中国科学院重大抗癌突破：一个干细胞即可生成1400万个杀伤肿瘤的NK细胞

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前 言

在癌症免疫治疗领域，自然杀伤（NK）细胞一直被视为最具潜力的“前线战士”。它们能够在病毒和肿瘤初期侵袭时迅速识别并摧毁异常细胞。

然而，长期以来，科学家面临一个现实困境：即便技术成熟，要大量制备高效 NK细胞仍旧成本高昂、周期漫长，每一次临床用量几乎都依赖于有限的外周血或脐带血样本。

近期，中国科学院的研究团队提出了一种全新的干细胞工程策略——只需一个 CD34⁺ 造血干细胞，就能生成多达1400万个NK细胞，这不仅颠覆了生产逻辑，也为抗癌细胞疗法的规模化铺平了道路。

01 传统CAR-NK面临的“瓶颈”

CAR-NK疗法的原理很直观：科学家给NK细胞装上嵌合抗原受体（CAR），让它们能精准识别癌细胞表面的特定标记，从而更有效地杀伤肿瘤。但在实践中，这种方法高度依赖成熟 NK 细胞来源，如外周血或脐带血。成熟细胞虽然直接可用，却存在三大问题：

第一，细胞差异巨大。不同个体来源的 NK 细胞在增殖能力、杀伤效力和基因可改造性上都有明显波动，这让临床疗效难以统一。

▲利用脐带血CD34+造血干细胞和祖细胞大规模生产iNK和CAR-iNK细胞的方法概述。

第二，基因改造效率低，尤其是病毒载体在成熟NK上的转导效率有限，需要大量病毒颗粒支撑，导致成本飞涨。

第三，生产周期长，从采集、改造到扩增，往往需要数周甚至数月才能得到足够的治疗剂量。

大量研究显示，这些限制严重制约了CAR-NK疗法的推广。即便在小规模临床试验中，成熟NK细胞改造后的疗效令人期待，但“成本高、产量低、差异大”的现实，使其难以像 CAR-T 那样真正实现产业化。

02 从成熟细胞到干细胞——“设计源头”的突破

针对这一问题，中国科学院动物研究所王金勇团队提出了根本性转变：不再改造成熟NK，而是从CD34⁺造血干/祖细胞阶段就进行CAR工程。这个策略核心在于“工程前移”，意味着科学家可以在细胞命运尚未固定时，就开始基因改造和谱系引导。

研究团队建立了三阶段扩增与分化体系。首先，利用经辐照的AFT024饲养细胞扩增 CD34⁺HSPC，在14天内实现约800–1000倍增殖。相比成熟NK的有限增殖能力，这一步大幅提高了初始产量。

随后，将扩增细胞与OP9饲养细胞共培养，形成人工造血器官类聚集体，这种结构模拟了骨髓微环境，促进NK谱系定向承诺。

最后，已承诺为NK的细胞继续成熟和扩增，形成高纯度iNK或CAR-iNK，天然表达 CD16，可有效介导抗肿瘤效应。

这一设计有两个深远意义：一是通过控制细胞早期命运，减少了成熟细胞间的异质性，提高最终产物的一致性；二是可在干细胞阶段就完成CAR转导，显著降低病毒载体用量，使大规模生产更加经济可行。这种从源头“设计”的思路，本质上是将 NK 细胞疗法从实验室式手工生产，推进到可工业化的生产模式。

03 规模与效能的双重跃升

实验数据显示，单个CD34⁺ HSPC 能生成约1400万个iNK细胞或760万个 CAR-iNK细胞。换算下来，仅 1/5 份脐带血单位，就可以产生数千甚至数万剂临床用量，这在传统成熟 NK 体系下几乎不可想象。

更令人惊讶的是，病毒载体的使用量相比成熟NK改造减少了 1/140,000（培养第 42 天）至 1/600,000（培养第 49 天），意味着 CAR 工程成本几乎呈数量级下降。

▲利用 CD34 +造血干细胞生成iNK细胞和CD19 CAR-iNK细胞的三步策略。

在功能验证上，团队在B-ALL的小鼠CDX和PDX模型中，CD19 CAR-iNK细胞表现出强大的抗肿瘤能力，不仅显著抑制肿瘤生长，还延长了动物生存期。这证明了从干细胞阶段生成的NK细胞不仅数量庞大，更保留了成熟NK的效能。

综合来看，这一方法同时解决了产量、成本和一致性三大瓶颈，使CAR-NK细胞疗法首次具备向大规模临床和产业化扩展的可能。它不仅是一个实验技术的优化，更可能标志着抗癌细胞疗法进入“工业化”时代。

04 总结收束

从成熟NK到干细胞源头的CAR工程，这项研究揭示了细胞治疗生产方式的根本变革：少量干细胞即可生成百万级抗癌NK细胞，成本显著下降，疗效保持甚至增强。

它不仅解锁了抗癌细胞疗法的规模化潜力，也为未来更高效、更可负担的免疫治疗提供了清晰路径。这一次，中国科学院团队用科学创新告诉我们，真正的突破，往往来自于“回到源头重新设计”。

注参考资料

Large-scale generation of iNK and CAR-iNK cells from CD34+ haematopoietic stem and progenitor cells for adoptive immunotherapyFangxiao Hu, Jianhuan Li, Yao Wang, Yunqing Lin, Jingliao Zhang, Jiacheng Xu, Xiujuan Zheng, Qitong Weng, Xiaofei Liu, Yang Geng, Hongling Wu……

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01522-5

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