摘要：

       

嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）治疗作为癌症免疫治疗领域的革命性技术，通过基因工程改造T细胞以特异性识别并杀伤靶细胞，已在血液恶性肿瘤治疗中取得里程碑式进展，并逐步向实体瘤、自身免疫病等难治性疾病领域拓展。

              

一、 CAR-T细胞治疗的核心机制与技术演化

      

（一）作用机制

        

CAR-T细胞的功能实现依赖于合成受体（CAR）介导的特异性识别与信号激活通路，其完整激活过程包含三个关键阶段：

              

1. 抗原识别：CAR的单链可变片段（scFv）区域与靶细胞表面抗原特异性结合，确保治疗的靶向性；

        

2. 信号转导：CAR胞内段的CD3ζ链免疫受体酪氨酸活化基序（ITAM）启动磷酸化级联反应，激活MAPK、PI3K-Akt及NF-κB等下游信号通路；

            

3. 效应阶段：激活后的CAR-T细胞通过穿孔素-颗粒酶途径或死亡受体介导的凋亡通路杀伤靶细胞，同时分泌IFN-γ等炎症因子，进一步增强局部免疫应答。

            

（二）技术演化历程 

       

CAR-T技术历经五代迭代，每一代均针对前序版本的缺陷进行核心优化：

            

第一代（1989年）：仅包含CD3ζ信号域，虽能启动T细胞激活，但缺乏共刺激信号，细胞增殖能力与持久性有限；

     

第二代（2002年）：引入CD28或4-1BB共刺激域，显著提升CAR-T细胞的体外扩增效率、体内存活时间及杀伤活性；

     

第三代（2010年）：整合双共刺激域（如CD28+4-1BB），进一步强化信号传导，增强细胞功能稳定性；

     

第四代（2015年）：新增免疫调节功能模块，可分泌IL-12、IL-15等细胞因子或表达抗PD-1单链可变片段，有效重塑免疫抑制性肿瘤微环境；

     

第五代（2020年）：引入细胞因子受体结构域（如截短的IL-2Rβ链）或JAK-STAT信号模块，实现CAR-T细胞的自主增殖与功能持续激活，同时整合逻辑门控构建体提升治疗精准性。

      

                                       

   图1：各代CAR-T细胞疗法

                        

二、 CAR-T细胞治疗面临的关键挑战

        

（一）毒性与安全性问题

          

CAR-T治疗的安全性风险主要包括：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）、脱靶毒性及继发性肿瘤风险。其中，CRS是最常见的急性不良反应，由IL-1、IL-6等炎症因子大量释放引发，在CD70-CAR-T临床试验中，67%的患者出现CRS，3-4级严重反应占3%，严重时可导致多器官功能障碍；ICANS表现为意识障碍、癫痫等症状，其发生与血脑屏障破坏及炎症因子浸润密切相关；脱靶毒性如CD19-CAR-T导致的长期B细胞发育不全，需通过免疫球蛋白替代治疗维持患者免疫功能；此外，病毒载体介导的基因整合可能诱发继发性T细胞恶性肿瘤，限制了治疗的长期安全性。

            

（二）实体瘤治疗瓶颈

       

相较于血液肿瘤，CAR-T细胞在实体瘤治疗中疗效受限，核心原因包括：

           

1. 免疫抑制性肿瘤微环境（TME）：实体瘤微环境中存在髓源性抑制细胞（MDSC）、调节性T细胞（Treg）等抑制性细胞亚群，同时缺氧、酸中毒等理化条件会直接抑制CAR-T细胞的浸润与功能；

              

2. 抗原异质性与逃逸：实体瘤细胞表面靶抗原表达不均一，部分肿瘤细胞可通过下调或丢失靶抗原实现免疫逃逸，导致治疗不完全；

       

3. T细胞耗竭：持续的抗原刺激会诱导CAR-T细胞表达PD-1、CTLA-4等耗竭相关分子，导致细胞增殖能力下降、杀伤活性减弱。

 

（三）生产与可及性限制

           

当前CAR-T治疗的临床转化面临显著的生产与成本挑战：自体CAR-T细胞制备流程复杂，中位制备周期长达108天，且单次治疗成本超过40万美元；此外，41%的淋巴瘤患者因疾病进展迅速，无法在制备周期内接受治疗。这些因素严重限制了CAR-T治疗的普惠性，亟需开发标准化、低成本的生产技术。

                 

三、 CAR-T细胞治疗的技术创新进展

         

 

           

图2：CAR-T细胞工程中的技术创新

                           

（一）新一代CAR结构优化

           

为提升治疗的精准性与安全性，研究者通过结构设计创新改造CAR分子：

                

• 信号优化：通过调控CAR胞内段电荷密度降低本底激活信号，增强细胞在体内的适应性； - 内源性信号激活CAR（ESMA-CAR）：通过招募内源性信号分子，显著提升对三阴性乳腺癌等实体瘤的靶向杀伤活性；

               

• 逻辑门控CAR：如SynNotch受体系统，需同时识别肿瘤细胞表面两种抗原才能启动激活，有效降低脱靶毒性，尤其在神经毒性防控方面展现出优势。

                     

（二）装甲与多功能CAR-T技术

       

通过赋予CAR-T细胞额外功能模块，增强其抗瘤活性与肿瘤微环境适应能力：

        

细胞因子武装：分泌IL-15、CCL19等细胞因子的CAR-T细胞，在胶质母细胞瘤模型中展现出更强的肿瘤浸润能力与长期存活优势；

        

多功能设计：如靶向HIV的M10 CAR-T细胞，兼具杀伤感染细胞、中和病毒颗粒及肿瘤归巢功能，为感染性疾病治疗提供了新思路；

            

