CAR-T 細(xì)胞療法攻克實(shí)體瘤：最新研究進(jìn)展與未來展望

       摘要：嵌合抗原受體（CAR）T 細(xì)胞療法已徹底改變了血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療格局，針對 CD19 和 BCMA 的 FDA 批準(zhǔn)療法取得了顯著臨床成功。然而，將這一療法擴(kuò)展到實(shí)體瘤仍面臨抗原異質(zhì)性、免疫抑制性腫瘤微環(huán)境等多重挑戰(zhàn)。本文系統(tǒng)梳理了 CAR-T 細(xì)胞療法在實(shí)體瘤領(lǐng)域的最新進(jìn)展，包括 CAR的結(jié)構(gòu)與分類、細(xì)胞修飾技術(shù)、制造工藝革新、實(shí)體瘤特異性抗原的篩選、臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及針對毒性反應(yīng)、腫瘤浸潤障礙等問題的解決方案。通過解析基礎(chǔ)研究與臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵突破，為讀者呈現(xiàn) CAR-T 細(xì)胞療法攻克實(shí)體瘤的潛力與方向。

       一、引言：從血液瘤到實(shí)體瘤，CAR-T 療法的 "進(jìn)階之路"

       在癌癥治療的歷史上，嵌合抗原受體（CAR）T 細(xì)胞療法無疑是一顆耀眼的明星。2017 年，首 款 CAR-T 療法獲批用于治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤，標(biāo)志著這一技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向臨床。

       CAR-T 療法的核心原理是對患者自身的 T 細(xì)胞進(jìn)行基因工程改造，使其表達(dá)能特異性識別腫瘤抗原的 "嵌合抗原受體"，相當(dāng)于為 T 細(xì)胞裝上 "精準(zhǔn)導(dǎo)航"，讓它們能精準(zhǔn)鎖定并消滅癌細(xì)胞（圖 1B）。在血液瘤中，如急性淋巴細(xì)胞白血病（ALL）、非霍奇金淋巴瘤等，CAR-T 療法展現(xiàn)出驚人的療效：針對 CD19 的 CAR-T 療法對復(fù)發(fā)難治性 ALL 的完全緩解率可達(dá) 60%-90%。

       但實(shí)體瘤的治療卻成為 CAR-T 療法的 "攔路虎"。與血液瘤相比，實(shí)體瘤具有更復(fù)雜的微環(huán)境：腫瘤細(xì)胞被致密的基質(zhì)包裹，形成物理屏障；腫瘤微環(huán)境中存在大量免疫抑制細(xì)胞（如調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞、髓系來源抑制細(xì)胞）和細(xì)胞因子（如 TGF-β），會 "麻痹"CAR-T 細(xì)胞；更棘手的是，實(shí)體瘤的抗原異質(zhì)性-- 同一腫瘤中不同細(xì)胞表達(dá)的抗原存在差異，導(dǎo)致 CAR-T 細(xì)胞難以全面清除腫瘤，容易復(fù)發(fā)。

       近年來，科學(xué)家通過優(yōu)化 CAR 結(jié)構(gòu)、篩選特異性抗原、改善細(xì)胞制造工藝等方式，逐步突破實(shí)體瘤的治療瓶頸。本文將詳細(xì)解析這些進(jìn)展，揭示 CAR-T 療法如何從 "血液瘤王者" 向 "實(shí)體瘤挑戰(zhàn)者" 進(jìn)階。

       二、CAR-T 細(xì)胞的 "硬件配置"：結(jié)構(gòu)與分類

       要理解 CAR-T 療法的進(jìn)展，首先需要了解 CAR 的基本結(jié)構(gòu)和演化歷程。如同智能手機(jī)從 "大哥大" 到智能機(jī)的升級，CAR 也經(jīng)歷了多代優(yōu)化。

