in vivo CAR-T，如何解决传统疗法的致命短板？

摘要：CAR-T细胞疗法作为癌症治疗的 “明星方案”，在血液肿瘤治疗中取得了令人瞩目的成绩，但复杂的体外制造流程、高昂的费用和严重的副作用，让它难以惠及更多患者。近年来，科学家们正在攻克一项颠覆性技术——体内 CAR-T 细胞工程，无需抽血培养，通过注射载体就能在患者体内直接改造免疫细胞，不仅简化流程、降低成本，还能减少副作用。本文将带大家走进 CAR-T疗法的进化史，揭秘体内制造技术的原理、优势与挑战，同时看看CAR-NK、CAR-M等 “免疫新兵” 如何拓展抗癌边界。

一、CAR-T 疗法：曾经的 “抗癌奇迹”，如今的 “甜蜜烦恼”

提到 CAR-T 细胞疗法，很多人会想到它治疗血液肿瘤的神奇效果 —— 让晚期白血病患者的癌细胞清零，给绝望的患者带来生机。自 2017 年首款 CAR-T 产品获批以来，已有 6 款相关疗法用于临床，成为血液肿瘤治疗的重要手段。

但这款 “奇迹疗法” 背后，藏着不少 “甜蜜烦恼”。首先是体外制造流程的复杂与耗时：医生需要先通过白细胞分离术从患者体内抽取 T 细胞，在实验室里用病毒或非病毒载体给 T 细胞 “装” 上 CAR（嵌合抗原受体），再经过数周的培养扩增，最后把改造好的 CAR-T 细胞回输到患者体内（图 2）。整个过程要 3-4 周，花费高达 40 万美元甚至百万美元，普通患者根本负担不起。

其次是副作用风险。CAR-T 疗法最常见的严重副作用是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），前者是 T 细胞激活后大量释放细胞因子引发的 “细胞因子风暴”，可能导致高烧、低血压甚至多器官衰竭；后者则会出现头痛、意识模糊等神经症状，严重时危及生命。

此外，传统 CAR-T 疗法对实体肿瘤效果不佳，主要原因是实体肿瘤的 “肿瘤微环境（TME）” 过于恶劣，CAR-T 细胞难以渗透，且缺乏特异性抗原，容易误伤正常细胞。这些短板，让 CAR-T 疗法一直难以成为普惠性的抗癌方案。

二、CAR-T 的 “五代进化史”：从单一激活到多功能抗癌

要理解体内 CAR-T 技术的优势，先得看看 CAR-T 细胞本身的进化。CAR 的结构就像一个 “定制化武器”，由胞外域、跨膜域和胞内域三部分组成（图 1A）：胞外域的单链可变片段（scFv）负责识别肿瘤抗原，跨膜域连接结构，胞内域负责激活 T 细胞。

几十年来，CAR-T 已经发展了五代，每一代都在解决前一代的痛点（图 1B）：

第一代 CAR-T：只有 CD3ζ 激活域，能识别肿瘤但增殖能力弱、存续时间短，临床效果有限；

第二代 CAR-T：加入了一个共刺激域（如 CD28、4-1BB），大幅提升 T 细胞的增殖能力和抗癌活性，也是目前临床应用最广的一代；

第三代 CAR-T：融合了两个共刺激域（如 CD28+4-1BB），兼顾快速杀伤和长期存续， antitumor 效果更强；

第四代 CAR-T（TRUCKs）：加入了细胞因子基因，激活后能招募更多免疫细胞协同抗癌，针对性改善肿瘤微环境；

第五代 CAR-T：新增 IL-2 受体胞内域，激活 JAK-STAT 通路，让 T 细胞增殖和存续能力再升级。

除了五代进化，科学家还在 CAR 设计上不断创新：比如用纳米抗体替代 scFv，让 CAR-T 能识别实体肿瘤的隐蔽抗原；给 CAR-T 装上 “开关”，避免过度激活引发副作用；设计双靶点 CAR-T，防止肿瘤细胞 “抗原逃逸”。这些改进，都为体内 CAR-T 技术打下了基础。

三、体内 CAR-T：颠覆性技术，让抗癌细胞 “原地量产”

针对传统体外 CAR-T 的短板，科学家们提出了一个大胆的想法：能不能跳过体外培养步骤，直接在患者体内改造 T 细胞？这就是体内CAR-T细胞工程的核心思路 —— 通过注射携带 CAR 基因的载体，让载体在体内找到并感染 T 细胞，直接给 T 细胞 “装上” CAR，让它们原地变身抗癌战士。

1.两种核心载体：病毒与纳米载体的 “较量”

