一针编程抗癌 T 细胞！Nature 重磅突破：体内精准编辑颠覆 CAR-T，血液瘤、实体瘤全拿下

CAR-T 细胞疗法被誉为癌症治疗领域的革命性突破，但这种个性化治疗的过程堪称一场 “细胞长征”：医生从患者体内提取免疫细胞，运送到专业实验室进行基因改造，再运回医院输回患者体内。整个过程耗时数周，花费高达数十万美元，让无数亟需治疗的患者望而却步。

如今，发表在

《Nature》

上的一项重磅研究彻底改变了这一现状，来自加州大学旧金山分校、伯克利分校、杜克大学等机构的科学家们，开发出一种能直接在患者体内 “编程” 抗癌 T 细胞的新方法，无需体外培养，仅需单次注射即可激活体内免疫战士，不仅解决了传统 CAR-T 的诸多痛点，更在血液瘤和实体瘤模型中均展现出强效疗效，有望彻底颠覆现有的治疗模式。

全球癌症统计数据显示，2020 年新增癌症病例约 1930 万，死亡病例近 1000 万。CAR-T 疗法在血液肿瘤领域展现出惊人疗效，某些难治性白血病的完全缓解率可达 80% 以上，但美国食品药品监督管理局目前已批准的七种 CAR-T 疗法，每剂价格在 40 万至 50 万美元之间，加上前期化疗和住院费用，总治疗成本往往突破百万美元。

更令人揪心的是，在长达数周的等待期间，部分患者的病情持续恶化，失去了治疗机会。同时，传统 CAR-T 多依赖慢病毒载体随机整合 DNA，可能导致基因插入错误位点，带来潜在癌变风险，且 CAR 在非 T 细胞中表达可能引发抗原阴性复发。这些现实困境，使得 CAR-T 疗法成为全球性的医疗资源可及性难题，而这项新研究的核心突破，正是通过精巧设计的双载体系统，一举解决了体内基因改造的三大核心痛点：靶向特异性、整合精准性和递送有效性。

研究团队设计的双载体系统，堪称 “精准编辑 + 安全整合” 的典范。第一个载体是包膜递送载体（EDV），核心任务是携带 CRISPR-Cas9 基因编辑工具（Cas9 核糖核蛋白复合物）精准抵达 T 细胞。为实现特异性靶向，团队对 EDV 进行了双重改造：表面融合抗 CD3 单链可变片段（scFv），使其仅能识别并结合 T 细胞表面的 CD3 分子；同时突变了囊膜蛋白 VSVG 的关键位点， 消融了对低密度脂蛋白受体（LDLR）的亲和力，彻底避免对造血干细胞、巨噬细胞、肿瘤细胞等其他细胞造成误编辑。更巧妙的是，CD3 靶向设计不仅能精准递送 Cas9 工具，还能激活 T 细胞，增加细胞周期进程——因为同源定向修复（HDR）依赖细胞分裂，这一设计为基因整合创造了有利条件，大幅提升了编辑效率。

第二个载体是经定向进化改造的腺相关病毒（AAV-hT7），负责携带编码 CAR 的 DNA 供体模板（HDRT）。传统 AAV6 在体内易被血清预存中和抗体清除，且对 T 细胞靶向性不足，研究团队通过三轮血清环境下的定向进化筛选，获得了 AAV-hT7 变体：它能抵抗人体预存中和抗体，在含血清条件下的 T 细胞转导效率较 AAV6 显著提升。基因组-wide CRISPR 筛选证实，其主要通过结合 T 细胞表面的 CD7 受体实现高效摄取，进一步强化了 T 细胞特异性。

值得注意的是，CAR 供体模板不含启动子，需通过 HDR 精准整合到 T 细胞特异性的 T 细胞受体 α 恒定链（TRAC）基因位点，才能借助内源性 TRAC 启动子实现 CAR 的稳定、生理性表达——这一设计既保证了 CAR 仅在 T 细胞中表达，避免了非靶向细胞编辑的风险，又能同时敲除内源性 TCR，为后续开发通用型 CAR-T 奠定基础，减少移植物抗宿主病（GvHD）风险。

