CAR修饰造血干细胞重塑肿瘤微环境：小鼠模型中多谱系免疫细胞协同抗肿瘤新策略

《Experimental Hematology & Oncology》：Chimeric antigen receptor modified hematopoietic stem cells (CAR-HSCs) arm all immune forces for anti-tumor in mice

本刊推荐：针对CAR-T治疗后复发/难治性大B细胞淋巴瘤(r/r LBCL)患者生存率低的难题，本研究创新性地将CAR基因导入造血干细胞(HSCs)构建CAR-HSCs，通过移植实验证实其能分化为多谱系CAR+免疫细胞（包括CAR-T、CAR-NK、CAR-M等），显著抑制CD19+肿瘤生长并重塑免疫抑制性肿瘤微环境(TME)，为r/r LBCL提供了可持续性免疫治疗新方案。

　　

在血液肿瘤治疗领域，嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法虽为复发/难治性大B细胞淋巴瘤（r/r LBCL）患者带来希望，却面临长期疗效受限的困境。超过半数患者会在CAR-T治疗后出现复发，其背后隐藏着三大难题：CAR-T细胞体内存活时间有限、肿瘤细胞通过抗原逃逸（如CD19抗原丢失）机制规避攻击，以及免疫抑制性肿瘤微环境（TME）对效应细胞的压制作用。这些瓶颈促使科学家寻找能够突破现有局限的下一代免疫治疗策略。

在此背景下，海军军医大学长海医院血液学研究所团队将目光投向了具有自我更新和多向分化潜能的造血干细胞（HSCs）。发表于《Experimental Hematology & Oncology》的最新研究中，研究人员开创性地通过慢病毒载体将CAR基因导入HSCs，构建出CAR修饰的造血干细胞（CAR-HSCs），并探索其在小鼠模型中的抗肿瘤效果与机制。这一设计巧妙利用了HSCs的生命周期特性，旨在实现抗肿瘤免疫效应的持久化与多元化。

研究团队首先通过慢病毒转导技术成功将抗CD19 CAR基因导入小鼠HSCs，转导效率达20.05%。关键性功能实验表明，CAR基因的导入并未影响HSCs的集落形成能力，说明基因操作未损害干细胞的基本功能。为模拟临床自体造血干细胞移植（ASCT）场景，研究人员采用CD45.1/CD45.2异体移植模型，发现CAR-HSCs移植后28天，实验组与对照组在外周血细胞嵌合率、白细胞总数及T细胞、NK细胞比例等方面均无显著差异，证明CAR-HSCs具备完整的造血重建能力。值得注意的是，CAR-HSCs组表现出B细胞比例降低、中性粒细胞和单核细胞比例升高的独特免疫谱系重建特征，且CAR表达广泛分布于T细胞（6.00%）、NK细胞（15.15%）、单核细胞（17.75%）等多类免疫细胞中。

在抗肿瘤效果评估中，CAR-HSCs治疗显示出显著优势。荷瘤小鼠模型实验显示，与对照组相比，CAR-HSCs移植组肿瘤生长速度明显减缓（P=0.002），小鼠生存期显著延长（P=0.007）。安全性方面，主要器官组织学检查未发现明显毒性损伤，细胞因子释放综合征（CRS）相关指标检测显示白细胞介素（IL）-6和IL-12水平下降，而IL-1α、IL-2和肿瘤坏死因子（TNF）-α虽有升高但未导致小鼠死亡，表明治疗安全性良好。

研究最引人注目的发现在于CAR-HSCs对肿瘤微环境的深度重塑。转录组分析显示，CAR-HSCs治疗组肿瘤组织中Cd33（髓系免疫细胞标志物）和Iftm1（干扰素刺激基因）等免疫激活相关基因显著上调，而肌球蛋白重链基因（Myh6、Myh8、Myh4）等基质成分相关基因下调。通路富集分析进一步揭示，吞噬体、抗原加工呈递和趋化因子信号通路被显著激活。

肿瘤微环境免疫细胞组成分析提供了更直接的证据：CAR-HSCs治疗组肿瘤内CAR基因表达量显著高于对照组（P=0.047），B细胞和T细胞比例下降的同时，CD8⁺ T细胞比例显著增加（P=0.027）。尤为重要的是，免疫抑制性细胞群体发生了有利转变——肿瘤相关中性粒细胞（TANs）比例升高（P=0.020），肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中M2型（CD163⁺）比例下降而M1型（iNOS⁺）比例上升，导致M2/M1比率显著降低（P=0.009）。这些变化共同推动免疫抑制性微环境向免疫活性状态转变。

本研究的关键技术方法包括：采用慢病毒载体进行HSCs基因修饰，建立CD45.1/CD45.2异体移植小鼠模型模拟ASCT过程，通过流式细胞术评估造血重建与免疫细胞分化，利用生物发光成像技术监测肿瘤负荷，结合RNA测序与多重免疫组化分析肿瘤微环境重塑。

该研究突破了传统CAR-T治疗的局限性，首次证实CAR-HSCs移植不仅能通过多谱系CAR⁺免疫细胞实现协同抗肿瘤效果，还能系统性重塑肿瘤微环境，为r/r LBCL提供了具有持续免疫监视功能的治疗新平台。这种“一石多鸟”的策略不仅有望解决CAR-T细胞寿命有限的问题，还能通过多元化免疫攻击降低抗原逃逸风险，同时改善免疫抑制微环境，为实体瘤CAR治疗拓展提供了理论依据。尽管研究存在模型局限性（如人CD19抗原在免疫健全小鼠中的异源性问题），但无疑为临床转化奠定了坚实的 preclinical 基础，标志着干细胞工程化免疫治疗迈入了新阶段。