综述：基于纳米颗粒的CAR-T细胞免疫治疗策略：挑战、意义与展望

本综述系统阐述了纳米颗粒（NPs）在优化嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法中的创新策略。文章深入分析了CAR-T技术在血液肿瘤治疗中的突破性进展及其在实体瘤应用面临的制造工艺复杂、肿瘤微环境（TME）抑制及免疫毒性等挑战，重点探讨了NPs凭借其精准递送、免疫调节及多功能集成能力，在优化基因修饰、增强肿瘤部位浸润、调控免疫抑制微环境、克服肿瘤抗原异质性以及实现实时监测与动态调控等方面的协同机制。最后展望了人工智能（AI）在该领域的整合前景，为推进个性化免疫治疗提供了理论依据。

CAR-T细胞疗法的基本框架与挑战

嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法在血液恶性肿瘤治疗中取得显著进展，但其广泛应用仍面临制造工艺复杂、实体瘤微环境屏障及免疫毒性等挑战。CAR结构包含靶向肿瘤抗原的单链可变区片段（scFv）、胞外结构域（ECD）、跨膜结构域（TMD）、铰链区（HD）及胞内信号域。CAR-T细胞通过穿孔素-颗粒酶途径、细胞因子释放及Fas/Fas配体（FasL）通路杀伤肿瘤细胞，其中颗粒酶B通过穿孔素形成的膜孔进入肿瘤细胞，激活caspase-3并切割gasdermin E（GSDME），诱发焦亡（pyroptosis），释放损伤相关分子模式（DAMPs），进而放大抗肿瘤免疫应答。CAR-T技术已发展至第五代，但实体瘤治疗仍存在浸润不足、免疫抑制微环境及抗原异质性等瓶颈。

纳米颗粒与CAR-T疗法的协同机制

纳米颗粒（NPs）凭借其尺寸效应、高比表面积及精准递送能力，为突破CAR-T疗法局限提供了创新策略。在CAR-T细胞工程化方面，NPs通过非病毒载体（如脂质纳米颗粒LNPs）实现高效基因递送，替代传统病毒载体和电穿孔技术，降低基因毒性和生产成本。例如，可电离脂质纳米颗粒（LNPs）递送CAR mRNA至T细胞，体外转染效率达22.6%，其生成的CAR-T细胞具有与慢病毒相当的抗肿瘤活性。NPs还可模拟人工抗原呈递细胞（aAPCs），通过表面修饰CD3/CD28抗体直接激活T细胞，将制备时间从48小时缩短至24小时。此外，选择性器官靶向（SORT）技术通过调控NPs组分实现脾脏特异性mRNA递送，在小鼠B细胞淋巴瘤模型中成功诱导原位CAR-T细胞生成。

在增强抗肿瘤疗效方面，NPs通过多种策略改善CAR-T细胞功能：

1. 1.
   促进肿瘤部位聚集：IL-12纳米刺激器（INSs）通过生物正交偶联与CAR-T细胞形成复合物，在肿瘤微环境中响应性释放IL-12，驱动CCL2、CCL5和CXCL10等趋化因子分泌，招募CD8⁺ CAR-T细胞。
2. 2.
   逆转免疫抑制微环境：CaCO₃纳米颗粒构建的胶体微反应器（CCaPCSs）通过中和酸性环境及催化H₂O₂分解缓解缺氧，减少乳酸积累；而金/聚多巴胺纳米颗粒（Au/PDA NPs）负载辣根过氧化物酶（HRP）和Ag₂S量子点，通过声动力疗法（SDT）诱导免疫原性细胞死亡（ICD），并抑制糖酵解以改善代谢微环境。
3. 3.
   克服抗原异质性：多功能NPs如靶向FGFR4的纳米抗体（Nb）与铁蛋白（h-HFn）复合物，通过双靶向（FGFR4和CD71）增强对胃癌细胞的识别；而融合抗原纳米颗粒（F-AgNPs）通过膜融合在肿瘤细胞表面修饰外源抗原，实现靶向重定向通用CAR-T（TRUE CAR-T）疗法。

CAR-T疗法的监控与安全性调控

NPs为CAR-T细胞的实时追踪和功能调控提供了关键技术支撑。超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）标记CAR-T细胞后，可通过磁共振成像（MRI）和磁粒子成像（MPI）动态监测其在肿瘤组织的分布。为控制疗法相关毒性（如细胞因子释放综合征CRS和免疫效应细胞相关神经毒性综合征ICANS），研究者开发了凝胶酶响应型“分子开关”NPs，在肿瘤微环境中特异性激活CAR-T细胞；上转换纳米片（UCNPs）可将近红外光转化为蓝光，精准调控光控CAR-T细胞（LiCAR-Ts）的活性。此外，负载IL-6 shRNA的LNPs能在体内生成IL-6敲除的CAR-T细胞，显著降低CRS风险。

技术挑战与未来展望

NPs的临床转化仍面临规模化生产的无菌控制、稳定性优化及靶向效率提升等挑战。人工智能（AI）通过机器学习（ML）分析多组学数据，可预测CAR-T细胞关键质量属性（CQAs），加速NPs配方优化与个性化治疗设计。未来需加强NPs的体内代谢机制研究，推动多功能集成纳米系统与临床需求的深度融合，为CAR-T疗法在实体瘤治疗中的突破提供新范式。