胶质母细胞瘤（GBM）是侵袭性最强的原发性恶性脑肿瘤，标准治疗后患者的中位总生存期仍不足两年。治疗失败主要归咎于多重障碍的叠加：免疫抑制性肿瘤微环境（TME）、肿瘤内异质性以及难以逾越的血脑屏障（BBB）。近年来，基于嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）的免疫疗法在多种癌症中取得成功，但在GBM中效果有限。这促使研究者们将目光投向替代性的细胞疗法平台，其中，嵌合抗原受体巨噬细胞（CAR-M）疗法因其独特的生物学特性而备受瞩目。
CAR-M疗法的理论基础与固有优势
CAR-M疗法的核心价值在于利用巨噬细胞的固有生物学特性，以协调方式应对GBM的多重挑战。与淋巴细胞疗法相比，其机制超越了单纯的直接细胞毒性，具有几大理论优势：
首先，天然的归巢能力以克服递送屏障。单核细胞（巨噬细胞前体）天然高表达CCR2、CSF1R等趋化因子受体，能够响应GBM细胞和TME中大量分泌的相应配体（如CCL2、CSF-1）。这种内在的趋化能力，结合其分泌基质金属蛋白酶（MMPs）降解细胞外基质的能力，为CAR-M从血液循环“归巢”至肿瘤实质提供了生物学基础。然而，人类GBM血管的血脑屏障破坏存在显著的空间异质性，CAR-M能否在患者体内达到治疗性细胞密度仍需验证。
其次，对抗免疫抑制重编程的表型维持能力。GBM的TME是一个深度免疫抑制的生态位。巨噬细胞的高可塑性是一把双刃剑，而CAR-M技术旨在驾驭这种可塑性。通过整合特定的细胞内信号结构域（如源自FcRγ或DAP12的ITAM基序），CAR-M在识别抗原后可启动SYK-PI3K/MAPK信号通路，优先驱动吞噬作用和促炎细胞因子表达，从而将细胞极化为稳定的M1样表型。这种工程化的表型维持旨在抵抗TME中丰富的TGF-β等抑制因子，以维持抗肿瘤功能。但能否在患者体内长期维持而不发生功能耗竭或表型逆转，仍是关键的未解之谜。
第三，应对肿瘤异质性：从直接杀伤到系统性免疫激活。GBM极端的肿瘤内异质性意味着任何针对单一抗原的疗法都必然面临抗原逃逸的挑战。CAR-M疗法的核心潜力在于它能超越传统的“一对一”杀伤范式。其特异性吞噬作用可直接清除抗原阳性肿瘤细胞。更重要的是，作为专业的抗原提呈细胞（APCs），CAR-M在吞噬肿瘤细胞后，可加工并交叉提呈肿瘤抗原，从而可能激活肿瘤特异性T细胞反应。这一机制旨在产生“旁观者效应”——免疫学上称为表位扩散——从而清除不表达靶抗原的肿瘤细胞克隆。如果能在人体中得到验证，此过程将发挥个性化“原位疫苗”的作用。然而，该机制严重依赖于有反应性的宿主免疫系统，而GBM患者常伴有全身性T细胞淋巴细胞减少和耗竭，这构成了关键的变量。
针对GBM的CAR-M工程化设计
CAR-M的设计需超越通用方法，根据GBM的病理生理特征进行定制。
在CAR结构设计上，需针对巨噬细胞生物学进行特定调整。细胞外抗原结合域应精确校准其亲和力，以防“脱靶/脱瘤”毒性。与T细胞不同，巨噬细胞需要足够长的铰链区，以为吞噬大体积肿瘤细胞提供机械灵活性。最根本的区别在于细胞内信号结构域。研究表明，优先激活巨噬细胞固有信号通路的CAR设计（如基于FcRγ或DAP12的转导结构域）在抗原识别时能更有效地启动吞噬程序并驱动促炎极化。这对实现核心的促炎表型维持至关重要。
在细胞来源选择上，临床转化依赖于稳定、可扩展的巨噬细胞来源。当前主要来源包括外周血单个核细胞（PBMCs）、造血干细胞和祖细胞（HSPCs）以及诱导多能干细胞（iPSCs）。对于经历多次手术和放化疗的复发GBM患者，其自体PBMCs可能存在数量不足或功能受损的问题。因此，使用具有更大分化潜能的HSPCs或iPSCs作为CAR-M的新细胞来源，意味着从患者特异性自体治疗向预制的、可冷冻保存的“现成”同种异体方法的范式转变。其中，iPSCs因能从一个单克隆iPSC系定向分化出无限数量的遗传一致的巨噬细胞而备受关注，有望克服来源稀缺和细胞质量受损的限制，并实现前所未有的产品标准化。然而，iPSC来源的巨噬细胞在功能上是否与生理对应物完全等同，仍是持续研究的课题。
