摘要:CAR-T指利用基因工程技术改造自身的T细胞,使表达嵌合抗原受体(CAR),改造后T细胞识别瘤细胞表面肿瘤抗原并被激活, 从而特异性杀伤瘤细胞的一种免疫细胞疗法。
2025年10月10日,BMS以15亿美元收购in vivo CAR-T公司Orbital Therapeutics;
2025年08月21日,Gilead以3.5亿美元收购in vivo CAR-T公司Interius BioTherapeutics;2025年06月30日,Abbvie以21亿美元收购in vivo CAR-T公司Capstan Therapeutics;
2025年03月17日,AstraZeneca以10亿美元收购EsoBiotec布局in vivo CAR-T。
随着MNC企业不断投资in vivo CAR-T 领域,彰显了in vivo CAR-T 的平台潜力及市场价值。
Ex vivo CAR-T与In vivo CAR-T
CAR-T指利用基因工程技术改造自身的T细胞,使表达嵌合抗原受体(CAR),改造后T细胞识别瘤细胞表面肿瘤抗原并被激活, 从而特异性杀伤瘤细胞的一种免疫细胞疗法。
体外CAR-T(ex vivo CAR-T)的流程为:细胞采集与分离(从患者外周血中获取白细胞后分离纯化T细胞)、T细胞激活(使用抗CD3/CD28抗体激活T细胞)、病毒转导(通过病毒载体将CAR基因导入T细胞)、体外扩增(培养T细胞使其大量增殖)、细胞回输(对扩增后的CAR-T细胞进行无菌及存活率等检查,质检合格后回输到体内)。目前存在的主要问题有:周期长、成本高昂、个体差异大、实体瘤效果甚微等。
新兴技术体内CAR-T(in vivo CAR-T)则可直接通过载体(LNP或慢病毒)将CAR基因递送至体内内源性T细胞,直接在体内原位重编程为CAR-T细胞,省去了T细胞分离提取、体外CAR-T细胞扩增以及淋巴细胞清除等步骤,避免了个体差异带来的影响,有望解决实体瘤适配的难题。Ex vivoCAR-T与In vivo CAR-T
In vivo CAR-T实现路径:
mRNA-LNP与慢病毒载体
In vivo CAR-T的核心关键在于靶向递送:如何将CAR基因精准递送至体内T细胞并实现特异性表达,激活T细胞的肿瘤杀伤能力。目前主要技术路线有Ab-LNP载体与慢病毒载体,二者在递送机制及表达特性上形成互补,共同推动体内CAR-T技术的发展。
In vivo CAR-T两种递送方式
mRNA-LNP路线:
T细胞原位重编程的“瞬时表达系统”
mRNA-LNP通过“抗体偶联LNP”将CAR mRNA精准递送至体内T细胞,实现T细胞的原位重编程,其核心在于Ab-LNP靶向修饰与多功能CAR分子设计,通过抗体与T细胞表面特异性受体结合,突破传统递送的非特异性靶向瓶颈。Ab-LNP的制备及在体内CAR-T表达
通过抗体修饰构建“LNP载体-T细胞受体”的特异性靶向,其机制为:
(1)靶向富集:Ab-LNP表面偶联T细胞特异性抗体(如CD3/CD8抗体),可与外周血或脾脏中T细胞表面的受体结合,避免被肝脏网状内皮系统(RES)清除。
(2)T细胞表面受体介导内吞:抗体与T细胞受体结合后触发内吞作用,使Ab-LNP内吞进入细胞内。
(3)mRNA释放:可电离脂质在酸性内吞体环境中质子化,引发“质子海绵效应”导致内吞体破裂,释放mRNA至T细胞细胞质实现CAR蛋白高效表达。
02Ab-LNP结构设计:四大组件的协同优化
Ab-LNP依赖“抗体-脂质-辅助成分”协同设计,各组件围绕T细胞靶向与mRNA保护进行精准调控:
(1)靶向抗体:需满足“高特异性、低免疫原性、适宜亲和力”原则,通过PEG间隔臂与LNP偶联。常用抗体有:CD3抗体(泛T细胞靶向)、CD8抗体(靶向细胞毒性T细胞)、激活调节性T细胞(Treg)、CD28抗体(兼具靶向与共刺激功能)。
(2)可电离脂质:pKa值6.2-6.5(血液环境呈电中性,内吞体环境质子化)、疏水尾部为C14-C18混合碳链(增强与T细胞膜融合能力)、头部胺基取代基优化(如四氢异喹啉结构通过π-π堆叠与mRNA 形成稳定复合物)。(3)辅助脂质与胆固醇:辅助脂质调节膜流动性,胆固醇维持颗粒结构稳定。当可电离脂质:胆固醇摩尔比≥1:1 时,Ab-LNP在37℃血浆中孵育48小时后,包封率仍保持90%以上,比例降至1:0.8时,包封率骤降至65%。
(4)PEG脂质:PEG2000-DMG在Ab-LNP表面形成水化层,延长血液循环时间,避免“加速血液清除(ABC)效应”,临床制剂中PEG脂质摩尔占比通常控制在1%-2%且采用酯键连接的可降解PEG链。
Ab-LNP的制备需严格控制工艺参数,参数偏差可能导致靶向失效或毒性升高:
Ab-LNP 临床前与临床验证:从动物模型到人体T细胞激活
(1)血液瘤治疗:宾大与Capstan合作研究显示,CD8抗体修饰的Ab-LNP递送CD19 CAR mRNA后在白血病小鼠模型中实现“三重高效”:脾脏CD8+T细胞CAR表达率68%(未修饰LNP仅5.2%),24小时内清除90%外周血B细胞(肿瘤模拟靶点),高剂量组(2mg/kg)的3只小鼠肿瘤完全消退,无肝脏毒性。
(2)自身免疫病:陈竹教授团队发表的HN2301临床数据显示:制剂采用CD8抗体修饰Ab-LNP:抗体密度22个/颗粒、可电离脂质:mRNA=10:1、包封率96%。5例难治性红斑狼疮患者中,高剂量组输注后6小时,外周血CD8+T细胞表达CAR并启动B细胞清除,持续10天。治疗3个月后,4例患者SLEDAI-2K指数从平均18分降至6分,仅3例出现1级CRS,无神经毒性。
(3)实体瘤探索:谭蔚泓院士团队开发的“双功能Ab-LNP”,递送CAR mRNA与趋化因子CCL21 mRNA,在黑色素瘤小鼠模型中CCL21引导CAR-T向肿瘤迁移,肿瘤内CAR-T细胞数量较普通Ab-LNP提升3.8 倍。联合PD-1抑制剂后,肿瘤抑制率达89%,无明显全身毒性,解决实体瘤中CAR-T浸润不足的痛点。
产品信息
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