       2.1 CAR 的基本結(jié)構(gòu)：四個(gè)核心組件

       一個(gè)完整的 CAR 由四部分組成（圖 1A）：

       抗原結(jié)合域：位于細(xì)胞外，通常由單鏈抗體片段（scFv）構(gòu)成，負(fù)責(zé)識別腫瘤表面的特定抗原，是 CAR 的 "導(dǎo)航系統(tǒng)"。

       鉸鏈區(qū)：連接抗原結(jié)合域與跨膜域，提供結(jié)構(gòu)靈活性，確?？乖Y(jié)合域能高效識別抗原。

       跨膜域：將 CAR 錨定在 T 細(xì)胞膜上，維持其穩(wěn)定性和表面表達(dá)。

       胞內(nèi)信號域：位于細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)抗原結(jié)合域識別抗原后，該區(qū)域會啟動信號傳導(dǎo)，激活 T 細(xì)胞的殺傷功能（如釋放細(xì)胞因子、裂解癌細(xì)胞）。

       2.2 五代 CAR 的 "性能升級"

       根據(jù)胞內(nèi)信號域的組成，CAR 可分為五代，每一代都在功能上進(jìn)行了優(yōu)化（圖 2）：

       第一代 CAR：僅含 CD3ζ 或 FceRIg 信號域，無法產(chǎn)生足夠的 IL-2，需要外源性補(bǔ)充，導(dǎo)致 T 細(xì)胞增殖能力弱、存活時(shí)間短，臨床效果有限。

       第二代 CAR：在第一代基礎(chǔ)上增加了一個(gè)共刺激域（如 CD28、4-1BB），能提供更強(qiáng)的激活信號。例如，含 CD28 的 CAR-T 細(xì)胞增殖更快，含 4-1BB 的 CAR-T 細(xì)胞存活更久，大幅提升了抗腫瘤效果。

       第三代 CAR：整合了兩個(gè)共刺激域（如 CD28+4-1BB），兼顧增殖能力和存活時(shí)間。研究顯示，CD3ζ-CD28-4-1BB 組合的 CAR-T 細(xì)胞在清除腫瘤的同時(shí)，能長期存活以防止復(fù)發(fā)。

       第四代 CAR：新增了轉(zhuǎn)基因蛋白（如細(xì)胞因子 IL-12）的表達(dá)模塊，部分還加入了 "自殺基因"（如 Caspase 9）以提高安全性。例如，TRUCKs（T 細(xì)胞重定向用于 universal 細(xì)胞因子介導(dǎo)的殺傷）在識別腫瘤抗原后會釋放 IL-12，招募更多免疫細(xì)胞圍剿腫瘤，同時(shí)降低全身毒性。

       第五代 CAR：引入額外的膜受體（如 IL-2 受體），激活 JAK/STAT 通路，進(jìn)一步增強(qiáng) T 細(xì)胞的增殖和存活能力。部分第五代 CAR 還加入了 "開關(guān)" 系統(tǒng)，如依賴藥物（來那度胺）調(diào)控激活或關(guān)閉，提高治療的可控性。

       圖 1 CAR 的結(jié)構(gòu)與功能

       （A）CAR 由抗原結(jié)合域（scFv）、鉸鏈區(qū)、跨膜域和胞內(nèi)信號域組成；（B）CAR-T 細(xì)胞識別腫瘤抗原后，激活并殺傷癌細(xì)胞。

       圖 2 CAR 的五代分類

       各代 CAR 的區(qū)別在于胞內(nèi)信號域的組成，從第一代的單一信號域逐步升級為多共刺激域 + 調(diào)控模塊。

       三、CAR-T 細(xì)胞的 "軟件優(yōu)化"：修飾技術(shù)突破

       為了讓 CAR-T 細(xì)胞在實(shí)體瘤中 "更能打"，科學(xué)家對其進(jìn)行了多維度修飾，相當(dāng)于給 T 細(xì)胞裝上 "升級版軟件"。

       3.1 雙靶點(diǎn)識別：避免腫瘤 "逃避免疫"

