肝细胞癌（HCC）是全球范围内发病率与死亡率居高不下的恶性肿瘤，晚期患者经靶向、免疫治疗后仍易出现耐药，后线治疗选择十分有限。嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）在血液肿瘤中取得突破性疗效，但在实体瘤中始终受限于肿瘤免疫抑制微环境、靶点异质性丢失、T 细胞耗竭等多重障碍。
Glypican-3（GPC3）是 HCC 细胞表面高特异性表达的膜蛋白，正常肝组织几乎不表达，是实体瘤 CAR-T 的理想靶点；而转化生长因子 β（TGF-β）是 HCC 肿瘤微环境中核心的免疫抑制因子，可直接抑制 CAR-T 细胞的增殖、杀伤与细胞因子分泌。近期发表于Nature（IF=48.5）的研究团队研发了携带显性负相 TGFβ 受体 II（dnTGFβRII）的 GPC3 特异性装甲型 CAR-T 细胞 C-CAR031，完成了首个人体 I 期临床研究，并借助 DSP 空间多组学技术从空间维度系统解析了 CAR-T 治疗的耐药分子机制，为实体瘤 CAR-T 的优化与联合治疗提供了关键依据。
一、dnTGFβRII 装甲设计：突破 TGFβ 介导的免疫抑制
C-CAR031 通过在同一启动子下共表达 GPC3 靶向 CAR 与截短型 dnTGFβRII，使 CAR-T 细胞获得抵抗 TGFβ 免疫抑制的能力：dnTGFβRII 可竞争性结合 TGFβ 但不传递下游磷酸化信号，阻断 SMAD2/3 通路激活，从源头避免 TGFβ 诱导的 T 细胞功能抑制。
临床前实验证实，与普通 GPC3 CAR-T 相比，C-CAR031 在高浓度 TGFβ 环境下仍能维持增殖能力与 IFNγ 等效应因子分泌，下调 PD-1、LAG3 等耗竭标志物表达；在 TGFβ 高表达的 HCC 异种移植模型与患者来源类器官模型中，均展现出更优的肿瘤清除能力与体内持久性。
二、临床 I 期研究：晚期多线治疗 HCC 的疗效与安全性
该研究纳入 36 例经多线治疗失败的晚期 GPC3 阳性 HCC 患者，设置 0.75×10⁶、1.5×10⁶、2.5×10⁶、4.0×10⁶ cells/kg 四个剂量梯度，评估 C-CAR031 的安全性与初步疗效。
1、安全性整体可控
94.4% 的患者出现细胞因子释放综合征（CRS），其中绝大多数为 1-2 级，仅 2 例高剂量组患者出现 3 级 CRS；全程未观察到免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）。3 级及以上非血液学不良反应发生率低，整体安全谱符合现有 CAR-T 产品的预期，无治疗相关死亡事件。
94.4% 的患者出现细胞因子释放综合征（CRS），其中绝大多数为 1-2 级，仅 2 例高剂量组患者出现 3 级 CRS；全程未观察到免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）。3 级及以上非血液学不良反应发生率低，整体安全谱符合现有 CAR-T 产品的预期，无治疗相关死亡事件。
2、疗效表现超出后线治疗预期
截至数据截止，整体客观缓解率（ORR）达 44.4%，疾病控制率（DCR）为 91.7%；中位缓解持续时间（DOR）4.4 个月，中位无进展生存期（PFS）4.2 个月，中位总生存期（OS）达 14.2 个月。对于既往接受过至少 3 线系统治疗的晚期 HCC 患者，该疗效显著优于现有后线标准治疗方案，展现出良好的临床转化潜力。
