Nat Rev Drug Discov | 体内CAR-T细胞疗法——将“制药工厂”搬进人体

撰文| Qi

嵌合抗原受体T细胞（Chimeric Antigen Receptor T-Cell, CAR-T）疗法，是一种革命性的免疫细胞治疗方法。简单来说，科学家通过基因工程技术，将T细胞改造成一个携带“GPS导航”和“杀伤武器”的超级战士，能够精准识别并消灭表达特定抗原的癌细胞。自2017年首个CAR-T产品（Kymriah）获批以来，它在治疗某些B细胞恶性肿瘤（如急性淋巴细胞白血病、非霍奇金淋巴瘤、多发性骨髓瘤）中展现了惊人的疗效，甚至让一些濒临绝境的患者获得了长期缓解乃至临床治愈的可能。迄今为止，全球已有超过35,000名癌症患者接受了商业化的CAR-T治疗，其治愈潜力已得到证实。

更令人振奋的是，CAR-T疗法的应用范围正在向非肿瘤领域扩展。近年来，在系统性红斑狼疮、肌炎、系统性硬化症等自身免疫性疾病的早期临床研究中，靶向B细胞（如CD19）的CAR-T疗法显示出能够实现“免疫重置”（Immune Reset）——即清除掉体内错误的、攻击自身的免疫细胞（如自身反应性B细胞），让免疫系统“恢复出厂设置”，从而实现持久、无需药物的缓解。

如果说传统的CAR-T细胞疗法是从患者体内取出细胞、体外改造、再回输，那么体内CAR-T细胞疗法则是将整个“制药工厂”直接搬进了患者体内，实现“一步到位”的精准治疗。

近日，来自Capstan Therapeutics公司的Adrian Bot等在NatureReviewsDrug Discovery杂志上发表了一篇题为In vivo chimeric antigen receptor (CAR)-T cell therapy的综述文章，他们在此详细阐述了科学家如何利用病毒载体和脂质纳米颗粒，将编码CAR的遗传物质（DNA或mRNA）直接递送到患者体内的T细胞或其他免疫细胞中，原位制造出能够精准杀伤肿瘤或纠正自身免疫的攻击大军，以及该过程可能面对的特定挑战。

为了能在避免被体内其他细胞摄取的同时成功重编程为所需的免疫细胞（T 细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞等），必须严格设计载体和递送策略，目前进入临床开发阶段的两种载体主要依赖于病毒载体和RNA-LNP（脂质纳米颗粒）。

一、病毒载体工具：打造“永久驻军”

经精密改造的病毒（主要是慢病毒）载体，其“感染”能力被重新设计，能特异性识别并结合T细胞表面的标志物，然后将携带CAR基因的病毒基因组整合到T细胞的染色体中。这意味着，一旦改造成功，这些CAR-T细胞及其后代将永久性地携带CAR，能够长期在体内巡逻、扩增和执行任务。

如何让病毒只感染T细胞，而不去“误伤”其他细胞？科学家们通过改造病毒的外壳蛋白（包膜糖蛋白），移除了其天然结合能力，并给它装上能特异性结合T细胞表面蛋白（如CD8、CD3）的“导航头”（如DARPin、scFv），实现了极高的细胞选择性。除了解决“精准靶向”的问题外，还需要避免“拦截”，因为体内的巨噬细胞会吞噬这些外来病毒颗粒，降低效率，因此，通过在病毒表面展示“别吃我”信号（如CD47），可以大大减少这种非特异性清除。

截至目前，已有多个处于临床开发阶段的工程化病毒载体平台。例如，Interius BioTherapeutics，其CD7靶向的慢病毒载体（INT2104）可将抗CD20 CAR递送给T细胞和NK细胞，已在2024年10月为首位B细胞恶性肿瘤患者给药【1, 2】。Umoja Biopharma/AbbVie的VivoVec平台不仅靶向T细胞（通过抗CD3 scFv），还在病毒颗粒上整合了共刺激分子（CD80, CD58），能同时激活T细胞，模拟抗原呈递细胞的功能，其靶向CD19和CD22的CAR项目已进入临床【3, 4】。EsoBiotec/AstraZeneca靶向TCRαβ的慢病毒载体携带抗BCMA CAR，用于治疗多发性骨髓瘤，已在早期患者中观察到客观响应，促使阿斯利康近期完成了收购【5, 6】。Kelonia Therapeutics的iGPS平台使用靶向CD3的改造VSV-G蛋白，在非人灵长类动物中显示出极低的剂量即可实现持久的B细胞清除，且毒性轻微【7, 8】。

