in vivo CAR-T，如何解決傳統療法的致命短板？

摘要：CAR-T細胞療法作為癌癥治療的 “明星方案”，在血液腫瘤治療中取得了令人矚目的成績，但復雜的體外制造流程、高昂的費用和嚴重的副作用，讓它難以惠及更多患者。近年來，科學家們正在攻克一項顛覆性技術——體內 CAR-T 細胞工程，無需抽血培養，通過注射載體就能在患者體內直接改造免疫細胞，不僅簡化流程、降低成本，還能減少副作用。本文將帶大家走進 CAR-T療法的進化史，揭秘體內制造技術的原理、優勢與挑戰，同時看看CAR-NK、CAR-M等 “免疫新兵” 如何拓展抗癌邊界。

一、CAR-T 療法：曾經的 “抗癌奇跡”，如今的 “甜蜜煩惱”

提到 CAR-T 細胞療法，很多人會想到它治療血液腫瘤的神奇效果 —— 讓晚期白血病患者的癌細胞清零，給絕望的患者帶來生機。自 2017 年首款 CAR-T 產品獲批以來，已有 6 款相關療法用于臨床，成為血液腫瘤治療的重要手段。

但這款 “奇跡療法” 背后，藏著不少 “甜蜜煩惱”。首先是體外制造流程的復雜與耗時：醫生需要先通過白細胞分離術從患者體內抽取 T 細胞，在實驗室里用病毒或非病毒載體給 T 細胞 “裝” 上 CAR（嵌合抗原受體），再經過數周的培養擴增，最后把改造好的 CAR-T 細胞回輸到患者體內（圖 2）。整個過程要 3-4 周，花費高達 40 萬美元甚至百萬美元，普通患者根本負擔不起。

其次是副作用風險。CAR-T 療法最常見的嚴重副作用是細胞因子釋放綜合征（CRS）和免疫效應細胞相關神經毒性綜合征（ICANS），前者是 T 細胞激活后大量釋放細胞因子引發的 “細胞因子風暴”，可能導致高燒、低血壓甚至多器官衰竭；后者則會出現頭痛、意識模糊等神經癥狀，嚴重時危及生命。

此外，傳統 CAR-T 療法對實體腫瘤效果不佳，主要原因是實體腫瘤的 “腫瘤微環境（TME）” 過于惡劣，CAR-T 細胞難以滲透，且缺乏特異性抗原，容易誤傷正常細胞。這些短板，讓 CAR-T 療法一直難以成為普惠性的抗癌方案。

二、CAR-T 的 “五代進化史”：從單一激活到多功能抗癌

要理解體內 CAR-T 技術的優勢，先得看看 CAR-T 細胞本身的進化。CAR 的結構就像一個 “定制化武器”，由胞外域、跨膜域和胞內域三部分組成（圖 1A）：胞外域的單鏈可變片段（scFv）負責識別腫瘤抗原，跨膜域連接結構，胞內域負責激活 T 細胞。

幾十年來，CAR-T 已經發展了五代，每一代都在解決前一代的痛點（圖 1B）：

第一代 CAR-T：只有 CD3ζ 激活域，能識別腫瘤但增殖能力弱、存續時間短，臨床效果有限；

第二代 CAR-T：加入了一個共刺激域（如 CD28、4-1BB），大幅提升 T 細胞的增殖能力和抗癌活性，也是目前臨床應用最廣的一代；

第三代 CAR-T：融合了兩個共刺激域（如 CD28+4-1BB），兼顧快速殺傷和長期存續， antitumor 效果更強；

第四代 CAR-T（TRUCKs）：加入了細胞因子基因，激活后能招募更多免疫細胞協同抗癌，針對性改善腫瘤微環境；

第五代 CAR-T：新增 IL-2 受體胞內域，激活 JAK-STAT 通路，讓 T 細胞增殖和存續能力再升級。

除了五代進化，科學家還在 CAR 設計上不斷創新：比如用納米抗體替代 scFv，讓 CAR-T 能識別實體腫瘤的隱蔽抗原；給 CAR-T 裝上 “開關”，避免過度激活引發副作用；設計雙靶點 CAR-T，防止腫瘤細胞 “抗原逃逸”。這些改進，都為體內 CAR-T 技術打下了基礎。

三、體內 CAR-T：顛覆性技術，讓抗癌細胞 “原地量產”

針對傳統體外 CAR-T 的短板，科學家們提出了一個大膽的想法：能不能跳過體外培養步驟，直接在患者體內改造 T 細胞？這就是體內CAR-T細胞工程的核心思路 —— 通過注射攜帶 CAR 基因的載體，讓載體在體內找到并感染 T 細胞，直接給 T 細胞 “裝上” CAR，讓它們原地變身抗癌戰士。

1.兩種核心載體：病毒與納米載體的 “較量”

