综述:基因组编辑的同种异体CAR-T细胞:下一代癌症免疫疗法

时间:2025年10月26日
来源:Journal of Hematology & Oncology

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本综述系统阐述了通用型同种异体CAR-T细胞疗法的最新进展,聚焦于基因编辑工具(如CRISPR/Cas9、TALENs)、制造工艺创新及临床试验成果。文章深入分析了移植物抗宿主病(GVHD)、宿主抗移植物反应(HVGR)等关键瓶颈,并探讨了针对实体瘤的肿瘤微环境(TME)抑制、 trafficking障碍等挑战的应对策略。作者总结了主流基因编辑平台的优势与局限,并展望了体内CAR-T工程等前沿方向,为下一代“现货型”癌症免疫治疗的临床转化提供了重要见解。

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基因组编辑的同种异体CAR-T细胞:下一代癌症免疫疗法
背景
嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法已成为癌症免疫治疗领域的突破性进展,尤其在急性淋巴细胞白血病(ALL)和弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)等血液恶性肿瘤中显示出显著的临床成功。然而,自体CAR-T细胞的临床应用面临成本高昂、制备周期长以及患者T细胞储备不足等挑战。源自健康供者的通用型同种异体CAR-T细胞(“现货型”疗法)通过批量生产有望克服这些障碍,实现更快速、可扩展且成本更低的治疗。尽管如此,其发展仍面临GVHD、HVGR、脱靶效应、基因毒性以及制造可扩展性等关键挑战。
同种异体CAR-T疗法的关键挑战
GVHD和HVGR是同种异体CAR-T疗法的主要临床障碍。GVHD由供者T细胞通过其T细胞受体(TCR)识别宿主同种异体抗原引发,而HVGR则由宿主免疫系统(T细胞和NK细胞)介导对输注CAR-T细胞的排斥。为缓解GVHD,主要策略包括通过基因编辑技术(如CRISPR/Cas9、TALENs)靶向破坏TCRαβ恒定区基因(如TRAC、TRBC)或去除残留TCRαβ+细胞。为解决HVGR,策略包括使用HLA匹配供者、敲除β2-微球蛋白(B2M)以抑制HLA I类分子表达、或敲除HLA II类分子转录激活因子(如CIITA)等。此外,替代细胞疗法(如CAR-NK细胞、γδT细胞、NKT细胞)因其MHC非限制性而展现出规避GVHD的潜力。
用于同种异体CAR-T细胞的基因编辑
基因编辑工具如同“分子剪刀”,可精确修饰T细胞基因组。主流技术包括:
  • ZFNs/TALENs:蛋白-DNA依赖性核酸酶,通过FokI内切酶结构域诱导DNA双链断裂(DSBs)。
  • CRISPR系统:RNA引导的Cas9核酸酶,通过sgRNA识别靶序列并切割DNA,具有设计灵活、效率高的优点。高保真变体(如chRDNA-guide、Cas-CLOVER)可降低脱靶风险。
  • 碱基编辑/先导编辑:无需DSBs即可实现精确的碱基转换或小片段插入/缺失,理论上更安全,但编辑范围和效率仍需优化。
    脱靶效应和基因毒性(如染色体易位)是安全性的核心关切。监测策略包括全基因组测序(WGS)、DISCOVER-seq、PEAC-seq等先进技术,以识别和评估意外遗传 alterations。
同种异体CAR-T细胞的来源/亚群筛选
除外周血单个核细胞(PBMCs)外,多种细胞来源被探索:
  • 脐带血(UCB)T细胞:具有初始表型,免疫原性低,GVHD风险较小。
  • 诱导多能干细胞(iPSCs):可无限自我更新,分化为T细胞或NK细胞,便于建立HLA匹配细胞库。