Cas9-EDV与HDRT-AAV的共递送在体外和体内生成TRAC-CAR T细胞

在人源化免疫系统的小鼠实验中，这套双载体系统展现出惊人效果。针对侵袭性 B 细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）的实验显示，单次注射后，18/20 只小鼠实现完全缓解，骨髓和脾脏中的 NALM6 白血病细胞被彻底清除，改造后的 CAR-T 细胞占人源 CD45⁺细胞比例最高可达 40%。

更令人振奋的是，该方法对多发性骨髓瘤也表现出强效疗效——8/8 只模型小鼠均实现肿瘤完全控制，35 天后再次接种 OPM2 骨髓瘤细胞，3/4 的小鼠仍能有效抵御肿瘤复发，证实体内生成的 CAR-T 细胞具备长期持久性。针对实体瘤的挑战同样取得突破，在 MES-SA 肉瘤模型中，团队设计了靶向 B7H3 抗原的 CAR，结果 5/6 只小鼠达到完全缓解，打破了 CAR-T 疗法在实体瘤领域疗效不佳的 “魔咒”。

更重要的是，体内生成的 TRAC-CAR T 细胞展现出超越体外制造细胞的独特优势：流式分析显示，其 CD4⁺/CD8⁺亚群比例均衡，Ki-67⁺增殖细胞比例显著高于体外培养细胞，同时保留了 27.4% 的 TCF1⁺祖细胞样亚群——这种表型与更强的抗肿瘤持久性和复发抵抗能力密切相关。对比实验进一步证实，与慢病毒介导的体内 CAR-T 生成相比，TRAC 位点整合的 CAR-T 细胞扩张速度更快（第 2 周扩张倍数是慢病毒组的 21-50 倍），CAR 表达更均一（无高低表达差异），肿瘤控制效果更优，完全缓解率达到 100%，而慢病毒组最高仅为 17%。此外，血清细胞因子检测显示，小鼠体内未出现明显细胞因子风暴，安全性表现良好。

为验证系统的通用性，团队还测试了不同靶点的 CAR 构建：针对 CD19 的 CAR 用于 B 细胞恶性肿瘤，针对 BCMA 的 CAR 用于多发性骨髓瘤，针对 B7H3 的 CAR 用于实体肉瘤，均取得了显著疗效，证实该平台可灵活适配不同癌症类型。同时，TCR 克隆性分析显示，体内生成的 CAR-T 细胞克隆多样性虽低于体外制造产品，但符合体内工程化的特征，且未出现单一克隆过度扩张的情况，降低了潜在的恶性转化风险。

这项研究的突破性意义，不仅在于 CAR-T 疗法的革新，更在于为整个细胞与基因治疗领域开辟了全新路径。传统方法依赖病毒随机整合 DNA，存在插入突变风险，而新方法通过双载体系统和 TRAC 位点精准设计，确保改造仅发生在 T 细胞，且基因准确插入预定位置，大幅提升了安全性。体内原位编辑避免了体外培养导致的细胞干性丧失，保留了 T 细胞的天然增殖和归巢能力，疗效更优。同时，该系统无需复杂的体外培养设备，有望大幅降低治疗成本，解决 “细胞长征” 带来的时间和经济负担。

对于全球无数等待 CAR-T 疗法的患者而言，这项技术的潜在意义不言而喻。如果成功转化到临床应用，患者可能只需一针注射，即可在体内完成免疫细胞的改造，省去数周等待时间和数十万费用，彻底打破 CAR-T 疗法的价格壁垒和可及性限制。更重要的是，该技术有望让 CAR-T 疗法走出顶级癌症中心，进入社区医院，真正实现医疗资源的普惠化。

当然，这项技术距离临床应用仍有需要攻克的难关：需扩大样本规模开展人体临床试验，评估长期安全性和有效性；需进一步优化载体递送效率，确保在人体中达到治疗所需的 CAR-T 细胞比例；同时，需解决抗 AAV 抗体产生可能影响重复给药的问题。但研究者表示，该系统在小鼠体内的安全性和疗效已得到充分验证，随着技术的不断完善，未来有望实现 “一针抗癌” 的终极目标，让 CAR-T 疗法真正走向民主化，为全球癌症患者带来更可及、更高效、更安全的治疗新选择。（

生物谷）

参考文献：

Nyberg, W.A., Bernard, PL., Ngo, W. et al.

In vivo site-specific engineering to reprogram T cells

. Nature (2026). doi：10.1038/s41586-026-10235-x