通过局部给药增强抗GPC3 CAR-T细胞对肝细胞癌的疗效

《LIVER INTERNATIONAL》：Enhanced Functionality of Anti-GPC3 CAR-T Cells Against Hepatocellular Carcinoma Through Locoregional Administration

本研究通过门静脉局部输注抗GPC3 CAR-T细胞治疗小鼠肝癌模型，证实其增强肿瘤浸润、细胞毒性和减少耗竭表型，显著优于尾静脉系统输注，为临床肝动脉介入治疗提供新策略。

　　肝细胞癌（HCC）是肝癌中最常见的类型，其病程高度侵袭性且通常致命，尽管近年来抗肿瘤免疫治疗取得了显著进展，但HCC患者的预后仍然不理想。面对这一挑战，科学家们正在探索新的治疗策略，以提高治疗效果并改善患者生存率。其中，针对GPC3（甘露糖结合凝集素-3）的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法被认为是一个具有潜力的治疗方向。然而，临床试验显示，系统性给药的CAR-T细胞在HCC治疗中表现并不理想，仅有不到20%的患者出现部分缓解。因此，研究者开始关注局部给药策略，特别是通过门静脉进行的CAR-T细胞治疗，以期克服系统性给药所带来的局限性。

门静脉是肝脏的主要供血途径之一，与肝动脉共同构成了肝脏的双重血供系统。在小鼠模型中，门静脉注射是常用的局部给药方式，因其技术上的可操作性。然而，在临床实践中，由于门静脉注射的侵入性及潜在风险，其应用较为有限。相比之下，肝动脉灌注（HAI）是一种在临床中广泛使用的治疗方法，尤其在肝癌治疗方面。HAI通过使用泵或导管系统，将化疗药物直接注入肝动脉，避免了全身循环，从而减少了药物对健康组织的毒性，提高了药物在肿瘤部位的浓度。这一策略已被证明在某些HCC患者中能够显著延长总体生存期。然而，目前关于CAR-T细胞在HCC治疗中的局部给药研究仍处于探索阶段，尚未充分评估其在临床和小鼠模型中的潜力。

本研究通过建立多种HCC异种移植小鼠模型，系统评估了通过门静脉和尾静脉注射的CAR-T细胞治疗效果。结果显示，与尾静脉注射相比，门静脉注射的CAR-T细胞在抑制肿瘤生长方面表现出显著的优势。在小鼠模型中，门静脉注射不仅提高了CAR-T细胞在肿瘤组织中的浸润程度，还增强了其细胞毒性，同时降低了细胞耗竭的迹象。这些结果表明，门静脉注射能够有效提升CAR-T细胞在肿瘤微环境中的功能表现，从而增强治疗效果。此外，研究还发现，随着CAR-T细胞剂量的增加，其治疗效果进一步提升，同时肝功能也得到了改善。这说明局部给药不仅提高了CAR-T细胞的疗效，还可能降低了对正常组织的副作用。

在进一步的实验中，研究者构建了包含肝脏和皮下转移灶的双重异种移植模型，以评估门静脉注射的CAR-T细胞是否能够有效控制远处转移的肿瘤生长。结果表明，门静脉注射的CAR-T细胞不仅在原发性肝脏肿瘤中表现出优异的治疗效果，还在转移性皮下肿瘤中同样显示出显著的抑制作用。这提示，门静脉注射的CAR-T细胞可能具有更强的迁移能力，能够有效地到达远处肿瘤病灶。免疫组织化学分析也支持了这一发现，显示门静脉注射组的肿瘤组织中CAR-T细胞浸润程度显著高于尾静脉注射组。此外，CAR-T细胞在门静脉注射组中表现出更强的细胞毒性标志物（如颗粒酶B）的表达，并且其耗竭标志物（如LAG3、TIM3和PD-1）的表达水平较低，表明其在肿瘤微环境中保持了较高的活性和功能状态。

