无需体外培养！体内 CAR-T：癌症治疗的“即插即用”革命

在癌症治疗领域，CAR-T 细胞疗法已成为革命性突破，但传统的体外 CAR-T 疗法因制造复杂、成本高昂、耗时漫长等问题难以广泛应用。近年来，体内 CAR-T 细胞疗法通过直接在患者体内对 T 细胞进行基因改造，成为解决上述难题的关键方向。本文系统梳理了体内 CAR-T 疗法的发展背景、技术原理、基因递送系统的分类与应用，以及当前的研究进展与临床成果。同时，深入分析了该疗法面临的基因递送安全性、T 细胞持久性、实体瘤微环境等挑战，并探讨了潜在的解决策略。随着基因编辑技术和靶向递送系统的优化，体内 CAR-T 疗法有望成为未来癌症免疫治疗的核心手段，为患者提供更高效、安全且可及的治疗选择。

一、癌症治疗的困境与 CAR-T 疗法的崛起

癌症作为全球健康的重大威胁，传统治疗手段如手术、放疗、化疗在晚期或难治性癌症中效果有限。近年来，免疫疗法通过激活人体自身免疫系统对抗肿瘤，展现出显著优势。其中，CAR-T 细胞疗法作为免疫疗法的 “明星”，通过基因工程改造 T 细胞，使其能精准识别并消灭癌细胞，彻底改变了血液肿瘤的治疗格局。

CAR-T 细胞的核心是嵌合抗原受体（CAR），这一人工受体由抗原结合域、铰链区、跨膜区和胞内信号域组成（图 1）。抗原结合域通常来自单克隆抗体的单链可变片段（scFv），能像 “导航系统” 一样定位癌细胞；胞内信号域则负责激活 T 细胞的杀伤功能，如 CD3ζ 链和共刺激分子（CD28、4-1BB 等）。

图 1：CAR 结构的演化

第一代 CAR仅含 CD3ζ 信号域，T 细胞激活能力弱；第二代加入一个共刺激域（如 CD28），增强了 T 细胞增殖能力；第三代叠加多个共刺激域，但疗效未达预期；第四代能分泌细胞因子（如 IL-12），增强肿瘤局部免疫反应；第五代引入细胞因子受体域（如 IL-2 受体），进一步提升 T 细胞活化效率，或通过药物调控开关精准控制其功能。

二、传统体外 CAR-T 疗法的局限：为何需要 “体内改造”？

目前获批的 CAR-T 疗法多采用体外改造策略：从患者血液中分离 T 细胞，在体外通过病毒或非病毒载体导入 CAR 基因，扩增后回输患者体内（图 2）。该疗法在白血病、淋巴瘤等血液肿瘤中疗效显著，但存在难以克服的缺陷：

制造复杂且成本高昂：体外培养需严格的 GMP 环境和临床级试剂，生产流程长达数周，单疗程费用可达数十万美元，限制了普及性。

时间窗口紧迫：晚期患者常因等待治疗而病情恶化，部分患者甚至在 CAR-T 细胞制备期间失去治疗机会。

图 2：体外与体内 CAR-T 疗法流程对比

左：体外 CAR-T 需经历 “采血 - 改造 - 扩增 - 回输” 多步骤；右：体内 CAR-T 通过静脉注射载体，直接在体内完成 T 细胞改造，无需体外操作。

三、体内 CAR-T 疗法：无需体外培养的 “即插即用” 革命

为突破体外疗法的局限，体内 CAR-T 疗法应运而生：通过靶向基因递送系统，将 CAR 基因直接导入患者体内的 T 细胞，使其在体内 “就地改造” 为 CAR-T 细胞（图 2 右）。这一策略的核心优势包括：

省去体外培养步骤：无需分离和扩增 T 细胞，大幅缩短治疗周期（从数周缩减至数天），降低成本。

减少 T 细胞耗竭：体外操作可能导致 T 细胞功能受损，而体内改造的 T 细胞更贴近生理状态，持久性更强。

例如，在急性淋巴细胞白血病小鼠模型中，通过静脉注射携带 CAR 基因的腺相关病毒（AAV），成功在体内生成 CAR-T 细胞，高效清除白血病细胞且无明显全身毒性，为临床转化奠定了基础。

四、基因递送系统：体内 CAR-T 的 “运输车”