截至数据截止，整体客观缓解率（ORR）达 44.4%，疾病控制率（DCR）为 91.7%；中位缓解持续时间（DOR）4.4 个月，中位无进展生存期（PFS）4.2 个月，中位总生存期（OS）达 14.2 个月。对于既往接受过至少 3 线系统治疗的晚期 HCC 患者，该疗效显著优于现有后线标准治疗方案，展现出良好的临床转化潜力。
三、DSP 空间多组学：原位解析 CAR-T 耐药的核心机制
实体瘤的空间异质性是 CAR-T 耐药的关键诱因，传统批量测序无法区分肿瘤细胞区、基质区与免疫细胞区的分子差异。研究采用数字空间谱（DSP）空间转录组技术，对 20 例患者的 35 份治疗前后肿瘤组织切片进行分区测序，精准对比响应组（PR）与无响应组（Non-PR）的肿瘤微环境差异，从空间维度揭示了两大核心耐药机制：
1、肿瘤细胞层面：GPC3 丢失与 TGFβ 富集驱动耐药
治疗后两组肿瘤细胞的 GPC3 表达均出现下调，但无响应组肿瘤区域 TGFB1 表达特异性升高；结合通路富集分析，无响应组肿瘤细胞富集氧化磷酸化、MYC 激活、IFNγ 应答等耐药相关通路，而响应组抗原呈递、细胞凋亡、DNA 修复通路显著上调，提示肿瘤细胞通过抗原丢失、上调 TGFβ 构建抑制微环境，逃逸 CAR-T 杀伤。
治疗后两组肿瘤细胞的 GPC3 表达均出现下调，但无响应组肿瘤区域 TGFB1 表达特异性升高；结合通路富集分析，无响应组肿瘤细胞富集氧化磷酸化、MYC 激活、IFNγ 应答等耐药相关通路，而响应组抗原呈递、细胞凋亡、DNA 修复通路显著上调，提示肿瘤细胞通过抗原丢失、上调 TGFβ 构建抑制微环境，逃逸 CAR-T 杀伤。
2、免疫微环境层面：T 细胞耗竭与趋化轴失衡
研究进一步结合 Xenium 原位空间转录组技术，在单细胞分辨率下解析微环境细胞组成：无响应组中效应 T 细胞比例显著降低，终末耗竭 T 细胞占比升高；响应组肿瘤浸润 T 细胞更丰富，且 T 细胞表面 CCR5 表达显著上调。
研究进一步结合 Xenium 原位空间转录组技术，在单细胞分辨率下解析微环境细胞组成：无响应组中效应 T 细胞比例显著降低，终末耗竭 T 细胞占比升高；响应组肿瘤浸润 T 细胞更丰富，且 T 细胞表面 CCR5 表达显著上调。
功能验证显示，CAR-T 杀伤肿瘤细胞后释放的 IFNγ 可诱导肿瘤细胞分泌 CCL3、CCL5，二者通过结合 T 细胞表面 CCR5 招募更多 CAR-T 浸润，形成正反馈免疫环路；而高 TGFβ 环境会抑制该趋化轴功能，减少 CAR-T 的肿瘤浸润与活化，最终导致治疗耐药。
3、空间细胞邻域的表型差异
响应组样本中肿瘤细胞周围环绕大量免疫细胞，形成免疫活化型细胞邻域；无响应组肿瘤细胞呈致密团簇状聚集，TGFβ 信号在肿瘤与基质细胞中广泛激活，巨噬细胞、中性粒细胞呈现免疫抑制表型，共同构成免疫排斥型微环境，阻碍 CAR-T 发挥功能。
响应组样本中肿瘤细胞周围环绕大量免疫细胞，形成免疫活化型细胞邻域；无响应组肿瘤细胞呈致密团簇状聚集，TGFβ 信号在肿瘤与基质细胞中广泛激活，巨噬细胞、中性粒细胞呈现免疫抑制表型，共同构成免疫排斥型微环境，阻碍 CAR-T 发挥功能。
四、转化价值：空间组学助力实体瘤 CAR-T 治疗优化
本研究不仅证实了 dnTGFβRII 装甲 GPC3 CAR-T 在晚期 HCC 中的临床价值，更通过空间多组学技术完整绘制了耐药状态下的肿瘤微环境空间图谱，为后续治疗优化提供了明确方向：如联合 TGFβ 抑制剂、免疫检查点抑制剂解除微环境抑制，或通过基因编辑进一步强化 CAR-T 的趋化与浸润能力，有望进一步提升实体瘤 CAR-T 的疗效。
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