抗耗竭工程：通过过表达c-Jun转录因子或敲除DGKα基因，可逆转CAR-T细胞的耗竭表型，恢复其增殖与杀伤功能。

                

（三）通用型（现货型）CAR-T技术

            

通用型CAR-T通过基因编辑技术打破自体细胞治疗的局限：利用CRISPR-Cas9技术敲除T细胞受体（TCR）及人类白细胞抗原（HLA）相关基因，显著降低移植物抗宿主病（GVHD）及宿主抗移植物反应（HvGR）风险；此外，模块化CAR平台如ELECTRIC CAR可实现多靶点协同识别，提升对异质性肿瘤的治疗效果，同时简化生产流程，为规模化应用奠定基础。

           

（四）体内CAR-T技术

             

体内CAR-T技术通过纳米颗粒或病毒载体直接在体内编程患者自身T细胞，无需体外细胞培养流程，极大简化了治疗环节。该技术的核心优势在于缩短治疗周期、降低生产成本，但目前仍面临预存免疫反应、基因组编辑安全性及体内剂量控制等挑战，需进一步优化载体设计与递送效率。

                       

四、 CAR-T细胞治疗的临床突破

       

（一）血液恶性肿瘤

         

CAR-T细胞在血液恶性肿瘤治疗中已实现成熟转化：CD19-CAR-T在儿童及年轻成人复发性/难治性B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）的ELIANA临床试验中，客观缓解率（ORR）达82%；针对多发性骨髓瘤的BCMA-CAR-T治疗，ORR高达84.6%，双靶点CAR-T产品GC012F更是实现100%ORR，显著改善了患者预后。

              

（二）实体瘤

        

近年来，实体瘤CAR-T治疗取得多项关键突破，核心靶点及疗效如下：Claudin 18.2靶向CAR-T治疗胃癌的ORR达38.8%，治疗胰腺癌的疾病控制率（DCR）为70.8%；GD2靶向CAR-T在神经母细胞瘤治疗中ORR为60%-63%，3年总体生存率（OS）达60%；GPC3靶向CAR-T治疗肝癌的ORR为33%，需通过优化CRS管理提升治疗安全性；B7-H3靶向CAR-T经颅内给药治疗弥漫性内生型桥脑胶质瘤（DIPG），将患者中位生存期延长至10.7个月，为中枢神经系统肿瘤治疗提供了新策略。

                   

（三）自身免疫病

             

CAR-T治疗已从肿瘤领域拓展至自身免疫病（AID）治疗：在系统性红斑狼疮患者中，CD19-CAR-T治疗实现100%临床缓解，15例患者均成功停药并维持缓解状态；通用型TyU19 CAR-T在免疫性肌病治疗中，有效逆转患者肌无力症状及组织纤维化，为自身免疫病的精准治疗开辟了新路径。

                 

五、未来展望与发展方向

            

                                                             

图3：CAR-T细胞治疗的未来前景和潜在策略

                             

（一）CAR设计与细胞工程优化

              

未来CAR设计将更加注重多功能整合与微环境适应性：开发微环境激活型CAR（如MEAT细胞），仅在肿瘤特异性微环境中启动激活，进一步降低脱靶风险；整合细胞因子分泌、免疫检查点调控等多重功能模块，提升CAR-T细胞在复杂微环境中的存活与杀伤能力。精准基因编辑技术将持续赋能细胞工程，通过CRISPR技术敲除NR4A、CTLA-4等耗竭相关基因，或增强细胞代谢适应性，以抵抗肿瘤微环境的抑制作用。

         

（二）联合治疗策略

               

联合治疗是突破CAR-T治疗瓶颈的关键方向：与免疫检查点抑制剂（如抗PD-1抗体）联合使用，可有效逆转T细胞耗竭；结合溶瘤病毒或STING激动剂，能够重塑肿瘤微环境，将"冷肿瘤"转化为"热肿瘤"，增强CAR-T细胞浸润；此外，CAR-T治疗与放疗、化疗的协同应用，有望进一步提升治疗效果，尤其在实体瘤的局部控制方面展现出潜力。

                

（三）规模化生产与成本控制

               

为提升CAR-T治疗的可及性，规模化生产技术将成为研发重点：自动化生物反应器（如CliniMACS Prodigy）的应用的可标准化生产流程，降低人为误差；非病毒载体（如转座子系统）替代传统病毒载体，可简化制备工艺并降低生产成本；通用型CAR-T的规模化生产将彻底改变当前自体治疗的局限，实现"现货供应"，满足更多患者的治疗需求。

             

（四）非肿瘤领域应用拓展  

                   

CAR-T治疗的应用场景正从肿瘤向更多难治性疾病延伸：在感染性疾病领域，靶向HIV感染细胞的M10 CAR-T已展现出抗病毒潜力；在纤维化疾病治疗中，抗FAP-CAR-T可有效逆转肝纤维化，为慢性炎症相关疾病提供新的治疗策略；此外，CAR-T技术在自身免疫病、器官移植排斥反应等领域的应用研究也在持续推进，有望成为多领域疾病治疗的通用技术平台。

                 

六、CAR-T细胞治疗科研服务 

             

CAR-T细胞治疗作为基因治疗与免疫治疗的交叉融合技术，已在血液恶性肿瘤治疗中确立核心地位，并通过技术创新逐步突破实体瘤、自身免疫病等领域的治疗瓶颈。尽管当前仍面临毒性控制、生产可及性等挑战，但新一代CAR结构设计、通用型技术、体内工程及联合治疗策略的发展，正推动CAR-T治疗向更安全、高效、普惠的方向演进。

              

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