳展示 scFv 或 DARPin 实现靶向 。

病毒载体的优势在于临床级制造方案成熟，慢病毒可使 CAR 转基因稳定整合表达，AAV 虽不整合，但附加体表达可持续数周、数月甚至数年 。然而，慢病毒基因转移的永久性要求严格控制转导细胞类型，避免转基因整合到生殖细胞或体细胞中导致潜在风险 （如图 2 右）。

图1：体外和体内细胞治疗制造策略概述

图2：体内细胞治疗平台结构和细胞重定向机制

五、体内 CAR-T 细胞工程的应用与挑战

（一）应用前景

体内 CAR-T 细胞工程技术不仅适用于癌症治疗，还可拓展到传染病、自身免疫性疾病和纤维化等领域。在自身免疫性疾病方面，如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等，可利用 CAR-T 细胞清除致病的自身反应性 B 细胞；在纤维化疾病中，可去除导致纤维化的衰老细胞或活化成纤维细胞；在传染病治疗上，针对 HIV、乙肝病毒等感染，体内细胞疗法具有成本和安全性优势 。

（二）面临挑战

尽管前景广阔，但该技术仍面临诸多挑战。例如，如何提高遗传物质向目标 T 细胞递送的效率和特异性，避免脱靶效应；如何确定 CAR 表达的最佳时长，维持体内 CAR-T 细胞的功能和持久性；如何应对纳米载体转染效率低、病毒载体存在安全风险等问题 。此外，还需要深入研究不同疾病适应症下，体内 CAR-T 细胞疗法的最佳应用方式，并通过临床前研究和临床试验，评估其安全性和有效性 。

六、未来展望

CAR 技术和合成生物学有望彻底改变医学实践。目前，体内 CAR-T 细胞工程技术在临床前研究中已展现出与传统体外生产细胞相当的功能，但仍需进一步研究。未来，需要在免疫健全小鼠模型中深入了解免疫细胞相互作用和平台免疫原性对连续给药的影响，利用免疫缺陷或人源化小鼠以及非人灵长类动物模型测试候选药物的安全性和剂量 - 效应关系 。同时，还需要多学科专家合作，共同解决技术难题，推动体内 CAR-T 细胞疗法早日应用于临床 。

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