总之，该工具的优势在于一次输注可能实现终身受益，CAR-T细胞能根据抗原负荷自我调节，具有强大的持续战斗力，随之而来的挑战在于基因组整合有潜在的基因毒性风险（如插入突变），虽然风险极低但需长期监测。

二、LNP-RNA平台：派遣“瞬时特工”

这项技术与新冠mRNA疫苗一脉相承，其核心是将编码CAR的mRNA包裹在脂质纳米颗粒中。LNP像是一个“脂肪小球”，保护mRNA并将其送入细胞质。mRNA进入细胞后，不整合进基因组，而是直接利用细胞的机器临时生产CAR蛋白，使T细胞在几天到几周内具备杀伤能力。之后，mRNA和CAR蛋白会自然降解，作用瞬时可控。

该项技术首要也是解决细胞靶向性的问题，目前采取在LNP表面连接靶向T细胞（如CD8）的抗体或抗体片段的策略，以实现精准投递，并通过高通量筛选，找到对免疫细胞（如T细胞、髓系细胞）有天然亲和力的特殊脂质，无需额外修饰即可实现靶向。其次，科研人员还通过使用修饰过的核苷酸（如N1-甲基假尿苷）和可生物降解的离子化脂质，减少LNP和mRNA本身引起的免疫反应，使得重复给药成为可能。

下面将列举几例采用此递送策略的临床“领跑者”。Myeloid Therapeutics另辟蹊径，利用LNP对髓系细胞的天然趋向性，将CAR-mRNA递送给巨噬细胞/单核细胞，生成CAR-M，用于治疗实体瘤（如靶向TROP2的MT-302和靶向GPC3的MT-303）。其I期临床已观察到初步抗肿瘤活性【9】。Capstan Therapeutics使用靶向CD8的抗体-LNP递送抗CD19 CAR mRNA，旨在治疗自身免疫病。在临床前模型中，仅需两次输注即可实现深度B细胞清除和“免疫重置”【10】。Shenzen MagicRNA，其CD8靶向LNP（HM2301）已在系统性红斑狼疮患者中开展临床试验，并报道了体内成功生成抗CD19 CAR-T细胞、伴随B细胞清除和自身抗体下降的证据【11】。

该技术的优势在于：1）安全性更高，无基因组整合风险；2）可调控，通过重复给药或调整剂量来校准CAR暴露水平，非常适合安全性要求高的自身免疫病等领域。然而，也伴随着“CAR表达时间短，可能需要重复给药才能达到足够疗效”、“LNP因其有天然肝趋向性本身可能引起输液反应或肝毒性”等问题。

图1. 体内CAR-T细胞疗法——工程化病毒载体与LNP-RNA工具

三、临床前沿与未来方向

目前，全球有超过30家公司活跃在这一领域，首批临床数据（尽管多为早期个案）令人鼓舞。例如在血液肿瘤方面，中国的团队使用靶向CD3的慢病毒载体，在复发/难治性弥漫大B细胞淋巴瘤患者中实现了完全缓解。EsoBiotec的抗BCMA CAR在多发性骨髓瘤患者中，甚至在给药后28天就观察到了严格意义上的完全缓解。自身免疫病方面，Shenzen MagicRNA等在红斑狼疮患者中已观察到初步的生物标志物改善和疗效信号。在实体瘤相关研究中，Myeloid Therapeutics的CAR-M疗法在TROP2阳性上皮肿瘤和GPC3阳性肝癌中展现了初步潜力，为攻克实体瘤带来了新希望。