在生产工艺方面，遗传转导效率是决定功能成功的关键因素。由于固有的吞噬和病毒降解能力，巨噬细胞对常用病毒载体（如慢病毒）的转导具有相当的抗性，导致转导效率普遍较低。与整合型病毒载体相比，mRNA电穿孔通过电穿孔将体外转录的mRNA导入细胞，提供了更优的安全性和表达可控性。该技术介导的CAR表达是瞬时的，通常在mRNA自然降解前持续5-7天。这提供了一个内置的生物安全开关，可在发生严重不良反应时自动终止CAR功能。鉴于这些安全优势，mRNA电穿孔更易被监管机构接受，并已成为推进首次人体临床试验的首选策略。然而，CAR表达的瞬时性对疗效的持久性构成了根本限制，可能需要复杂的多次给药方案来弥补。
GBM中CAR-M的靶点选择策略
靶点选择是决定CAR-M疗法治疗特异性和安全性的关键。一个理想的靶点需要在高度特异性和足够的表达水平之间取得平衡，以克服高度异质性的TME。
B7-H3和EGFRvIII的比较揭示了肿瘤特异性和抗原稳定性之间的关键权衡。EGFRvIII具有极高的特异性，通常富集于经典型GBM亚型中。然而，其显著的肿瘤内异质性和治疗后快速下调的倾向限制了其作为单一靶点的效用。因此，EGFRvIII的战略定位是作为催化剂，在初始治疗阶段安全地激活CAR-M平台，并通过原位疫苗接种启动系统性免疫。相比之下，B7-H3表现出更优的稳定性和更广泛的治疗潜力。它在复发性GBM中保持高表达，并对常规放化疗具有耐受性。更重要的是，B7-H3在间充质型GBM亚型中富集，为这一侵袭性群体提供了靶向治疗方法。从机制上讲，靶向B7-H3为CAR-M提供了双重优势：它不仅介导直接吞噬，还能破坏B7-H3的非经典免疫检查点功能，该功能通过STAT3通路驱动巨噬细胞向免疫抑制性M2表型极化。然而，B7-H3在正常外周组织（如肝脏、肾上腺）中的基础性低水平表达，可能带来不同于T细胞瞬时动力学的“脱靶/脱瘤”毒性风险。
从临床转化角度看，HER2和IL13Rα2是风险最低的候选靶点，尽管它们在安全和递送策略上各有优势。HER2在约80%的GBM病例中过表达，是目前CAR-M平台内临床验证最充分的靶点。CT-0508临床试验初步证明了HER2靶向CAR-M在实体瘤中的安全性和可行性。其广泛的表达谱使其成为GBM可靠的通用靶点。IL13Rα2则凸显了递送策略的关键重要性。其表达水平与弥漫性胶质瘤的肿瘤分级正相关，与高级别病例高度相关。支持IL13Rα2的最有力论据在于CAR-T疗法（NCT02208362）建立的坚实临床先例。该研究表明，通过瘤内递送的IL13Rα2靶向疗法显示出令人鼓舞的疗效信号。这为CAR-M提供了一个关键启示：局部颅内递送是规避肿瘤浸润屏障并启动有效抗肿瘤免疫的基本策略。
应对复发的根源：靶向胶质瘤干细胞（GSCs）
靶向GSCs是从根源上遏制肿瘤复发的根本策略。成功靶向和清除GSCs理论上可以削弱肿瘤的长期再生能力。CAR-M强大的物理吞噬能力与清除这些核心致瘤细胞群的需求高度契合。然而，该策略面临巨大挑战。首先，部分标志物在正常组织（如造血干细胞）中也有低水平表达，需仔细评估“脱靶/脱瘤”毒性。其次，最关键的是，GSCs具有显著的表型可塑性，能动态地在“静止”与“增殖”或“间充质”与“前神经”等状态间转换，导致表面标志物的表达高度异质且波动。因此，针对单一GSC标志物的疗法极易因状态转换或克隆选择而失败。
临床转化的核心挑战与缓解策略
