体内CAR-T细胞工程技术的研究进展与临床转化

摘要：嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法已在血液系统恶性肿瘤治疗中取得突破性成功，但传统体外制备模式存在制备流程复杂、成本高昂、可及性差、规模化生产受限等核心瓶颈。体内 CAR-T 细胞工程通过在患者体内直接重编程内源性免疫细胞表达 CAR，无需细胞采集、体外扩增与回输，为突破现有局限提供了变革性解决方案。本文系统梳理体内 CAR-T 疗法的核心优势、主流递送系统与工程化设计策略，总结其临床转化进展，分析当前领域面临的关键挑战与优化方向，为该技术的后续研究与临床开发提供参考。

引言

过去十余年，CAR-T 细胞疗法彻底革新了血液肿瘤的治疗格局，多款产品获批用于复发/难治性 B 细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤等疾病，显著延长了患者生存期。目前所有获批的 CAR-T 产品均依赖体外自体细胞制备：从患者外周血分离 T 细胞，体外激活、基因修饰使其表达 CAR，经大规模扩增后回输至患者体内。尽管临床疗效确切，该模式仍存在不可忽视的局限：制备周期长、产品保质期短、对患者 T 细胞质量依赖性高、需清淋巴预处理，且单疗程治疗费用极高，极大限制了疗法的可及性与规模化应用。

体内 CAR-T 细胞工程是指通过靶向递送系统，将 CAR 编码基因直接递送至患者体内的内源性 T 细胞，使其原位重编程为功能性 CAR-T 细胞的技术体系。该技术彻底绕过了体外细胞制备的全流程，从根本上解决了传统 CAR-T 的核心痛点，近年来在载体工程、靶向设计与临床转化方面均取得重大进展，已成为肿瘤免疫治疗领域的前沿研究方向。本文基于最新研究成果，对体内 CAR-T 技术的研究现状与发展前景进行系统综述。

一、体内 CAR-T 疗法相较传统体外 CAR-T 的核心优势

体内 CAR-T 不仅简化了治疗流程，更在生物学特性、安全性、可及性等方面展现出多重优势，核心差异与特点如下：

治疗流程极简，可及性大幅提升：无需细胞采集、体外操作与严格的冷链运输，单剂量静脉/局部给药即可完成治疗，突破了中心化制备的地域限制，且具备规模化生产潜力。行业预估体内 CAR-T 单剂量成本可低至 5000 美元，远低于传统 CAR-T 数十万美元的治疗费用。

保留 T 细胞天然特性，降低耗竭风险：体内原位重编程的 CAR-T 细胞从少量转导 T 细胞渐进式扩增，避免了体外长期扩增导致的细胞分化与耗竭，可维持干细胞样记忆表型，在更低剂量下即可实现强效抗肿瘤应答，且体内存续能力更优。

降低预处理相关毒性，保留免疫完整性：体内 CAR-T 可利用患者内源性 T 细胞实现重编程，无需清淋巴化疗预处理，显著降低了感染、骨髓抑制等并发症风险；完整的免疫系统可促进抗原表位扩散，拓宽抗肿瘤应答，减少靶抗原逃逸导致的治疗失败。

治疗窗口灵活，安全性可控性更强：非病毒载体介导的瞬时 CAR 表达可通过重复给药动态调控表达水平，避免永久整合带来的长期风险；即便出现不良事件，也可快速终止治疗，相较体外 CAR-T 更易管控毒性。

二、体内 CAR-T 的核心递送系统与工程化策略

体内 CAR-T 疗法成功的核心前提是高效、靶向、安全的基因递送，需在复杂的体内环境中精准将 CAR 编码基因递送至 T 细胞，同时最小化脱靶效应。目前主流递送系统分为病毒载体与非病毒载体两大类，其靶向工程化核心策略见图 1，各类载体的核心特征对比见表 1。

图 1 靶向体内 CAR-T 细胞工程的核心策略（慢病毒与非病毒递送系统）

表 1 体内 CAR-T 疗法递送载体平台汇总

病毒载体是目前体内 CAR-T 研究中最成熟的递送工具，凭借高效的转导效率与长期转基因表达能力，成为率先进入临床阶段的技术路线，核心类型包括慢病毒、γ- 逆转录病毒、腺相关病毒（AAV）与病毒样颗粒（VLP）。

