Cell | I期“头对头”临床研究揭示干细胞样记忆CAR T细胞治疗增效新机制

撰文|细胞工程师

嵌合抗原受体T（CART）细胞疗法在B细胞恶性肿瘤治疗中虽取得了巨大的成功，但靶向CD19的CAR T细胞疗法仍面临两大瓶颈，一是部分患者因CAR T细胞体内扩增不足、持久性差而导致治疗失败或复发【1】，二是接受异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）后复发的患者，往往因淋巴细胞清除化疗方案的缺失，使得供体来源的CAR T细胞难以有效定植和扩增【2】。因此，如何增强CAR T细胞在不利的宿主环境中的有效植入与长期存活能力，并解析其背后的生物学规律，是当前细胞免疫治疗面临的核心挑战。

近日，德国莱布尼茨免疫治疗研究所的Luca Gattinoni与美国国立卫生研究院的James N. Kochenderfer联合领导的研究团队在Cell杂志发表了题为Distinct in vivo dynamics of donor-derived stem cell memory CAR T cells post-allogeneic HSCT relapse的研究论文。该研究通过一项开创性的I期临床试验（NCT01087294）发现，高度纯化的供体来源CD8+ 干细胞样记忆T细胞（TSCM）CAR T产品，即使在无淋巴细胞清除的情况下，仍能以低剂量实现血液肿瘤患者的完全缓解，并展现出与常规CAR T产品截然不同的体内动态行为，通过“克隆演替（Clonal succession）”而非单克隆自我更新来维持长期植入。

研究团队首先比较了两种供体来源的CD19 CAR T产品的细胞表型，一种是通过传统方案（anti-CD3和IL-2）制备的标准CAR T细胞，另一种则是采用CD3/CD28抗体偶联磁珠激活预先富集的幼稚CD8+ T细胞，并联合IL-7、IL-21以及GSK-3β抑制剂TWS119定向诱导分化为CAR TSCM细胞。后者的终产品几乎全部为CD8+ T细胞（平均占98.7%），且高度富集TSCM表型（中位占比78.4%），而标准产品则以效应记忆（TEM）和终末效应（TTE）细胞为主，中位占比分别为34.2%和21%，TSCM仅占8.4%，且表现出极大的异质性。

临床研究结果显示，尽管CAR TSCM组输注的中位总细胞剂量远低于标准组（中位剂量： 6600万 vs 2.9亿），但二者总体反应率（ORRs）相当（55% vs 45%）。在同等剂量水平下（<3×10⁸细胞），CARTSCM的优势则更为明显，完全缓解率（CR）达到45%，而标准CAR T组仅为10%。影像学、病理学检查均证实CAR TSCM细胞对骨髓及髓外病灶（如皮肤B-ALL肿块）的强大清除能力。

活体动力学监测进一步揭示了这种“低剂量高疗效”背后的独特规律，标准CAR T细胞在输注后第一周即达到扩增峰值，而CAR TSCM细胞表现出明显的扩增延迟，在第二周才到达峰值，但其峰值水平（30.4 vs 6.7 CAR T细胞/μL）及曲线下面积（AUC）（185.8 vs 27.5 CAR T细胞/μL）均显著高于标准CAR T细胞产品。这种“后发制人”的扩增模式，与先前报道的“干细胞样记忆CAR T细胞介导的抗肿瘤长期监视效应”研究发现高度契合【3】。

另外，在治疗安全性方面，CAR TSCM产品表现同样出色。标准CAR T治疗组中有28.6%的患者发生3-4级细胞因子释放综合征（CRS），而CAR TSCM组未出现一例4级CRS，仅1例患者发生3级CRS。值得注意的是，尽管CAR TSCM细胞的扩增峰值与标准组中发生重度CRS的患者水平相当，但毒性却显著降低，实现了扩增与毒性的“解耦联”。