CAR-M疗法在GBM中的临床转化根本上取决于工程化细胞能否在高度免疫抑制的TME内维持持久的抗肿瘤功能。因此，克服TME诱导的功能抑制被认为是解决后续障碍应首先突破的主要壁垒。
核心挑战在于功能性问题：表型失活与耗竭。GBM的免疫抑制微环境富含IL-4、IL-10、TGF-β等因子，它们是驱动内源性巨噬细胞向促肿瘤表型极化的核心驱动因素。如果过继性CAR-M疗法无法抵抗这种压力，则很可能发生功能损伤或表型逆转。应对策略涉及基因工程改造“装甲化”CAR-M。例如，临床前研究表明，使用CRISPR-Cas9敲除负向免疫检查点基因SOCS1可增强IFN-γ信号传导，使细胞对免疫抑制信号脱敏，促进M1样状态的稳定维持。或者，过表达IRF5或PPARγ已在体外被证明能表观遗传重编程细胞，使其固有地偏向促炎表型。更先进的策略包括改造CAR-M使其组成型表达IL-12或IFN-γ。然而，这些修饰在临床转化中带有潜在风险。炎症细胞因子的组成型高表达引发了关于颅内不可控神经炎症、脑水肿或细胞毒性风险的担忧。
在功能持久性受到威胁的背景下，肿瘤适应性挑战，即肿瘤抗原异质性和克隆逃逸变得尤为严峻。应对策略正从单一靶点方法向多靶点协同和系统性免疫激活演变。多靶点策略，如创建CAR-M细胞池或设计逻辑门控CAR，提供了多样的理论解决方案。具体而言，“或”（OR）逻辑门旨在拓宽识别谱以应对抗原逃逸，而“与”（AND）逻辑门则旨在通过要求双抗原识别来增强特异性，从而降低敏感大脑环境中“脱靶/脱瘤”毒性风险。然而，多靶点策略在理论上扩大细胞毒性范围的同时，也可能叠加毒性风险。此外，在复杂的体内环境中验证逻辑门控回路仍是一个尚未完全解决的巨大工程挑战。
然而，仅靶向表面抗原可能不足以根除异质性肿瘤。因此，利用CAR-M刺激“旁观者效应”的潜力是应对异质性的关键理论途径。在患者中成功触发这种原位疫苗接种效应面临着巨大的生物学障碍。它依赖于一个脆弱的多步骤级联反应：CAR-M需成功浸润肿瘤并吞噬足够数量的肿瘤细胞；接着，它们需要在抑制性TME中存活足够长的时间以加工和提呈抗原；最后，它们需要有效激活细胞毒性T细胞。至关重要的是，GBM患者的T细胞常表现出严重的功能损伤、耗竭或数量不足。这造成了一个关键瓶颈，即使抗原提呈成功，适应性反应也可能不足，从而有效地中断了桥梁机制。
作为强效的活细胞疗法，临床适用性挑战同样不容忽视。潜在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）和“脱靶/脱瘤”毒性。为降低这些风险，纳入可控的安全开关至关重要。可诱导的iCasp9系统已在临床前模型中证明能够在小分子给药后清除CAR-M细胞，为应对严重毒性提供了保障。然而，iCasp9可能存在延迟响应。而局部递送技术，如对流增强递送（CED），虽然能大幅减少进入体循环的细胞比例从而降低全身毒性，但其本身具有侵入性并伴有手术相关并发症。
除了安全性，大规模生产和高效率的体内递送也面临巨大障碍。在生产方面，原代巨噬细胞增殖能力有限且存在显著的供体间差异，难以扩增到临床所需的剂量。在递送方面，尽管CAR-M理论上比淋巴细胞具有更优的归巢潜力，但实现高效的颅内浸润仍具挑战。全身给药面临血脑屏障之外的障碍：输入的CAR-M可能被其他炎症部位截留，导致肿瘤蓄积量显著低于预期。即使到达大脑，GBM患者血脑屏障的完整性存在个体差异和时空异质性，这可能影响趋化梯度的形成和强度，导致CAR-M的募集效率不一致。
未来范式与展望
CAR-M疗法的未来发展目标并非作为独立疗法取代现有模式，而是演变成一个能够重塑TME的多功能平台，战略性地整合到GBM的综合治疗格局中。