2.1.1 慢病毒（LV）载体

慢病毒是体内 CAR-T 应用最广泛的病毒载体，可高效转导分裂与非分裂细胞，能将大片段 CAR 转基因整合至宿主基因组，实现长期稳定的 CAR 表达。为解决野生型慢病毒广谱嗜性导致的脱靶转染问题，研究者主要通过 3 种工程化策略实现 T 细胞特异性靶向：

包膜蛋白假型化改造：传统 VSV-G 假型化慢病毒通过 LDLR 介导进入细胞，嗜性广、易被血清补体灭活，不适合体内给药。目前主流采用可可病毒（Cocal）包膜、尼帕病毒（NiV）包膜、麻疹病毒包膜替代 VSV-G，其中可可包膜保留了高滴度优势，同时显著提升人血清抗性；尼帕病毒包膜可在细胞膜直接介导膜融合，无需内体逃逸，且抗血清中和能力强，已被证实可在体内高效靶向转导 CD8+ T 细胞。

表面靶向分子修饰：通过基因工程在包膜表面展示抗 CD3/CD4/CD7/CD8 scFv、单克隆抗体或靶向配体，实现 T 细胞特异性识别。例如 Umoja 公司的 VivoVec 平台，在慢病毒表面表达含抗 CD3 scFv、CD58、CD80 的多结构域融合蛋白，同时实现 T 细胞靶向与共刺激激活，在非人灵长类模型中无需清淋巴即可实现高效体内 CAR-T 生成。此外，还可通过点击化学、桥接抗体等化学偶联方式，将靶向抗体共价连接至病毒包膜，实现灵活的靶向重定向。

转录水平靶向调控：通过插入 T 细胞特异性启动子、miRNA 靶位点，使 CAR 仅在 T 细胞中表达，进一步沉默非靶细胞中的转基因表达，降低脱靶风险。

2.1.2 其他病毒载体

• γ- 逆转录病毒：仅可转导分裂细胞，对静息 T 细胞转导效率低，体内应用受限。目前仅用于植入式支架辅助的局部递送，如 MASTER 系统，通过藻酸盐支架共装载逆转录病毒颗粒与 T 细胞激活抗体，皮下植入后原位生成 CAR-T 细胞，但该方案仍需预加载外源性 T 细胞，并非完全体内重编程。

• AAV 载体：无包膜、不整合宿主基因组，通过游离体实现中长期基因表达，免疫原性低、安全性高，但包装容量有限，仅少数研究将其用于体内 CAR-T 递送，目前仍处临床前早期阶段。

• VLP 载体：由病毒结构蛋白组装而成，无感染性、不整合基因组，可包裹 mRNA 实现瞬时递送，大幅降低插入突变风险，同时保留了病毒的高效细胞穿透能力。最新研究开发的 T 细胞特异性融合 VLP，可选择性向体内 T 细胞递送 CAR mRNA，实现瞬时 CAR 表达与肿瘤控制，无脱靶转染，是极具潜力的下一代病毒载体。

病毒载体存在插入突变风险、免疫原性与规模化生产限制，非病毒载体凭借低免疫原性、合成简便、可规模化、无基因组整合风险等优势，成为体内 CAR-T 领域的核心研发方向，其中脂质纳米颗粒（LNP）与聚合物纳米颗粒是两大主流系统。

2.2.1 脂质纳米颗粒（LNP）系统

LNP 是目前最成熟的非病毒核酸递送平台，已在 mRNA 疫苗中实现大规模临床应用，也是体内 CAR-T 非病毒递送的核心工具。标准 LNP 由可电离阳离子脂质、磷脂、胆固醇、PEG 化脂质四部分组成，通过静电作用包裹核酸载荷，进入细胞后通过内体逃逸释放核酸至胞质。

为实现 T 细胞特异性靶向，主流策略是通过马来酰亚胺 - 硫醇化学，将抗 CD3/CD5/CD8 靶向抗体偶联至 LNP 表面，避免肝脏非特异性摄取。例如 Carl June 团队开发的 CD8 靶向 LNP，采用新型可电离脂质 L829 包裹抗 CD19 CAR mRNA，在啮齿类与非人灵长类模型中实现高效体内 CAR-T 生成，完成肿瘤控制与 B 细胞耗竭；Zhou 等开发的 CD3 靶向 LNP，可共递送 CAR 质粒与 IL-6 shRNA，体内生成 CAR-T 的同时降低 CRS 风险。