血清细胞因子谱分析则进一步揭示了其背后机制，标准CAR T产品的CRS主要由第一周出现的白介素-6（IL-6）峰值主导，且其水平与CRS严重程度相关；而CAR TSCM细胞回输后，血清中主要升高的细胞因子是干扰素-γ（IFN-γ），其峰值出现在第二周，与TSCM的扩增动力学同步。在CAR TSCM组中，IFN-γ是驱动CRS的主要炎症因子。单细胞分泌组测序进一步验证，相较于标准产品中富集IL-6分泌簇，CAR TSCM产品富集以分泌IFN-γ为特征的多功能细胞簇，后者被认为是抗肿瘤疗效的关键决定因素。研究指出，TSCM产品几乎不含CD4+ T细胞，避免了后者通过介导单核/巨噬细胞活化引发严重CRS的关键环节，这也是其安全性优异的重要原因。

为深度解码两类产品在体内的命运差异，研究团队利用23色高维流式细胞术及拟时序分析重构了回输后CAR T细胞的分化轨迹。结果显示，CAR TSCM细胞遵循独特的体内分化程序，在回输后早期（5-8天），其表型远离效应细胞群，直至第2周（9-14天）才逐渐进入增殖性效应T细胞（proliferating TEFF）阶段，呈现明显的“延迟效应分化”。更为关键的是，在进入记忆相的第28-35天，当标准CAR T细胞已多数富集于增殖性和静息性晚期效应细胞亚群时，CAR TSCM组却能够重新生成TSCM细胞池和早期增殖性效应细胞，展现出强大的自我更新与再生潜能。

那么，这种长期维持是源于单个TSCM克隆的自我更新，还是有其他机制？研究人员通过逆转录病毒整合位点（ISs）分析，对达到微小残留病灶阴性（MRD-）CR的患者进行了长达90天的纵向克隆追踪。结果揭示了惊人的差异，在CAR TSCM组中，回输产品中具有极高多样性的TSCM克隆在体内发生快速收缩，取而代之的是，在产品中原本稀少的，甚至在输注时低于检测限的新克隆不断涌现并主导了后期植入，呈现清晰的“克隆演替”现象。相反，标准CAR T细胞组的长期植入则高度依赖于回输产品中已大量扩增的优势克隆的持续维持或收缩。这证明，CARTSCM群体的干性是作为一种群体行为，通过“接力式”的克隆波来动态维持的。

在对治疗抵抗机制的探索中，研究团队则进一步揭示了两种产品截然不同的失败模式。标准CAR T组中，疾病进展患者的CAR T细胞扩增能力相较治疗响应者显著减弱（1.2 vs 9.4 CAR T细胞/μL），提示“扩增无能”是标准产品耐药的主因。而在CAR TSCM组，部分进展患者仍可出现强大的T细胞扩增（33.8 vs 26.9 CAR T细胞/μL），其耐药主要源于肿瘤抗原逃逸（如CD19表达下调或丢失）和宿主相关因素（如高水平免疫抑制性细胞因子或针对鼠源CAR的抗药物抗体生成）。这一发现提示，未来CAR TSCM疗法的优化方向在于克服免疫排斥和抗原丢失，例如采用全人源化CAR结构并联合靶向多个抗原。

综上所述，本研究通过巧妙的临床试验设计与高分辨率单细胞多组学追踪，首次前瞻性验证了供者来源的CD8+ CAR TSCM细胞作为更安全、更高效治疗平台的巨大潜力。该研究证明了强化T细胞的干性足以突破无淋巴清除条件下的植入与扩增障碍，挑战了CD4+ T细胞及清淋预处理不可或缺的传统观点。“克隆演替”这一群体性干细胞维持新机制的发现，刷新了对T细胞记忆与持久性维持的底层认知，为设计和评估下一代更持久、更强大的CAR T疗法提供了全新的理论依据。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.03.047

制版人： 十一

参考文献

1. Fraietta JA, Lacey SF, Orlando EJ, et al. Determinants of response and resistance to CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy of chronic lymphocytic leukemia. Nat Med. 2018; 24(5): 563-571.

2. Brudno JN, Somerville RPT, Shi V, et al. Allogeneic T Cells That Express an Anti-CD19 Chimeric Antigen Receptor Induce Remissions of B-Cell Malignancies That Progress After Allogeneic Hematopoietic Stem-Cell Transplantation Without Causing Graft-Versus-Host Disease. J Clin Oncol. 2016; 34(10): 1112-1121.

3. Biasco L, Izotova N, Rivat C, et al. Clonal expansion of T memory stem cells determines early anti-leukemic responses and long-term CAR T cell persistence in patients. Nat Cancer. 2021; 2(6): 629-642.

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