联合治疗策略代表了评估其临床价值最可行的近期策略。核心原理在于利用机制协同作用来克服GBM的异质性和免疫抑制。例如，放疗已被证明可通过破坏肿瘤结构、释放肿瘤抗原和改变局部趋化因子环境来预处理肿瘤，这为后续输入的CAR-M的浸润和功能创造了更有利的环境。反过来，CAR-M理论上可以清除辐射损伤的肿瘤细胞，可能增强抗原提呈和“原位疫苗”效应。然而，这种联合策略带有不可忽视的重叠毒性风险。放疗本身可诱发急性炎症和局部血脑屏障破坏。如果叠加CAR-M疗法可能触发的免疫激活，严重局部脑水肿、颅内压增高甚至急性神经功能缺损的风险可能会显著升高。因此，精心安排治疗顺序至关重要。在放疗急性期过后、初始炎症高峰消退后再施用CAR-M，被认为是减轻这些风险的潜在方法。
与放疗并行，与免疫检查点抑制剂（ICIs）联合旨在实现先天性和适应性免疫的序贯激活。在此，CAR-M充当先天性免疫引擎，负责逆转局部免疫抑制并募集T细胞，而PD-1/PD-L1抑制剂旨在解除对这些被募集T细胞的功能约束。此策略的一个核心不确定性是免疫相关不良事件（irAEs），尤其是神经毒性显著放大的可能性。假设CAR-M活化产生的炎症环境可能进一步破坏血脑屏障完整性，使更多循环中的抗体类药物得以进入中枢神经系统，这可能诱发或加剧ICANS等严重状况。为降低此风险，采用序贯给药方案而非同时给药可能是更安全的方法。这涉及先施用CAR-M，然后仅在通过活检或影像学初步确认CAR-M已成功重塑TME并募集了内源性T细胞后，再引入ICIs。通过在时间上分隔两个免疫激活阶段，此方法理论上旨在降低早期爆发性严重神经毒性的风险。
然而，联合疗法的基础在于CAR-M平台本身的可控性和稳健性。现有的组成型活性CAR-M在复杂人体环境中仍面临功能失活或过度激活的风险。因此，长期发展方向涉及利用合成生物学工具创造能够感知并响应TME的下一代智能CAR-M。值得注意的是，这些设计绝大多数仍处于概念或早期体外验证阶段。其可行性、安全性及临床转化的必要性均是尚未解决的核心问题。例如，使用缺氧诱导型启动子调控CAR表达旨在增强肿瘤定位特异性。然而，此类系统的体内精度面临严峻挑战：大脑本身存在生理性缺氧区，且肿瘤区域内的缺氧 notoriously 地不均匀，可能导致脱靶CAR表达或强度不足。同样，开发可由小分子药物外部调控的CAR系统面临重大的临床转化瓶颈。这包括合成基因回路在人体内的长期稳定性、重复给药可能引发的潜在免疫原性，以及小分子药物能否在颅内达到有效浓度的药代动力学挑战。更复杂的设计涉及工程化能主动募集和激活T细胞的多功能CAR-M，例如使其分泌T细胞趋化因子或细胞因子。此类策略在封闭的颅内空间内蕴含着不可预测的风险。失控的趋化因子表达可能破坏神经免疫稳态，有可能引发不可控的过度炎症或“细胞因子风暴”，其对正常神经回路的影响大多未知。
鉴于联合疗法和智能技术本身固有的高度不确定性，一条优先进行机制验证的审慎临床转化路径至关重要。在此数据稀缺阶段，早期临床试验的设计不应仅仅为了确认安全性，而应作为强大的生物学探索平台，致力于回答一个根本问题：CAR-M在患者体内是否按预期运作？因此，我们主张在首次人体试验中实施风险可控的策略，强制要求对机制性生物标志物进行预设的多维分析计划。该计划应系统评估三个核心方面：首先，通过预定的肿瘤活检或体内细胞追踪成像，直接验证CAR-M的颅内归巢效率和瘤内持久性；其次，通过流式细胞术和单细胞RNA测序精确分析CAR-M在真实TME内的表型状态——特别是评估它们是否维持“锁定”的M1样极化状态，或是发生了功能失活；最后，监测瘤内和外周免疫细胞库的动态变化，以识别引发适应性免疫反应的客观证据。
总之，CAR-M疗法的未来发展涵盖了一个从联合应用到智能升级，最终到机制驱动的迭代转化的螺旋式发展过程。通过这种分阶段的、以验证为重点的策略，我们有望将这一前沿平台从一个有前景的概念，转变为GBM患者切实的临床获益。