2.2.2 聚合物纳米颗粒系统

以聚 β- 氨基酯（PBAE）、聚乙烯亚胺（PEI）为代表的阳离子聚合物，可通过静电作用与核酸自组装形成纳米颗粒，具备载荷容量大、制备简便、可生物降解等优势。通过在颗粒表面修饰抗 CD3/CD8 抗体，可实现 T 细胞靶向递送，在小鼠模型中成功原位生成 CAR-T 细胞并清除肿瘤。目前该系统仍需优化内体逃逸效率与批次稳定性，临床前研究仍处早期阶段。

2.3 递送核酸载荷的选择与优化

非病毒载体递送的核酸载荷直接决定 CAR 的表达时效、效率与安全性，主要分为 3 类：

质粒 DNA：可实现长期转基因表达，稳定性高、生产成本低，但需进入细胞核完成转录，转染效率低，且存在意外基因组整合风险，体内应用逐渐减少。

mRNA：无需入核，在胞质即可直接翻译，转染效率高、无基因组整合风险，是目前 LNP 递送的首选载荷。通过假尿苷修饰、5' 帽结构与 3'poly (A) 尾优化，可显著提升 mRNA 稳定性、降低固有免疫原性、延长翻译时效。

环状 RNA（circRNA）：共价闭环结构使其具备极强的核酸酶抗性，稳定性远高于线性 mRNA，可实现更长时间的翻译表达，且免疫原性极低，无需复杂的端基修饰，生产成本更低。目前已有临床试验采用 circRNA 平台开展体内 CAR-T 递送，是下一代核酸载荷的核心研发方向。

三、体内 CAR-T 的临床转化进展

截至 2026 年，全球已有多款体内 CAR-T 产品进入临床试验，分为慢病毒载体介导的永久表达型、mRNA-LNP 介导的瞬时表达型两大类别，核心临床管线汇总见表 2。

表2 全球已进入临床阶段的体内 CAR-T 产品汇总

INT2104（Interius 公司）：全球首个进入人体临床试验的体内 CAR-T 疗法，2024 年 7 月获澳大利亚 TGA 批准开展 1 期临床。该产品为 CD7 靶向慢病毒载体，编码抗 CD20 CAR，可同时转导 T 细胞与 NK 细胞，临床前数据显示 16 只食蟹猴中 15 只实现循环 B 细胞降低≥75%，目前用于复发 / 难治性 B 细胞恶性肿瘤的治疗。

UB-VV111（Umoja 公司/艾伯维）：基于 VivoVec 平台开发的 CD3 靶向慢病毒产品，编码抗 CD19 CAR，2024 年获美国 FDA IND 批准进入 1 期临床，可通过淋巴结内或静脉给药，用于复发/难治性 B 细胞恶性肿瘤。

ESO-T01（EsoBiotec 公司）：全球首个进入临床的体内 BCMA-CAR-T 产品，2025 年 1 月在中国启动 1 期临床，用于复发/难治性多发性骨髓瘤。2025 年《柳叶刀》发布的早期数据显示，最低剂量组 4 例患者中 2 例实现严格完全缓解（sCR），2 例部分缓解（PR），所有患者 28 天骨髓 MRD 均为阴性，展现出显著的早期疗效。

3.2 mRNA-LNP 类临床管线

CPTX2309（Capstan 公司）：CD8 靶向 LNP 包裹抗 CD19 CAR mRNA，2025 年 6 月在澳大利亚完成健康志愿者首例 1 期临床给药，无需清淋巴预处理，临床前数据显示最高 80% 的 CD8+ T 细胞可表达 CAR，用于 B 细胞介导的自身免疫病与 B 细胞恶性肿瘤。

MT-302/MT-303（Myeloid 公司）：MT-302 是全球首个进入临床的体内 CAR 疗法，采用非靶向 LNP 递送 TROP2 靶向 CAR mRNA，通过髓系细胞特异性启动子限制 CAR 仅在髓系细胞表达，2023 年进入 1 期临床用于晚期上皮源性肿瘤；MT-303 靶向 GPC3，用于肝细胞癌，2024 年完成首例患者给药。

HN2301（魔录 RNA）：CD8 靶向 LNP 包裹抗 CD19 CAR mRNA，用于难治性系统性红斑狼疮。2025 年《新英格兰医学杂志》发布的早期临床数据显示，输注后 6 小时即可在 5%-50% 的循环 CD8+ T 细胞中检测到 CAR 表达，高剂量组患者实现完全 B 细胞耗竭，无 3/4 级 CRS、ICANS 等严重不良事件，证实了 LNP 体内 CAR-T 在自身免疫病中的安全性与可行性。

