IF=53！复旦大学章旭耀等团队合作取得新进展
来源：iNature 2025-12-26 09:35
这些发现将cmRNA定位为有效和可控的CAR表达的下一代mRNA模式，从而为释放mRNA技术在细胞免疫治疗和精准医学中的全部潜力提供了一个强大的平台。
基于信使RNA （mRNA）的嵌合抗原受体（CARs）的瞬时表达可获得最佳的安全性，并为解决基于病毒载体的CAR-T细胞疗法相关的现有挑战以及满足非癌性适应症的新兴医疗需求提供了有希望的机会。然而，传统的线性mRNA本质上是不稳定的，通常支持短暂的蛋白质表达，这可能会限制治疗活性。
2025年12月23日，复旦大学章旭耀、宾夕法尼亚大学华先欣、元码智药赵荟团队合作在Signal Transduction and Targeted Therapy 在线发表题为Scarless circular mRNA-based CAR-T cell therapy elicits superior antitumor efficacy的研究论文，该研究设计了一个高效的排列内含子外显子（PIE）平台来合成无痕的环状mRNA (cmRNA)，这种环状mRNA可以驱动具有较长持久性的强健CAR表达。无痕的设计避免了外来的连接序列，简化了可制造性，并潜在地减少了先天免疫感知。
与线性mRNA相比，cmRNA显著增加了人原代T细胞中抗CD19 CAR和抗GPRC5D CAR的表达量和持续时间。在功能上，基于cmRNA的CAR-T细胞比线性mRNA的细胞具有更强的抗肿瘤功效，这一点得到了平行证据的证明，包括体外抗原特异性细胞毒性、细胞因子释放、与持续激活和缺乏衰竭特征一致的转录组学模式，以及体内模型显示的肿瘤消除和延长生存期的益处。
总的来说，这些发现将cmRNA定位为有效和可控的CAR表达的下一代mRNA模式，从而为释放mRNA技术在细胞免疫治疗和精准医学中的全部潜力提供了一个强大的平台。
嵌合抗原受体（CARs）工程T细胞已被证明是免疫治疗的一个里程碑式的策略。自2017年以来，几种CAR-T细胞疗法已被FDA批准，重塑了血液系统恶性肿瘤的临床治疗格局。作为一种高度特异性清除CAR-T细胞识别的靶向细胞的通用平台，CAR-T细胞的治疗潜力远远超出了肿瘤学。最近的尝试正在将CAR-T细胞的应用范围扩大到非癌症适应症，如自身免疫性疾病、心脏纤维化和衰老。
尽管取得了这些显著的进展，但目前批准的CAR-T细胞疗法仍在不断引起主要的安全性问题，包括严重的细胞因子释放综合征（CRS）、免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）、靶向/非肿瘤毒性以及插入突变相关的继发性癌症。这些副作用在很大程度上可归因于基于病毒载体的CAR工程技术，这不可避免地导致与载体相关的副作用以及基因组整合和T细胞上永久CAR表达的风险。因此，为了克服上述挑战，人们一直致力于开发替代方案，包括非病毒平台、精确的CAR基因组整合（例如CRISPR-Cas）和基于mRNA的CAR表达。
在这些新兴技术中，基于mRNA的CAR表达具有独特的优势，包括瞬时蛋白表达、非病毒递送平台（如脂质纳米颗粒、LNPs）及多种药物模式（体外mRNA CAR-T和体内mRNA CAR）。值得注意的是，基于mRNA的CAR-T细胞在克服现有挑战和满足新出现的医疗需求方面的独特优势的风险-收益平衡是CAR-T细胞治疗非癌性适应症的最大考虑因素。此外，由于其简单、低成本和可接受的安全性，用CAR-编码mRNA设计T细胞为体外、低成本和安全的CAR-T细胞治疗发展提供了另一种策略。
在过去的十年里，人们一直致力于开发体外和体内基于mRNA的CAR-T细胞疗法。体外mRNA CAR-T细胞疗法已经在早期临床试验中被评估用于治疗恶性胸膜间皮瘤、胰腺癌、黑色素瘤和乳腺癌，这些研究共同证明了基于mRNA的CAR-T细胞疗法具有良好的安全性和可行性。最近，体内mRNA-CAR治疗候选药物MT-302进入临床试验（ClinicalTrials.gov: NCT05969041），代表了体内mRNA-CAR治疗的令人兴奋的前沿。
体外和体内合成真实无痕cmRNAs的稳定蛋白表达（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy ）
尽管基于mRNA的CAR-T细胞疗法在十年前就在临床进行了测试，但由于其疗效不佳，其临床转化在很大程度上受到限制。mRNA的瞬时表达在CAR-T细胞应用中是一把双刃剑。瓶颈在于线性mRNA在体内本质上是不稳定的，这不可避免地导致疗效持续时间短。与线性mRNA不同，环状mRNA （cmRNA）是共价封闭的环状RNA分子，比线性mRNA更稳定，可以在哺乳动物细胞中翻译更多的蛋白质。
从概念上讲，cmRNA可以延长T细胞表面CAR分子的翻译周期，从而获得比基于mRNA的CAR-T细胞更持久的疗效。因此，研究人员假设基于cmRNA的CAR能够在功能性免疫细胞的细胞膜上实现比线性mRNA更高、更持久的CAR表达，并有可能产生更有效的抗肿瘤免疫。
尽管cmRNAs是mRNA CAR-T细胞治疗的有希望的平台，但在体外合成没有额外序列插入的高产量cmRNAs仍然具有挑战性。例如，酶-连接酶（如T4 RNA连接酶）是广泛使用的环状化方法，但它们对于长RNA链（如mRNA）通常效率低下，并且在基于T7聚合酶的IVT过程中通常存在额外的序列附件。基于排列内含子-外显子（PIE）的核酶自剪接策略在圆化率方面具有优势，并且消除了序列不准确的问题。
然而，经典的PIE通常在生成的cmRNAs中插入长序列片段（长达186 nt，也称为无痕），这是触发环化反应所必需的。最近的一项研究优化了经典的PIE系统，将无痕缩短到27nt，同时保持相当的循环率。然而，这些引入的无痕来源于病毒PIE外显子，其不可预见的免疫原性为开发基于cmRNA的治疗方法带来了不可忽视的风险。最近的研究试图优化PIE来合成没有无痕的cmRNAs，但它们仍然受到循环产率的影响。
因此，该研究设计了一种高产没有无痕的PIE (Hi-Scarless-PIE)，用于合成没有无痕 cmRNA编码的CAR-T构建物，并进行了概念验证实验，在体外和体内模型中评估基于没有无痕 cmRNA的CAR-T细胞。该研究结果表明，基于没有无痕 cmRNA的CAR-T细胞疗法具有更好的抗肿瘤效果，并且比基于线性mRNA的CAR-T细胞疗法具有临床相关优势，这表明基于没无痕 cmRNA的CAR-T细胞疗法（cCAR-T细胞疗法）可能是基于mRNA的CAR-T细胞疗法的一个有前途的T细胞工程平台。
https://www.nature.com/articles/s41392-025-02512-4
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