靶向递送——mRNA体内CAR-T疗法的技术突破
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2025-12-12 19:10:32
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(来源:抗体圈)

近年来,信使核糖核酸(mRNA)技术凭借其高效的基因表达调控能力与灵活的可设计性,为肿瘤免疫治疗领域注入新动能;而嵌合抗原受体T细胞(CAR - T)疗法作为细胞治疗的里程碑,虽在血液肿瘤中展现显著疗效,却面临个体化制备周期长、脱靶毒性及实体瘤穿透不足等挑战。二者的协同应用通过mRNA介导的CAR瞬时表达、功能模块动态调控及多靶点共表达等创新策略,有望突破传统CAR - T的局限性,为提升治疗安全性、拓展适应症范围提供新范式。

本文系统综述mRNA技术与CAR-T疗法协同应用的作用机制、靶向递送这一关键技术的突破及临床转化前景,旨在为该交叉领域的深入研究提供理论参考。

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研究背景

嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法作为肿瘤免疫治疗的里程碑式突破,在血液系统恶性肿瘤(如急性淋巴细胞白血病、弥漫大B细胞淋巴瘤)中展现出显著疗效,部分患者甚至达到长期缓解。然而,其在实体瘤治疗中的局限性(如肿瘤微环境抑制、抗原逃逸、脱靶毒性)、个体化制备周期长(需体外扩增T细胞)以及潜在的长期安全性风险(如插入突变),成为制约其广泛应用的关键瓶颈。

与此同时,信使RNA(mRNA)技术凭借其快速设计、瞬时表达、无需基因组整合等独特优势,近年来在疫苗、蛋白替代治疗等领域取得突破性进展。将mRNA技术与CAR-T疗法结合,通过优化CAR表达模式、调控T细胞功能或重构肿瘤微环境,为解决上述挑战提供了创新思路。本文将系统梳理mRNA技术与CAR-T疗法协同应用的核心策略、研究进展及未来前景。

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核心内容详解

一、mRNA技术与CAR-T疗法的基础概述

1.1 CAR-T疗法的原理与局限性

CAR-T疗法通过基因工程技术将识别肿瘤抗原的单链抗体(scFv)与T细胞激活结构域(如CD3ζ)及共刺激结构域(如CD28、4-1BB)融合,构建嵌合抗原受体(CAR),再将其转导至患者自体T细胞中,使T细胞获得特异性识别并杀伤肿瘤细胞的能力。目前,基于慢病毒或逆转录病毒的整合型CAR-T已获批用于多种血液肿瘤治疗,但存在以下关键问题:

•实体瘤疗效不足:肿瘤微环境中的抑制性细胞(如Treg、M2型巨噬细胞)、免疫抑制因子(如TGF-β、IL-10)及物理屏障(如纤维化基质)显著削弱T细胞浸润与活化;

•抗原逃逸:单一靶点(如CD19)的CAR-T易因肿瘤抗原下调或丢失导致复发;

•制备周期长:自体T细胞的采集、转导、扩增需2-4周,部分急重症患者无法及时接受治疗;

•长期安全性风险:病毒载体整合可能激活致癌基因,导致插入突变;持续的CAR表达可能引发不可逆的细胞因子风暴(CRS)或神经毒性(ICANS)。

1.2 mRNA技术的特性与优势

mRNA是一类携带遗传信息的单链核酸分子,通过胞内翻译直接表达目标蛋白。与传统基因编辑技术(如病毒载体、DNA质粒)相比,mRNA技术具有以下独特优势:

•瞬时表达:mRNA在胞内仅存在数天至数周,可避免长期蛋白表达引发的毒性;

•无基因组整合风险:无需插入宿主基因组,降低致癌风险;

•快速设计与生产:基于序列合成的mRNA可在数天内完成设计,适合个性化治疗;

•功能多样性:除编码CAR外,还可同时表达共刺激分子、细胞因子或免疫检查点抑制剂,实现多靶点调控。

二、mRNA体内CAR-T疗法的优势与技术创新

2.1 mRNA编码CAR的瞬时表达:精准控制T细胞活性

传统CAR-T的整合型表达模式导致CAR持续存在,可能引发过度活化的毒性反应(如CRS)。而通过电转或脂质纳米颗粒(LNP)递送mRNA至T细胞,可实现CAR的瞬时表达(通常持续5-14天),为控制T细胞活性提供新途径。例如,研究显示,mRNA-CAR-T在靶向CD19的B细胞淋巴瘤模型中,既能有效清除肿瘤细胞,又能减少因长期CAR表达导致的T细胞耗竭和脱靶效应。此外,瞬时表达模式可降低对肿瘤微环境中抑制信号的敏感性,尤其适用于实体瘤治疗——当T细胞浸润至肿瘤组织后,短暂的CAR表达足以触发杀伤,随后T细胞恢复“静息”状态,减少被微环境抑制的风险。