       實(shí)體瘤的抗原異質(zhì)性常常導(dǎo)致 CAR-T 細(xì)胞 "撲空"-- 如果部分腫瘤細(xì)胞丟失目標(biāo)抗原，CAR-T 細(xì)胞就會失去攻擊目標(biāo)。為此，科學(xué)家開發(fā)了雙信號 CAR和串聯(lián) CAR：

       雙信號 CAR：一個(gè) T 細(xì)胞同時(shí)表達(dá)兩個(gè)不同的 CAR，分別識別兩種抗原（如圖 3A）。例如，針對神經(jīng)母細(xì)胞瘤的 GD2 和 B7-H3 雙靶點(diǎn) CAR-T 細(xì)胞，能同時(shí)清除表達(dá) GD2 或 B7-H3 的腫瘤細(xì)胞，降低復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

       串聯(lián) CAR：在一個(gè) CAR 中整合兩個(gè)抗原結(jié)合域（如圖 3B），可識別兩種抗原。例如，針對膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的 HER2/IL13Ra2/ EphA2 三靶點(diǎn)串聯(lián) CAR-T 細(xì)胞，能同時(shí)識別三種抗原，有效應(yīng)對腫瘤異質(zhì)性。

       3.2 邏輯門控系統(tǒng)：提高腫瘤識別精度

       為了減少 "誤殺" 正常細(xì)胞（即 "脫靶毒性"），科學(xué)家設(shè)計(jì)了組合抗原感應(yīng)電路，如同給 CAR-T 細(xì)胞裝上 "邏輯判斷系統(tǒng)"：

       "與門"CAR：只有當(dāng) T 細(xì)胞同時(shí)識別兩種腫瘤抗原時(shí)才被激活（圖 3C）。例如，通過 synNotch 受體和 CAR 的組合，當(dāng) T 細(xì)胞先識別抗原 A（如 EGFR），才會表達(dá)識別抗原 B（如 MUC1）的 CAR，確保只攻擊同時(shí)表達(dá) A 和 B 的腫瘤細(xì)胞，避免損傷僅表達(dá)單一抗原的正常細(xì)胞。

       "與非門"CAR：結(jié)合一個(gè)激活型 CAR 和一個(gè)抑制型 CAR（iCAR）。當(dāng) T 細(xì)胞識別腫瘤抗原（如 CEA）時(shí)激活，但若同時(shí)識別正常細(xì)胞抗原（如 CD46）則被抑制，進(jìn)一步降低脫靶毒性。

       3.3 納米抗體與 TCR 融合：提升識別效率

       傳統(tǒng) CAR 的抗原結(jié)合域依賴 scFv，但 scFv 可能導(dǎo)致 CAR 聚集或信號紊亂?？茖W(xué)家開發(fā)了基于納米抗體（VHH） 的 CAR（圖 3D）：納米抗體來自駱駝科動物的重鏈抗體，結(jié)構(gòu)更小、穩(wěn)定性更高，能更高效地識別腫瘤抗原，且不易聚集。

       此外，T 細(xì)胞受體融合構(gòu)建體（TRuCs） 將抗體結(jié)合域與 T 細(xì)胞自身的 TCR 融合（圖 3E），既保留了 CAR 的精準(zhǔn)識別能力，又能利用 TCR 的天然信號通路，降低細(xì)胞因子釋放過量的風(fēng)險(xiǎn)。例如，針對間皮素的 TRuC-T 細(xì)胞在臨床試驗(yàn)中展現(xiàn)出與第二代 CAR-T 相當(dāng)?shù)臍芰?，但?xì)胞因子釋放減少 50% 以上。

       圖 3 CAR-T 細(xì)胞的主要修飾方式

       （A）雙信號 CAR；（B）串聯(lián) CAR；（C）"與門" 邏輯 CAR；（D）納米抗體 CAR；（E）TCR 融合構(gòu)建體（TRuCs）。

       四、CAR-T 細(xì)胞的 "生產(chǎn)革命"：從 "定制" 到 "通用"