四、体内 CAR 工程向其他免疫细胞的拓展

除 T 细胞外，体内 CAR 工程已逐步拓展至巨噬细胞、NK 细胞等固有免疫细胞，突破了传统体外工程的技术限制，尤其为实体瘤治疗提供了新方案。

体内 CAR - 巨噬细胞（CAR-M）：巨噬细胞可高效浸润实体瘤微环境，通过重编程 M2 型肿瘤相关巨噬细胞为 M1 型，实现抗肿瘤免疫。多项研究通过靶向 LNP、聚合物纳米颗粒，在胰腺癌、肝癌、脑胶质瘤小鼠模型中实现体内原位 CAR-M 生成，显著抑制肿瘤生长、延长生存期，是目前体内 CAR 工程在实体瘤领域最具潜力的方向。

体内 CAR-NK 细胞：NK 细胞无需 HLA 匹配，抗肿瘤谱广、毒性低，是现货型细胞治疗的核心方向。目前体内 CAR-NK 仍处早期研究阶段，慢病毒载体与 LNP 均可实现体内 NK 细胞的 CAR 转导，但转导效率仍低于 T 细胞，需进一步优化靶向与递送效率。

五、现存核心挑战与优化策略

尽管体内 CAR-T 技术已取得重大突破，但其临床转化仍面临多重挑战，病毒与非病毒平台的核心优劣势对比见表 3，当前核心挑战与对应优化策略如下：

表3 病毒与非病毒递送平台的核心差异对比

脱靶转染与特异性不足：全身给药后，载体易在肝脏、脾脏富集，或转染非靶细胞，不仅稀释疗效，还可能导致抗原遮蔽、免疫逃逸、非特异性毒性。优化策略包括：优化载体靶向配体，选择 T 细胞特异性高、内化能力强的靶标；通过转录 / 转录后调控限制 CAR 仅在靶细胞表达；采用植入式支架、瘤内注射等局部递送方式，降低全身暴露。

免疫原性与载体稳定性问题：病毒载体易被预存抗体中和、激活补体系统，导致体内活性丧失；LNP 重复给药易引发抗载体抗体，降低疗效并触发炎症反应。优化策略包括：筛选抗血清中和的包膜蛋白（如尼帕病毒、可可病毒包膜）；对包装细胞进行基因编辑去除同种抗原，降低病毒免疫原性；优化 LNP 脂质配方，降低固有免疫原性，提升重复给药可行性。

安全性风险管控：慢病毒载体存在插入突变导致继发恶性肿瘤的潜在风险，需长期随访患者；体内 CAR-T 激活可能引发 CRS、ICANS 等毒性。优化策略包括：采用非整合型载体、瞬时 mRNA 递送降低基因毒性；选择 CD5 等低激活风险的靶向配体，避免 T 细胞过度激活；构建可控开关系统，实现 CAR 表达的动态调控。

实体瘤应用瓶颈：实体瘤微环境存在免疫抑制、基质纤维化、血管异常等问题，体内生成的 CAR-T 难以浸润肿瘤组织，疗效受限。优化策略包括：开发可同时递送 CAR 与免疫调节因子的载体，重塑肿瘤微环境；采用局部注射、植入式支架递送，提升肿瘤部位 CAR-T 生成效率；拓展 CAR-M、CAR-NK 等固有免疫细胞的体内工程，突破实体瘤微环境限制。

六、总结与展望

体内 CAR-T 细胞工程彻底颠覆了传统 CAR-T 的制备模式，从根本上解决了现有疗法可及性差、成本高昂、流程复杂的核心痛点，同时在细胞特性、安全性、适应症拓展方面展现出巨大潜力。目前该领域已实现从临床前研究到早期临床转化的跨越，多款产品在血液肿瘤与自身免疫病中展现出积极的疗效与安全性。

未来，体内 CAR-T 技术的发展将聚焦三大方向：一是开发更精准、更高效、更安全的递送系统，通过载体工程与靶向设计，实现绝对细胞类型特异性的基因递送；二是突破实体瘤治疗瓶颈，拓展 CAR-M、CAR-NK 等新型细胞类型的体内工程，结合免疫调节策略重塑肿瘤微环境；三是建立完善的监管框架与质量标准，推动技术的规范化临床转化。随着技术的不断优化，体内 CAR-T 有望将细胞免疫治疗从个体化定制疗法升级为可及性更高的大众化药物，惠及更广泛的患者群体。

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