要實現體內改造，關鍵是找到能精準遞送 CAR 基因的 “運輸車”，目前主要有兩類載體：

病毒載體：比如慢病毒、腺相關病毒（AAV），它們天生擅長感染細胞并遞送基因。慢病毒能穩定整合 CAR 基因到 T 細胞基因組，讓 CAR 長期表達；AAV 則不會整合到基因組，安全性更高，但表達時間較短。不過，病毒載體存在潛在的插入突變風險，且生產成本較高。

納米載體：比如脂質納米顆粒（LNPs）、聚合物納米粒，屬于非病毒載體。它們能包裹 CAR 基因（DNA 或 mRNA），通過靜脈注射進入體內，精準識別 T 細胞并遞送基因。納米載體的優勢是安全性高、成本低，還能批量生產，適合 “現貨供應”，但需要解決靶向性和表達持續性的問題。

2.體內 CAR-T 的三大核心優勢

相比傳統體外 CAR-T，體內制造技術的優勢非常突出：

成本大降：省去了體外培養、擴增、質檢等復雜流程，載體可以批量生產，讓 CAR-T 療法從 “百萬天價” 變得親民；

流程簡化：患者無需多次抽血和回輸，只需注射載體即可，尤其適合病情進展快、無法等待體外培養的患者；

副作用減少：體內改造的 T 細胞是 “原生” 的，不會因為體外多次激活而提前耗竭，能減少 CRS 和 ICANS 的發生率和嚴重程度。

目前，體內 CAR-T 已經在動物實驗中取得成功：給患白血病的小鼠注射攜帶 CD19-CAR 基因的載體后，小鼠體內的 T 細胞被成功改造，實現了腫瘤消退；針對心臟纖維化的體內 CAR-T 實驗，也通過改造 T 細胞減少了纖維化，恢復了心臟功能。

四、不止 CAR-T：CAR-NK、CAR-M 等 “免疫新兵” 上線

除了改造 T 細胞，科學家們還在探索給其他免疫細胞 “裝武器”，形成了 CAR-NK、CAR-M 等新療法，它們在抗癌戰場上各有專長（圖 3）。

1. CAR-NK 細胞：安全高效的 “抗癌特種兵”

NK 細胞（自然殺傷細胞）是免疫系統的 “先鋒部隊”，不需要提前識別抗原就能直接殺傷癌細胞。給 NK 細胞裝上 CAR 后，就成了 CAR-NK 細胞，它的優勢很明顯：

風險更低：不會引發嚴重的 GVHD（移植物抗宿主病），適合異基因 “現貨供應”；

副作用?。篊RS 和 ICANS 的發生率遠低于 CAR-T；

擅長滲透：對部分實體腫瘤的浸潤能力比 CAR-T 強。

目前，CAR-NK 已經在臨床 trials 中顯示出良好效果，尤其對血液腫瘤和部分實體腫瘤有效，是 CAR-T 的重要補充。

2. CAR-M 細胞：改造腫瘤微環境的 “攻堅手”

M 細胞（巨噬細胞）是免疫系統的 “清道夫”，能吞噬癌細胞并調節免疫環境。CAR-M 細胞的核心優勢是能在惡劣的腫瘤微環境中存活，并把 “抑制性環境” 改造成 “抗癌環境”：

直接吞噬：通過 CAR 識別并吞噬癌細胞；

調節環境：分泌促炎因子，讓其他免疫細胞更容易發揮作用；

無耗竭：不會像 CAR-T 那樣在腫瘤微環境中失去活性。

CAR-M 在實體腫瘤治療中展現出巨大潛力，目前已進入早期臨床研究，有望解決 CAR-T 對實體腫瘤效果不佳的難題。

五、挑戰與未來：體內 CAR-T 何時能走進臨床？

雖然體內 CAR-T 技術前景廣闊，但要真正應用于臨床，還需要解決幾個關鍵問題：

靶向性：確保載體只感染 T 細胞，不影響正常細胞，避免 “誤傷”；

表達調控：讓 CAR 基因在 T 細胞中穩定表達，同時能根據病情調節表達水平；

長期安全性：避免載體引發的免疫反應、插入突變等潛在風險。

不過，隨著載體技術的升級和 CAR 設計的優化，這些問題正在逐步解決?？茖W家們已經開發出能精準識別 T 細胞的靶向載體，還設計了 “自殺開關”“可逆開關” 等安全機制，讓體內 CAR-T 的安全性大幅提升。

未來，體內 CAR-T 不僅會用于癌癥治療，還可能拓展到自身免疫性疾病、纖維化等領域。加上 CAR-NK、CAR-M 等療法的協同，免疫療法將進入 “全員抗癌” 的新時代，不僅能治療更多類型的腫瘤，還能讓療法更安全、更普惠。

從體外 “精雕細琢” 到體內 “一鍵生成”，CAR-T 療法的進化之路，是醫學科技不斷突破的縮影。或許在不久的將來，癌癥治療會像打針吃藥一樣簡單，曾經的 “天價療法” 會成為更多患者的希望之光。讓我們一起期待這場抗癌革命的到來！

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