       CAR-T 療法的廣泛應(yīng)用曾受限于復(fù)雜的制造工藝：傳統(tǒng)方法需要從患者體內(nèi)提取 T 細(xì)胞，在體外改造和擴(kuò)增，耗時(shí)長達(dá) 2-4 周，且成本高昂（單療程費(fèi)用可達(dá)百萬美元）。近年來，制造工藝的革新讓 CAR-T 細(xì)胞更易獲取。

       4.1 自體 CAR-T 與異基因 CAR-T：兩種生產(chǎn)路線

       自體 CAR-T：使用患者自身的 T 細(xì)胞，優(yōu)點(diǎn)是不易引發(fā)免疫排斥，但缺點(diǎn)是如果患者 T 細(xì)胞功能差（如經(jīng)過多線化療后），CAR-T 療效會受影響，且制造周期長。

       異基因 CAR-T：使用健康供者的 T 細(xì)胞，可提前批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn) "現(xiàn)貨供應(yīng)"（圖 4）。為避免供者 T 細(xì)胞攻擊患者正常細(xì)胞（移植物抗宿主病），科學(xué)家通過 CRISPR-Cas9 技術(shù)敲除供者 T 細(xì)胞的 HLA 基因和 TCR 基因，同時(shí)敲除 PD-1 基因以增強(qiáng)抗瘤活性。目前，異基因 CAR-T 在實(shí)體瘤臨床試驗(yàn)中已顯示出可行性。

       4.2 非病毒載體與體內(nèi)制造：降低成本

       傳統(tǒng) CAR-T 制造依賴病毒載體（如慢病毒）導(dǎo)入 CAR 基因，成本高且存在插入突變風(fēng)險(xiǎn)。新型制造技術(shù)包括：

       Sleeping Beauty 轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)：通過非病毒質(zhì)粒將 CAR 基因?qū)?T 細(xì)胞，成本僅為病毒載體的 10%，且能在 28 天內(nèi)生產(chǎn)大量 CAR-T 細(xì)胞，已用于實(shí)體瘤臨床試驗(yàn)。

       mRNA 轉(zhuǎn)染：通過電穿孔將 CAR 的 mRNA 導(dǎo)入 T 細(xì)胞，實(shí)現(xiàn) CAR 的短期表達(dá)，降低長期毒性風(fēng)險(xiǎn)。例如，mRNA 修飾的間皮素 CAR-T 細(xì)胞在小鼠模型中能有效抑制實(shí)體瘤，且可多次輸注以維持療效。

       體內(nèi)制造：直接向患者體內(nèi)遞送 CAR 基因（如通過靶向 T 細(xì)胞的脂質(zhì)納米顆粒或腺相關(guān)病毒），讓 T 細(xì)胞在體內(nèi)完成改造，無需體外培養(yǎng)，大幅簡化流程。

       圖 4 異基因 CAR-T 細(xì)胞的生產(chǎn)流程

       從健康供者獲取 T 細(xì)胞，通過 CRISPR-Cas9 敲除 HLA、TCR 等基因，導(dǎo)入 CAR 基因后擴(kuò)增，可批量用于多個(gè)患者。

       五、實(shí)體瘤的 "精準(zhǔn)靶標(biāo)"：抗原選擇策略

       找到實(shí)體瘤特有的腫瘤特異性抗原（TSA） 或腫瘤相關(guān)抗原（TAA），是 CAR-T 療法成功的前提。理想的抗原應(yīng)在腫瘤細(xì)胞高表達(dá)，而在正常組織低表達(dá)，以減少脫靶毒性。

       5.1 已進(jìn)入臨床的熱門抗原

       目前，多項(xiàng)臨床試驗(yàn)針對實(shí)體瘤的特異性抗原展開，部分已顯示出潛力：

       EGFR/EGFRvIII：在非小細(xì)胞肺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中高表達(dá)。一項(xiàng)針對 EGFR 突變非小細(xì)胞肺癌的Ⅰ期試驗(yàn)顯示，4/14 患者達(dá)到部分緩解，8/14 患者病情穩(wěn)定。