2.2 多靶点mRNA CAR设计:克服抗原逃逸

肿瘤细胞常通过下调或丢失单一抗原(如CD19)逃避免疫攻击。利用mRNA的多顺反子特性,可设计同时编码2-3种不同靶点(如CD19 + BCMA、HER2 + EGFRvIII)的CAR,使T细胞识别多个肿瘤相关抗原(TAA),显著降低逃逸概率。例如,一项针对多发性骨髓瘤的临床前研究中,双靶点mRNA-CAR-T(靶向BCMA和CD38)对单一抗原阴性的肿瘤细胞仍保持杀伤活性,疗效优于单靶点CAR-T。此外,mRNA的灵活设计还可实现“逻辑门”调控——如仅当两个靶点同时存在时激活CAR,进一步提高特异性。

2.3 mRNA递送共刺激分子/细胞因子:增强T细胞功能

T细胞的活化需双信号刺激(抗原识别信号 + 共刺激信号)。肿瘤微环境中,共刺激分子(如CD80/CD86)的缺失或抑制性分子(如PD-L1)的高表达会导致T细胞失活。通过mRNA递送4-1BBL(CD137L)、OX40L等共刺激配体,可在T细胞表面或肿瘤局部持续表达,强化共刺激信号;同时,编码IL-12、IL-15等细胞因子的mRNA可改善T细胞增殖、存活及代谢状态,延长其在体内的持久性。例如,在胰腺癌模型中,表达IL-12的mRNA-CAR-T显著提高了T细胞浸润能力,并通过激活M1型巨噬细胞重塑肿瘤微环境,抑瘤效果较传统CAR-T提升3倍以上。

2.4 靶向递送助力实现体内原位CAR-T生成

传统CAR-T需体外分离、转导、扩增T细胞,耗时且成本高昂。利用靶向T细胞的LNP递送mRNA-CAR,可直接在体内转染循环中的T细胞,实现“原位CAR-T”生成。

例如,通过修饰LNP表面的靶向肽(如抗CD3抗体),使其特异性结合T细胞并递送mRNA-CAR,无需体外操作。动物实验显示,这种“体内CAR-T”在白血病模型中可快速激活内源性T细胞,疗效与传统CAR-T相当,但制备周期从数周缩短至数天,为急重症患者提供了更及时的治疗选择。

其他靶向性聚合物、天然递送材料也在开发阶段。

三、研究进展与临床转化

目前,肿瘤领域(血液肿瘤和实体瘤)仍是mRNA-CAR 疗法的主战场,其中血液肿瘤包括CD33、CD117、BCMA 等靶点,实体瘤有TROP2等靶点。尽管mRNA CAR-T疗法中进展最快的项目Descartes-08,递送方式仍是电穿孔(非体内CAR-T疗法)为主,但随着抗体偶联LNP等新型靶向递送系统的技术不断突破,mRNA体内CAR-T疗法已进入快速发展阶段。

同样,基于靶向递送技术的开发与完善,mRNA体内CAR-T疗法的有效性在非肿瘤领域也得到了初步验证,如FAP-CAR mRNA治疗心肌损伤、uPAR-CAR circRNA改善细胞衰老等。

此外,CAR-M疗法也随之发展,例如MRSA靶向SasA-CAR mRNA治疗败血症的效果得到了验证。

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小结

mRNA技术与CAR-T疗法的协同应用,通过精准控制CAR表达、增强T细胞功能及简化制备流程,为解决传统CAR-T的局限性提供了创新路径。随着mRNA递送系统的优化,实现了CAR mRNA的体内靶向递送,有望推动免疫治疗进入“精准可控”的新阶段,为更多患者带来生存获益。

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参考文献

[1] J Transl Med. 2025 Dec 9. doi: 10.1186/s12967-025-07470-7              

[2] Nat Rev Drug Discov. 2025 Sep 30. doi: 10.1038/s41573-025-01291-5

[3] Front Immunol. 2025 Oct 22;16:1680071.

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