非病毒CAR-T細胞療法:癌癥治療的“無病毒”革命?
發布時間:2025-08-21

提起癌癥治療,近年來最令人振奮的突破之一莫過于CAR-T 細胞療法。這種“活的藥物” 通過提取患者體內的 T 細胞,經過基因改造后使其表達能識別癌細胞的嵌合抗原受體(CAR),再回輸到體內,如同訓練有素的 “細胞戰士”,精準殺滅癌細胞。
截至 2025 年,全球已有多款病毒載體改造的 CAR-T 療法獲批,例如針對 CD19 陽性血液腫瘤的 Kymriah、Yescarta 等,在淋巴瘤、白血病等患者中實現了高達 80% 的完全緩解率。然而,這些療法依賴病毒載體(如慢病毒、逆轉錄病毒)來完成基因改造,就像 “快遞員” 一樣將 CAR 基因送入 T 細胞,但病毒載體存在生產成本高、制備周期長(需 2-3 周)、潛在致癌風險等局限,如同帶著 “枷鎖” 的舞者,限制了其廣泛應用。

為了突破病毒載體的瓶頸,科學家們將目光轉向非病毒載體技術,試圖用更安全、靈活的方式改造 T 細胞。目前主要有三大類技術路徑:
轉座子系統
轉座子是基因組中的 “跳躍基因”,能將特定 DNA 片段插 入基因組,常見的包括 Sleeping Beauty(睡美人)和PiggyBac(豬尾巴)系統。
工作原理:
以 “睡美人” 為例,它由兩部分組成:攜帶 CAR 基因的 “轉座子 DNA” 和負責切割基因組的 “轉座酶”。轉座酶如同 “分子剪刀”,將 CAR 基因精準插入 T 細胞基因組,實現穩定表達,且避免了病毒載體的免疫原性問題。
優 勢:
●成本低:生產流程簡單,質粒成本僅為病毒載體的 1/5-1/10;
●靈活性高:可同時插入多個基因(如 CAR 和安全開關),適應未來 “多靶點 CAR-T” 的需求;
●安全性佳:“睡美人” 的整合位點接近隨機,遠離癌基因,而 “豬尾巴” 雖整合在轉錄活躍區域,但通過優化可降低風險。
臨床進展:
美國 MD 安德森癌癥中心利用 “睡美人” 系統開發的 CD19 CAR-T,在早期臨床試驗中使復發白血病患者獲得長期緩解,且未出現嚴重毒性。歐洲的 CARAMBA 試驗則使用 “睡美人” 聯合 mRNA 轉座酶,針對多發性骨髓瘤
mRNA技術
mRNA 技術因新冠疫苗而廣為人知,在 CAR-T 領域同樣展現潛力。
工作原理:
直接將編碼 CAR 的 mRNA 通過電穿孔或納米載體導入 T 細胞,mRNA 無需進入細胞核即可翻譯出 CAR 蛋白,發揮作用后自然降解,避免基因組整合風險。
優 勢:
●成本低:生產流程
●安全性極高:無插入突變風險,適合測試新靶點(如表達于健康組織的抗原);
●制備快速:從設計到生產僅需數天,可實現 “現貨型” CAR-T 的快速制備。
挑 戰:
CAR蛋白表達短暫(僅維持 2-4 次細胞分裂),可能影響療效持久性。目前主要用于聯合轉座子系統,例如用 mRNA 遞送轉座酶,減少質粒用量和毒性。
納米載體
納米技術為基因遞送提供了新工具,包括脂質納米顆粒(LNP)、聚合物納米載體等。
工作原理:
納米顆粒如同 “飛船”,包裹 DNA 或 mRNA,通過靶向分子精準結合 T 細胞表面受體,將基因遞送入細胞,避免電穿孔的細胞損傷。
創新應用:
●體內直接改造:無需體外培養 T 細胞,通過注射納米載體在體內直接將 T 細胞轉化為 CAR-T,簡化流程;
●聯合基因編輯:例如 CRISPR-Cas9 與納米載體結合,實現 CAR 基因的定點插入,進一步提升安全性。
前 景:
美國 CoImmune 公司開發的納米載體 CAR-T,已在動物模型中實現實體瘤的有效控制,且避免了傳統方法的脫靶毒性。
非病毒 CAR-T 已從實驗室走向臨床,部分療法展現出媲美甚至超越病毒載體的潛力:
血液腫瘤:
意大利團隊利用 “睡美人” 系統開發的供體來源 CAR-T,在異基因造血干細胞移植后復發的白血病患者中,實現了 80% 的 CAR-T 細胞表達率,且無嚴重移植物抗宿主病(GvHD);
澳大利亞 CARTELL 試驗使用 “豬尾巴” 系統的 CD19 CAR-T,在復發 B 細胞惡性腫瘤中響應率達 60%,但需警惕高拷貝數導致的潛在致癌風險(如 2 例 T 細胞淋巴瘤案例)。
實體腫瘤:
非病毒技術在實體瘤中面臨更大挑戰,如腫瘤微環境抑制 T 細胞功能。美國 PRGN-3007 療法通過納米載體遞送多基因(CAR+IL-15+PD-1 阻斷),在小鼠模型中顯著增強 T 細胞持久性和抗腫瘤活性,目前已進入 Ⅰ 期臨床試驗。

非病毒技術的終極目標是實現低成本、高靈活、全通用的 CAR-T 療法,主要方向包括:
1.多靶點 CAR-T:通過轉座子系統同時插入多個 CAR 基因,識別腫瘤異質性抗原,例如同時靶向 CD19 和 CD22,減少抗原逃逸導致的復發;
2.現貨型通用 CAR-T:利用健康供體 T 細胞結合非病毒改造,開發 “通用型” 產品,避免自體細胞制備的漫長等待;
3.體內直接給藥:納米載體介導的體內 CAR-T 生成,如同 “現場培訓細胞戰士”,無需體外培養,適合緊急治療;
4.聯合基因編輯:CRISPR-Cas9 敲除 T 細胞內源性 PD-1、TIM-3 等抑制性分子,再結合非病毒載體插入 CAR,雙重增強療效。
盡管前景光明,非病毒 CAR-T 仍面臨技術瓶頸:
效率問題:部分非病毒方法(如 mRNA)的轉染效率低于病毒載體,需優化遞送系統;
長期安全性:轉座子的隨機整合雖風險較低,但仍需長期隨訪數據驗證;
監管與生產:非病毒載體的規模化生產(如納米顆粒的標準化制備)和質量控制仍是產業難點。
但正如 mRNA 疫苗在新冠疫情中的突破,技術迭代正在加速。或許在不久的將來,非病毒 CAR-T 將成為癌癥治療的主流選擇,讓更多患者受益于這場 “無病毒” 的醫學革命。
從病毒載體到非病毒技術,CAR-T 療法的進化史折射出醫學領域對 “精準、安全、可及” 的永恒追求。非病毒 CAR-T 不僅是技術的革新,更是希望的傳遞 —— 它讓我們看到,癌癥治療正從 “個體化定制” 邁向 “工業化生產”,從 “昂貴的救命藥” 變為 “可負擔的常規療法”。
未來已至,讓我們共同期待非病毒時代的癌癥治療新范式!
參考文獻
[1] Moretti A, et al. The Past, Present, and Future of Non-Viral CAR-TCells. Frontiers in Immunology, 2022.
注:本文僅供科普參考,具體治療方案請遵醫囑。

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