       HER2：在乳腺癌、胃癌中常見。針對 HER2 陽性實(shí)體瘤的雙開關(guān) CAR-T 細(xì)胞試驗(yàn)中，5/9 患者的前列腺特異性抗原（PSA）下降 50% 以上，但因 1 例患者出現(xiàn) 4 級細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）而暫停。

       Claudin 18.2（CLDN18.2）：在胃癌、胰腺癌中高表達(dá)。一項(xiàng)針對 CLDN18.2 陽性胃腸道腫瘤的 Ⅰb 期試驗(yàn)顯示，客觀緩解率達(dá) 48.6%，疾病控制率 73.0%，且毒性可控。

       GD2：在神經(jīng)母細(xì)胞瘤、黑色素瘤中高表達(dá)。針對高風(fēng)險(xiǎn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的 Ⅰ/Ⅱ 期試驗(yàn)中，63% 的患者達(dá)到客觀緩解，其中 9 例完全緩解。

       5.2 新型抗原的發(fā)現(xiàn)：從基因剪接中找 "突破口"

       實(shí)體瘤常存在異常的RNA 剪接-- 同一基因通過不同剪接方式產(chǎn)生獨(dú)特的蛋白變體（剪接異構(gòu)體），這些變體可能僅在腫瘤細(xì)胞表達(dá)，成為理想靶點(diǎn)。

       例如，科學(xué)家開發(fā)的 IRIS 平臺，通過長讀長 RNA 測序分析腫瘤細(xì)胞的剪接異構(gòu)體，已發(fā)現(xiàn)多種實(shí)體瘤特異性剪接變體。這些變體作為抗原，可降低 CAR-T 療法的脫靶風(fēng)險(xiǎn)，目前已進(jìn)入臨床前研究。

       六、CAR-T 治療實(shí)體瘤的臨床試驗(yàn)：挑戰(zhàn)與亮點(diǎn)

       盡管實(shí)體瘤治療難度大，近年來的臨床試驗(yàn)仍展現(xiàn)出積極信號，同時(shí)也暴露了亟待解決的問題。

       6.1 療效亮點(diǎn)：部分患者實(shí)現(xiàn)長期緩解

       在間皮素（MSLN）陽性實(shí)體瘤（如惡性間皮瘤、胰腺癌）的試驗(yàn)中，11/15 患者病情穩(wěn)定，1 例患者腫瘤縮小持續(xù) 4.5 個(gè)月。通過胸腔內(nèi)注射（而非靜脈輸注），可提高 CAR-T 細(xì)胞在腫瘤部位的聚集，延長存活時(shí)間。

       在 Claudin 18.2 陽性胃癌中，CAR-T 細(xì)胞治療的客觀緩解率達(dá) 57.1%，部分患者緩解持續(xù)超過 1 年。

       在小細(xì)胞肺癌中，表達(dá) IL-18 的 DLL3 靶向 CAR-T 細(xì)胞能激活腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞，延長小鼠生存期，目前已進(jìn)入 Ⅰ 期試驗(yàn)。

       6.2 主要挑戰(zhàn)：毒性與腫瘤微環(huán)境

       細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）：CAR-T 細(xì)胞激活后大量釋放細(xì)胞因子（如 IL-6、IFN-γ），導(dǎo)致發(fā)熱、低血壓甚至多器官衰竭。在 HER2、PSMA 等靶點(diǎn)的試驗(yàn)中，約 30%-50% 的患者出現(xiàn) CRS，其中 10%-20% 為 3 級以上。

       免疫抑制性微環(huán)境：腫瘤微環(huán)境中的 TGF-β 會誘導(dǎo) CAR-T 細(xì)胞功能衰竭，而 PD-L1 的表達(dá)會抑制 T 細(xì)胞活性。例如，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，僅約 10% 的 CAR-T 細(xì)胞能穿透腫瘤微環(huán)境發(fā)揮作用。