  • γδT细胞/NKT细胞:非MHC限制性,天然低免疫原性,具有固有抗肿瘤活性,例如Vδ2 T细胞或iNKT细胞。
  • 细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK细胞):异质性群体,兼具T细胞和NK细胞特性。
  • 病毒特异性记忆T(VST)细胞:对特定病毒(如EBV、CMV)具有记忆性,可降低GVHD风险。
基因递送效率
高效的基因递送系统对CAR-T细胞生产至关重要:
  • 病毒载体:慢病毒载体(LV)和γ-逆转录病毒载体可实现CAR基因的稳定整合,但存在插入突变风险。
  • 非病毒系统:转座子系统(如Sleeping Beauty、PiggyBac)、mRNA电转染、DNA纳米载体等,具有更低免疫原性和更易规模化生产的潜力。
  • 体内CAR-T工程:通过靶向递送系统(如仿生纳米颗粒、病毒模拟融合纳米囊泡)直接在体内重编程T细胞,可大幅缩短制备时间。
血液恶性肿瘤的临床试验
同种异体CAR-T疗法在复发/难治性(R/R)B细胞恶性肿瘤、T细胞恶性肿瘤和多发性骨髓瘤(MM)中取得显著进展:
  • B细胞恶性肿瘤:靶向CD19的UCART19(TALENs编辑TRAC和CD52)在B-ALL患者中达到48%的完全缓解(CR)率;ALLO-501(CRISPR编辑TRAC和CD52)在LBCL和FL患者中分别达到46.2%和52.2%的CR率。
  • 浆细胞恶性肿瘤:靶向BCMA的ALLO-715和P-BCMA-ALLO1在MM患者中显示出高缓解率(ORR 70.8%-90%)。
  • T细胞恶性肿瘤:靶向CD7的BE-CAR7(碱基编辑多重敲除TRBC、CD52、CD7)和RD13-01(CRISPR敲除TRAC、CD7、CIITA)在T-ALL患者中诱导了深度缓解。
  • 双靶向策略:如GC502(CD19/CD7)、UCART20x22(CD20/CD22)、CTA101(CD19/CD22)可降低抗原逃逸导致的复发风险。
    关键影响因素包括淋巴细胞清除方案(如FCA方案:氟达拉滨+环磷酰胺+ALLO-647)、基因编辑效率、细胞来源和产品持久性。
实体瘤的挑战与展望
同种异体CAR-T疗法在实体瘤中的应用仍面临巨大挑战:
  • 免疫抑制性TME:包括M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、髓源性抑制细胞(MDSCs)、调节性T细胞(Tregs)的浸润,以及TGF-β、腺苷等免疫抑制因子。
  • 物理屏障:异常血管化、细胞外基质(ECM)沉积和间质流体压力阻碍CAR-T细胞浸润。
  • 抗原异质性和靶点稀缺:理想肿瘤特异性抗原(TSA)有限。
    应对策略包括:
  • 工程化改造:使CAR-T细胞表达特定趋化因子受体(如CXCR2、CCR4)、敲除TGFBR2以抵抗抑制信号、共表达细胞因子(如IL-12、IL-15)以增强功能。
  • 新型靶点探索:如Claudin18.2、GUCY2C、GPC3、ICAM-1等在胃癌、结直肠癌、肝癌、甲状腺癌中显示出潜力。
  • 联合疗法:与免疫检查点抑制剂(如抗PD-1/L1)、局部放疗、溶瘤病毒(OVs)等联用,可逆转TME抑制并改善CAR-T细胞活性。
  • 智能CAR设计:如感应TME因素(缺氧、高ATP)的调控回路,实现局部特异性激活。
未来展望
通用型同种异体CAR-T细胞疗法有望彻底改变癌症治疗格局。通过持续优化基因编辑工具、制造工艺和联合策略,解决安全性、有效性和可及性挑战,这些“现货型”疗法将为更广泛的患者提供新的希望,特别是在攻克实体瘤和降低治疗成本方面。体内CAR-T工程等颠覆性技术可能进一步推动该领域向更便捷、普惠的方向发展。

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