在癌癥治療領域,CAR-T細胞療法的出現具有里程碑式的意義。它通過提取患者自身的T細胞,為其裝備上能夠精準識別癌細胞的“嵌合抗原受體”(CAR),從而讓T細胞獲得全新能力。這些經過改造的T細胞回輸到患者體內后,能靶向追蹤并摧毀癌細胞。
在治療某些既往無法治愈的血液腫瘤方面,CAR-T療法已經取得了較大突破。但在實體瘤治療中,CAR-T療法的效果則會大打折扣。一個核心原因是,T細胞在復雜的腫瘤微環境容易過早耗竭和增殖衰退,這導致CAR-T療法無法持久發揮作用。
本周,兩項發表于《自然》雜志的新研究,不約而同地利用CRISPR編輯技術,揭示了提升CAR-T療法治療效果的新路徑。在其中一項研究中,來自奧地利的研究團隊研發了一種全新的CAR-T細胞篩選平臺CELLFIE。該平臺能并行測試所有人類基因的敲除效果,并評估哪些基因的缺失能使CAR-T細胞更健康、更持久。
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研究者指出,與歷經數百萬年進化的天然T細胞不同,CAR-T細胞是直接在基因上被賦予了新的功能,這種功能并未經過長時間進化和適應。因此,在天然免疫中發揮重要作用的基因,反而有可能會削弱CAR-T細胞的功能。
研究人員利用 CELLFIE 技術,設計并測試了數千個CAR-T細胞基因敲除方案,并驗證了多個基因敲除方案對CAR-T細胞的增強作用。他們發現
RHOG基因正是這樣一個特殊的例子。在天然狀態下,
RHOG基因對免疫細胞的遷徙以及殺傷性有著重要支持作用。然而,對CAR-T細胞來說,RHOG基因會降低細胞的殺傷性和療效。而利用CRISPR技術敲除這個基因后,研究者顯著提升了CAR-T細胞的治療潛力,T細胞抵抗衰竭的能力增強。
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引人注目的是,研究人員發現了基因組合的協同效應。他們找到了兩個具有互補特性的基因敲除靶點——同時敲除
RHOG
FAS基因的CAR-T細胞,顯示出驚人的協同增強效果。這些T細胞增殖更快、活性更持久,并在小鼠模型中成功改善了白血病癥狀。
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由麻省總醫院和博德研究所領導的另一項研究,同樣采用了CRISPR篩選策略。但他們更加聚焦在135個候選基因上,這些基因被認為是可能影響T細胞功能、存活、增殖和分化的關鍵調控因子。
研究者首先將經過CRISPR技術編輯的CAR-T細胞與多發性骨髓瘤癌細胞一起培養。這一階段主要評估哪些基因修飾會影響CAR-T細胞的初始激活、短期殺傷能力和在簡單環境中的適應性。隨后,研究人員將經過第一輪篩選的CAR-T細胞收集起來,移植到患有多發性骨髓瘤的小鼠模型中,并持續追蹤這些細胞長達21天的動態變化。這一階段旨在發現哪些基因能賦予CAR-T細胞持久性以及持續的抗腫瘤能力。
結果顯示,同一個基因修飾可能在培養皿與小鼠體內展示出完全不同的結果:有些基因只在體外培養中顯示出影響,但在體內模型中作用不大。這說明培養皿中的優勢未必能轉化為現實中的戰斗力;另一些基因則表現出更復雜的時間動態,例如它們可能促進CAR-T細胞在腫瘤部位的早期擴增,但卻無法幫助它們建立長期“記憶”或持久性,導致后繼乏力。
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在眾多候選基因中,
CDKN1B基因表現出較強潛力。該基因編碼的p27蛋白是一種細胞周期抑制蛋白,相當于細胞增殖的一個“剎車器”。研究證實,敲除
CDKN1B后,這個“剎車”被釋放,CAR-T細胞在體內外的增殖能力顯著增強。這種增殖優勢還增強了CAR-T細胞的功能,它們在小鼠體內能更好地抑制腫瘤生長,并存活更長時間。
兩項新研究不僅找到了提升CAR-T細胞功能的全新靶點,更提出了系統化增強細胞免疫療法的通用方法。未來,研究者有望像升級軟件一樣對CAR-T細胞進行“精準編程”,賦予它們更強的持久性、更低的副作用,幫助攻克血液腫瘤之外的其他腫瘤類型。
參考資料:
[1] Datlinger, P., Pankevich, E.V., Arnold, C.D. et al. Systematic discovery of CRISPR-boosted CAR T cell immunotherapies. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09507-9
[2] Knudsen, N.H., Escobar, G., Korell, F. et al. In vivo CRISPR screens identify modifiers of CAR T cell function in myeloma. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09489-8
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