       抗原丟失與復(fù)發(fā)：約 20%-30% 的患者因腫瘤抗原丟失導(dǎo)致復(fù)發(fā)，如 EGFRvIII 靶向 CAR-T 治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤時(shí)，部分腫瘤細(xì)胞會丟失 EGFRvIII 而逃逸。

       七、突破實(shí)體瘤壁壘：創(chuàng)新解決方案

       針對上述挑戰(zhàn)，科學(xué)家開發(fā)了多種創(chuàng)新策略，為 CAR-T 療法 "掃清障礙"。

       7.1 逆轉(zhuǎn)免疫抑制：給 CAR-T 細(xì)胞 "解套"

       基因編輯改造：通過 CRISPR-Cas9 敲除 CAR-T 細(xì)胞的 TGF-β 受體或 PD-1 基因，使其抵抗腫瘤微環(huán)境的抑制。例如，敲除 TGF-β 受體的 PSMA 靶向 CAR-T 細(xì)胞在前列腺癌模型中，抗腫瘤活性提升 2 倍以上。

       細(xì)胞因子武裝：讓 CAR-T 細(xì)胞分泌免疫刺激因子（如 IL-12、IL-18），招募并激活其他免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞），共同對抗腫瘤。例如，IL-12 武裝的 CAR-T 細(xì)胞在卵巢癌模型中，可使腫瘤縮小 80% 以上。

       7.2 增強(qiáng)腫瘤浸潤：為 CAR-T 細(xì)胞 "打開通道"

       表達(dá)趨化因子受體：讓 CAR-T 細(xì)胞表達(dá)腫瘤微環(huán)境中高濃度趨化因子的受體（如 CCR2、CXCR2），使其主動 "遷移" 到腫瘤部位。例如，表達(dá) CCR2b 的 GD2 靶向 CAR-T 細(xì)胞在神經(jīng)母細(xì)胞瘤模型中，腫瘤內(nèi)浸潤量增加 3 倍。

       降解腫瘤基質(zhì)：CAR-T 細(xì)胞分泌肝素酶等酶類，破壞腫瘤周圍的膠原纖維等基質(zhì)，打開物理屏障。例如，表達(dá)肝素酶的間皮素靶向 CAR-T 細(xì)胞在胰腺癌模型中，腫瘤穿透率提升 40%。

       7.3 降低毒性：給 CAR-T 細(xì)胞 "裝剎車"

       可控開關(guān)系統(tǒng)：設(shè)計(jì)依賴藥物調(diào)控的 CAR，如 "來那度胺門控 CAR"-- 只有在來那度胺存在時(shí)，CAR 才會激活，可通過調(diào)整藥物劑量控制 CAR-T 活性，降低 CRS 風(fēng)險(xiǎn)。

       自殺基因：在 CAR-T 細(xì)胞中插入自殺基因（如 Caspase 9），當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重毒性時(shí)，注射特定藥物即可誘導(dǎo) CAR-T 細(xì)胞凋亡，快速終止治療。

       八、未來展望：CAR-T 療法何時(shí)能攻克實(shí)體瘤？

       從目前的進(jìn)展來看，CAR-T 療法在實(shí)體瘤中的應(yīng)用已從 "不可能" 變?yōu)?"有可能"，但仍需突破最后幾道關(guān)卡：

       抗原篩選：需要發(fā)現(xiàn)更多實(shí)體瘤特異性抗原，降低脫靶毒性；

       聯(lián)合治療：將 CAR-T 與免疫檢查點(diǎn)抑制劑（如 PD-1 抗體）、放療等結(jié)合，協(xié)同增強(qiáng)療效；

       制造工藝：非病毒載體、體內(nèi)制造等技術(shù)的成熟將大幅降低成本，實(shí)現(xiàn) "普惠治療"。

       隨著這些技術(shù)的突破，我們有理由相信，在未來 5-10 年，CAR-T 療法將在部分實(shí)體瘤中實(shí)現(xiàn)常規(guī)應(yīng)用，為癌癥患者帶來新的希望。