研究还揭示了CAR-T细胞通过门静脉注射能够更有效地激活免疫反应。例如，门静脉注射组的血清IFN-γ水平显著高于尾静脉注射组，这与CAR-T细胞的肿瘤浸润程度和功能增强密切相关。IFN-γ作为免疫应答的重要介质，其水平的升高可能反映了CAR-T细胞对肿瘤抗原的强烈反应。然而，由于人类IFN-γ不与小鼠受体结合，其对小鼠肝脏或免疫细胞的直接作用可能有限。但这一现象仍能作为CAR-T细胞激活程度的指标，表明门静脉注射策略能够更有效地激活CAR-T细胞，从而提高其治疗效果。

研究还探讨了CAR-T细胞在不同给药方式下的细胞状态差异。门静脉注射能够将CAR-T细胞引导至肝脏局部，避免其在全身循环中受到非特异性刺激，从而维持其功能状态。相比之下，尾静脉注射的CAR-T细胞在全身循环中可能遭遇更多干扰，导致其功能受损。这种现象在高剂量CAR-T细胞治疗中尤为明显，高剂量的CAR-T细胞不仅提高了肿瘤浸润程度，还显著降低了细胞耗竭的迹象。此外，研究还发现，随着CAR-T细胞剂量的增加，其在肝脏和肿瘤组织中的分布更加均匀，进一步支持了门静脉注射的优越性。

本研究通过单细胞RNA测序技术，深入分析了CAR-T细胞在不同给药方式下的转录组变化。结果显示，门静脉注射的CAR-T细胞在激活相关基因表达方面显著增强，例如与细胞迁移和黏附相关的基因（如CXCR4、CCL5和RUNX3）。RUNX3作为一种调控免疫细胞迁移的关键因子，其表达水平的提高可能有助于CAR-T细胞更有效地进入肿瘤组织。此外，CAR-T细胞在门静脉注射组中表现出更活跃的免疫应答，这可能与其在肿瘤微环境中更持久的存在和更高的细胞毒性有关。

在临床应用方面，尽管门静脉注射在小鼠模型中展现出良好的治疗效果，但其在人体中的可行性仍需进一步验证。肝动脉灌注（HAI）作为一种临床已有的技术，能够实现类似于门静脉注射的局部给药效果，因此可能成为CAR-T细胞治疗HCC的可行策略。HAI不仅避免了门静脉注射的侵入性，还能在临床中安全地应用于肝硬化等复杂病理条件下，这为CAR-T细胞治疗提供了更广泛的适用前景。然而，HAI在小鼠模型中的应用存在技术挑战，因为小鼠的肝动脉直径通常小于0.3毫米，使得手术操作难度较大。因此，门静脉注射作为替代方案，因其较大的血管直径和较高的操作成功率，成为研究的重点。

尽管本研究的成果为CAR-T细胞治疗HCC提供了重要的理论依据，但研究仍存在一定的局限性。例如，实验使用了免疫缺陷小鼠模型，这虽然有助于移植人类肿瘤细胞，但无法模拟肿瘤与宿主免疫系统的复杂相互作用。此外，HCC细胞系虽然被广泛用于研究，但其并不能完全代表人类HCC的复杂病理特征，如肝硬化和门脉高压。因此，未来的研究应进一步探索使用人源化PDX（患者来源的异种移植）模型或免疫功能完整的鼠模型，以更真实地模拟临床情况。同时，还需深入研究局部给药如何促进CAR-T细胞的迁移和浸润，并探讨与其他靶向治疗或免疫检查点抑制剂联合应用的可能性，以进一步提高治疗效果。

综上所述，本研究通过系统比较门静脉和尾静脉注射的CAR-T细胞治疗效果，揭示了局部给药策略在提高CAR-T细胞治疗HCC中的关键作用。门静脉注射不仅提高了CAR-T细胞的肿瘤浸润能力和细胞毒性，还减少了细胞耗竭，从而显著增强了治疗效果。此外，高剂量CAR-T细胞治疗在门静脉注射组中表现出更好的抗肿瘤活性和安全性，进一步支持了该策略的临床应用潜力。未来，随着技术的进步和临床试验的推进，门静脉注射或HAI作为CAR-T细胞治疗HCC的给药方式，有望为患者提供更加精准和有效的治疗方案。