要实现体内改造，关键是找到能精准递送 CAR 基因的 “运输车”，目前主要有两类载体：

病毒载体：比如慢病毒、腺相关病毒（AAV），它们天生擅长感染细胞并递送基因。慢病毒能稳定整合 CAR 基因到 T 细胞基因组，让 CAR 长期表达；AAV 则不会整合到基因组，安全性更高，但表达时间较短。不过，病毒载体存在潜在的插入突变风险，且生产成本较高。

纳米载体：比如脂质纳米颗粒（LNPs）、聚合物纳米粒，属于非病毒载体。它们能包裹 CAR 基因（DNA 或 mRNA），通过静脉注射进入体内，精准识别 T 细胞并递送基因。纳米载体的优势是安全性高、成本低，还能批量生产，适合 “现货供应”，但需要解决靶向性和表达持续性的问题。

2.体内 CAR-T 的三大核心优势

相比传统体外 CAR-T，体内制造技术的优势非常突出：

成本大降：省去了体外培养、扩增、质检等复杂流程，载体可以批量生产，让 CAR-T 疗法从 “百万天价” 变得亲民；

流程简化：患者无需多次抽血和回输，只需注射载体即可，尤其适合病情进展快、无法等待体外培养的患者；

副作用减少：体内改造的 T 细胞是 “原生” 的，不会因为体外多次激活而提前耗竭，能减少 CRS 和 ICANS 的发生率和严重程度。

目前，体内 CAR-T 已经在动物实验中取得成功：给患白血病的小鼠注射携带 CD19-CAR 基因的载体后，小鼠体内的 T 细胞被成功改造，实现了肿瘤消退；针对心脏纤维化的体内 CAR-T 实验，也通过改造 T 细胞减少了纤维化，恢复了心脏功能。

四、不止 CAR-T：CAR-NK、CAR-M 等 “免疫新兵” 上线

除了改造 T 细胞，科学家们还在探索给其他免疫细胞 “装武器”，形成了 CAR-NK、CAR-M 等新疗法，它们在抗癌战场上各有专长（图 3）。

1. CAR-NK 细胞：安全高效的 “抗癌特种兵”

NK 细胞（自然杀伤细胞）是免疫系统的 “先锋部队”，不需要提前识别抗原就能直接杀伤癌细胞。给 NK 细胞装上 CAR 后，就成了 CAR-NK 细胞，它的优势很明显：

风险更低：不会引发严重的 GVHD（移植物抗宿主病），适合异基因 “现货供应”；

副作用小：CRS 和 ICANS 的发生率远低于 CAR-T；

擅长渗透：对部分实体肿瘤的浸润能力比 CAR-T 强。

目前，CAR-NK 已经在临床 trials 中显示出良好效果，尤其对血液肿瘤和部分实体肿瘤有效，是 CAR-T 的重要补充。

2. CAR-M 细胞：改造肿瘤微环境的 “攻坚手”

M 细胞（巨噬细胞）是免疫系统的 “清道夫”，能吞噬癌细胞并调节免疫环境。CAR-M 细胞的核心优势是能在恶劣的肿瘤微环境中存活，并把 “抑制性环境” 改造成 “抗癌环境”：

直接吞噬：通过 CAR 识别并吞噬癌细胞；

调节环境：分泌促炎因子，让其他免疫细胞更容易发挥作用；

无耗竭：不会像 CAR-T 那样在肿瘤微环境中失去活性。

CAR-M 在实体肿瘤治疗中展现出巨大潜力，目前已进入早期临床研究，有望解决 CAR-T 对实体肿瘤效果不佳的难题。

五、挑战与未来：体内 CAR-T 何时能走进临床？

虽然体内 CAR-T 技术前景广阔，但要真正应用于临床，还需要解决几个关键问题：

靶向性：确保载体只感染 T 细胞，不影响正常细胞，避免 “误伤”；

表达调控：让 CAR 基因在 T 细胞中稳定表达，同时能根据病情调节表达水平；

长期安全性：避免载体引发的免疫反应、插入突变等潜在风险。

不过，随着载体技术的升级和 CAR 设计的优化，这些问题正在逐步解决。科学家们已经开发出能精准识别 T 细胞的靶向载体，还设计了 “自杀开关”“可逆开关” 等安全机制，让体内 CAR-T 的安全性大幅提升。

未来，体内 CAR-T 不仅会用于癌症治疗，还可能拓展到自身免疫性疾病、纤维化等领域。加上 CAR-NK、CAR-M 等疗法的协同，免疫疗法将进入 “全员抗癌” 的新时代，不仅能治疗更多类型的肿瘤，还能让疗法更安全、更普惠。

从体外 “精雕细琢” 到体内 “一键生成”，CAR-T 疗法的进化之路，是医学科技不断突破的缩影。或许在不久的将来，癌症治疗会像打针吃药一样简单，曾经的 “天价疗法” 会成为更多患者的希望之光。让我们一起期待这场抗癌革命的到来！

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