体内 CAR-T 的核心是安全高效的基因递送系统，需满足 T 细胞靶向性、低毒性、高转导效率等要求。目前主要分为病毒载体和非病毒载体两大类（图 3，表 1）。

图 3：体内 CAR-T 递送载体分类

病毒载体以慢病毒和 AAV 为主，非病毒载体包括脂质纳米颗粒（LNP）、聚合物纳米载体和外泌体。

表 1：体内 CAR-T 递送载体的分类与特点

（一）病毒载体：高效但需平衡安全

慢病毒载体：通过改造包膜蛋白（如替换为抗 CD3 scFv）实现 T 细胞靶向，无需激活 T 细胞即可高效转导。例如，Umoja 公司的VivoVec 平台采用 cocal 假型慢病毒，表面展示抗 CD3 scFv，在人源化小鼠中成功生成抗 CD19 CAR-T 细胞，有效清除 B 细胞且安全性良好。

AAV 载体：无整合风险，免疫原性低，适合短期表达。通过衣壳改造（如 AAV-DJ）可增强 T 细胞转导效率，在小鼠模型中实现 CAR-T 细胞体内生成，抑制 T 细胞白血病生长。

图 4：体内 CAR-T 细胞的病毒递送系统

（二）非病毒载体：安全且易于规模化生产

聚合物纳米载体：如 PBAE 载体可高效包裹 CAR mRNA，系统给药后延长小鼠生存期，尤其在实体瘤中因穿透能力强而具优势。

外泌体：天然来源的纳米囊泡，经工程化改造后表面表达抗 CD3/CD28 scFv，靶向 T 细胞并递送 CAR mRNA，在体内诱导抗瘤活性。

五、临床突破：体内 CAR-T 从实验室走向患者

近年来，体内 CAR-T 疗法的临床转化取得显著进展，在血液肿瘤和实体瘤中均展现出潜力：

（一）血液肿瘤：疗效与安全性双优

UB-VV100（Umoja）：在非人灵长类动物中，静脉注射编码抗 CD20 CAR 的 VivoVec 颗粒，实现 B 细胞长期耗竭，无严重毒性。

ESO-T01：针对复发/难治性多发性骨髓瘤的Ⅰ期试验中，4 例患者中 2 例达到严格完全缓解，2 例部分缓解，CAR-T 细胞在多组织中检出，证实体内生成与扩增能力。

（二）实体瘤：突破微环境壁垒

实体瘤因免疫抑制微环境（如 Tregs、MDSCs 浸润）和纤维化屏障，对 CAR-T 疗法抗性强。体内 CAR-T 通过局部递送策略取得突破：

淋巴节点样支架：将 CAR-T 细胞与支架结合植入肿瘤附近，促进其扩增并增强肿瘤浸润，在小鼠模型中显著抑制实体瘤生长。

MASTER 平台：可植入的藻酸盐支架负载 T 细胞和 CAR 基因载体，1 天内完成体内 CAR-T 生成，有效控制淋巴瘤生长。

表 2：针对恶性肿瘤的体内 CAR-T 疗法临床试验

六、挑战与应对：体内 CAR-T 的 “拦路虎” 如何解决？

尽管前景广阔，体内 CAR-T 仍面临多重挑战，研究者已提出针对性解决方案：

（一）基因递送的安全性

插入突变风险：慢病毒整合可能导致致癌基因激活，通过优化启动子和增强子可降低风险。

（二）T 细胞耗竭与持久性

优化 CAR 结构：引入 4-1BB 共刺激域增强 T 细胞存活；第五代 CAR 通过细胞因子受体域提升活化效率。

（三）实体瘤微环境的阻碍

重塑微环境：使用血管破坏剂（如 CA4P）改善肿瘤血流，增强 CAR-T 浸润；靶向 TGF-β、IL-10 等抑制性细胞因子。

多靶点设计：双特异性 CAR 同时识别多个肿瘤抗原，减少抗原逃逸；第四代 CAR 分泌 IL-12 等细胞因子，逆转免疫抑制。

七、未来展望：从 “个体化” 到 “大众化” 的跨越

体内 CAR-T 疗法正朝着更高效、安全、普惠的方向发展：

技术融合：结合多组学分析筛选肿瘤特异性抗原，利用AI 设计优化载体（如预测 LNP 最佳结构），加速疗法迭代。