一箭三雕的CAR-T细胞疗法 | 浙大Nature子刊

尽管CAR-T细胞疗法、NK细胞疗法和双特异性抗体等抗肿瘤免疫疗法展现出巨大潜力，但它们各自存在显著局限：

• CAR-T细胞疗法在血液瘤中疗效显著，却面临生产成本高昂、自体来源限制、细胞因子释放综合征（CRS）等严重副作用以及肿瘤抗原逃逸（如抗原丢失或异质性）的挑战。

• NK细胞疗法安全性相对较高（较少引发CRS或移植物抗宿主病GvHD），但其体内持久性不足且缺乏抗原特异性限制了疗效。

• 双特异性抗体能够重定向免疫细胞，但因其半衰期短常需频繁给药，带来治疗负担和高昂成本。

针对这些问题，浙江大学医学院附属第一医院孙杰、黄河团队于7月14日在Nature Biomedical Engineering杂志发表了一项创新研究。该团队设计了一种基于双顺反子载体的基因工程策略，改造CAR-T细胞，使其在表达靶向肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR）的同时，能够持续分泌双特异性NK细胞衔接器（BiKE）。这种设计旨在协同激活患者自身的自然杀伤（NK）细胞，从而显著增强整体抗肿瘤效果。

如图1所示，研究人员利用SFG逆转录病毒载体构建了双顺反子系统。该系统通过P2A自剪切肽串联表达两个关键元件：1）一个包含CD28共刺激域和CD3ζ信号域的CAR（靶向CD19或EGFR）；2）一个双特异性抗体BiKE（如anti-CD19-anti-CD16a或anti-EGFR-anti-CD16a），用于桥接肿瘤细胞表面的抗原（CD19或EGFR）与NK细胞表面的激活受体CD16a。

图1. 产生1928ζ CAR-T细胞和分泌相应ICE的CAR-NK细胞的双顺反子表达系统

体外功能验证实验中，研究人员从健康供者外周血分离T细胞和NK细胞。利用逆转录病毒转导，他们成功制备了两种改造细胞：1928ζ-BiKE+ CAR-T细胞（表达CD19-CAR并分泌CD19-BiKE）和EGFR28ζ-BiKE+ CAR-T细胞（表达EGFR-CAR并分泌EGFR-BiKE）。

实验数据证实，分泌BiKE的CAR-T细胞其基本功能未受干扰，同时BiKE能有效激活NK细胞，两者在体外展现出显著的协同杀伤肿瘤细胞的能力。

图2. 分泌BiKE的CAR-T细胞联合NK细胞对B细胞淋巴瘤和白血病的体内疗效

在更具挑战性的实体瘤模型（EGFR⁺卵巢癌SK-OV-3）中，BiKE⁺ EGFR-CAR-T细胞联合NK细胞也展现出强大的抑瘤能力，高、低剂量均能显著抑制皮下肿瘤生长。免疫荧光分析进一步揭示，接受BiKE⁺治疗的小鼠肿瘤组织中浸润的NK细胞数量显著高于对照组，表明BiKE有效促进了NK细胞的肿瘤归巢。

图3. EGFR靶向CAR-T细胞和分泌型BiKE的设计及其与NK细胞一起的抗肿瘤功效

为应对肿瘤抗原异质性这一关键难题，研究者设计了双靶向策略。他们构建了表达1928ζ CAR（靶向CD19）并同时分泌EGFR-BiKE的载体。这使得改造后的CAR-T细胞一方面可通过自身的CAR直接靶向杀伤CD19⁺肿瘤细胞，另一方面通过分泌的BiKE招募并激活NK细胞去攻击EGFR⁺肿瘤细胞。

在接种了混合肿瘤细胞（SK-OV-3-CD19⁺ + SK-OV-3-FFLuc⁺）的小鼠异质性模型中，BiKE⁺ CAR-T联合NK细胞治疗成功清除了所有CD19⁺和EGFR⁺肿瘤细胞，而对照组仅能实现部分抑制。

图4. CAR-T 细胞和 BiKE 结合的 NK 细胞的双重特异性及其对肿瘤抗原异质性的体内功效

综上所述，该研究开创性地将基因改造后持续分泌BiKE的CAR-T细胞与外源性NK细胞联合应用，实现了T细胞与NK细胞的双重免疫协同。这种“一箭三雕”的创新设计赋予了CAR-T细胞多重角色：既直接杀伤肿瘤，又能持续分泌BiKE，而BiKE如同精确的“导航员”，可将缺乏靶向性的NK细胞高效招募并激活至肿瘤微环境。

该策略不仅有效克服了NK细胞疗法体内持久性差和缺乏抗原特异性的弱点，也规避了制备基因工程CAR-NK细胞的复杂性，为克服现有免疫细胞疗法的局限性提供了新的思路。

注：文章配图均来自Nature Biomedical Engineering

参考资料：

Ya Fan et al. Bispecific killer cell engager-secreting CAR-T cells redirect natural killer specificity to enhance antitumour responses. Nature Biomedical Engineering（2025）

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01450-4

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