基于现有进展与挑战，未来的优化方向包括：1）提升安全性：引入“自杀开关”、使用组织特异性启动子、结合微RNA调控元件以避免在非靶组织表达。2）增强效力：开发双靶点CAR、联合表达细胞因子（装甲CAR）、共递送免疫检查点调节剂。3）拓展平台：利用可植入设备在局部招募和改造T细胞，开发全RNA基因写入系统（如Tessera Therapeutics）实现非病毒介导的永久性基因整合；探索AAV载体等其他递送工具。

四、结论与展望

回顾过去，从第一个CAR概念的提出，到体外CAR-T产品的获批，再到今天体内CAR技术的临床突破，科学家们用了三十多年的时间。体内CAR-T细胞疗法，正站在细胞治疗史上一个激动人心的拐点。它不仅仅是技术路径的简化，更是治疗范式的根本性转变。它将有望使CAR这种“高端定制”疗法，转变为像单抗药物一样可大规模生产和应用的普惠型疗法，真正惠及全球患者。特别是非整合型的RNA平台，为在自身免疫病、再生医学等对长期安全性要求极高的领域应用CAR技术打开了大门。它可能引领我们进入一个全新的医疗时代——在这个时代里，治疗最复杂的疾病，可能只需要一次或几次简单的输注，就能在人体内启动一个精准、高效且可控的“生物制药工厂”。

https://doi.org/10.1038/s41573-025-01291-5

制版人：十一

参考文献

1. Mullen, K. F. et al. In vivo generation of both CAR T cells and CAR NK cells using a CD7 targeted lentiviral vector. In: 27th American Society of Gene & Cell Therapy (ASGCT) Annual Meeting https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2024.04.020 (2024).

2. Grinstein, J. D. First patient dosed with in vivo gene therapy for CAR T. Inside Precision Medicine https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/precision-medicine/first-patient-dosed-with-in-vivo-gene-therapy-for-car-t/ (2024).

3. AbbVie and Umoja Biopharma announce strategic collaboration to develop novel in-situ CAR-T cell therapies. Umoja Biopharma https://www.umoja-biopharma.com/news/ abbvie-and-umoja-biopharma-announce-strategic-collaboration-to-develop-novel in-situ-car-t-cell-therapies/ (2024).

4. Beitz, L. et al. In vivo generation of B cell depleting CAR T cell therapies for treatment of autoimmune diseases. In: ACR Convergence Annual Meeting https://acrabstracts.org/ abstract/in-vivo-generation-of-b-cell-depleting-car-t-cell-therapies-for-treatment of-autoimmune-diseases/ (2024).

5. Chen, X.-F. et al. In-vivo CAR-T cells produced by specific virus in refractory B cell lymphoma. In: SITC Annual Meeting https://doi.org/10.1136/jitc-2024-SITC2024.1482 (2024).

6. Weerens, L. et al. Development of novel T cell-specific synthetic promoters for safer and more effective in vivo CAR-T cell therapies. In: ASGCT Annual Meeting Abstract 868 https://www.sciencedirect.com/journal/molecular-therapy/vol/33/issue/4/suppl/S1 (2025).

7. Contrastano, S. G. et al. Potent in vivo transduction by iGPS particles generates CAR T cells with durable anti-tumor activity. Kelonia https://keloniatx.com/wp-content/uploads/2023/05/2023-ASGCT-Kelonia-Presentation.vFINAL.pdf (2023).

8. Beura, E. T. et al. T cell-specific in vivo transduction with preclinical candidate KLN-1010 generates BCMA directed CAR T cells with potent anti-multiple myeloma activity.Cancer Res. https://doi.org/10.1158/1538-7445.AM2024-48 (2024).

9. Myeloid therapeutics to present at 43rd Annual JP Morgan Healthcare Conference [press release]. Myeloid https://myeloidtx.com/myeloid-therapeutics-to-present-at- 43rd-annual-jp-morgan-healthcare-conference/ (2025).

10. Hunter, T. et al. In vivo CAR T cell generation for cancer and autoimmune disease. Science 388, 1311–1317 (2025). This work is the first preclinical report in NHPs demonstrating proof of concept with respect to in vivo CAR-T cell generation utilizing a non-viral platform.

11. Wang, Q. et al. In vivo CD19 CAR T-cell therapy for refractory systemic lupus erythematosus.N. Engl. J. Med.https://doi.org/10.1056/NEJMc2509522 (2025).

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