综述：实体瘤中的CAR-巨噬细胞：前景、进展与展望

《npj Precision Oncology》：CAR-macrophages in solid tumors: promise, progress, and prospects

本综述系统探讨了嵌合抗原受体巨噬细胞（CAR-M）在实体瘤治疗中的前沿进展。文章指出，CAR-M巧妙融合了巨噬细胞固有的肿瘤浸润、抗原呈递及肿瘤微环境（TME）重塑能力与CAR（CAR）的特异性靶向，为克服CAR-T（CAR-T）细胞在实体瘤应用中面临的浸润困难、免疫抑制性微环境等瓶颈提供了新策略。文中详述了CAR-M的生物学原理、不同代际的CAR结构设计（如使用CD3ζ、FcRγ、Megf10等胞内信号域）、多种细胞来源（如iPSC（iPSC）、HSPC（HSPC）、PBMC（PBMC））以及病毒与非病毒基因递送技术。尽管临床前研究显示出显著抗肿瘤潜力，且早期临床试验（如CT-0508）初步验证了安全性，但CAR-M的体内持久性、大规模生产 scalability 以及表型稳定性仍是未来转化面临的关键挑战。文章最后展望了通过基因编辑、纳米技术、优化制造工艺等方向推动CAR-M成为“现货”型免疫治疗新范式的前景。

　　

CAR-巨噬细胞：对抗实体瘤的新锐武器

在细胞与基因治疗（CGT）时代，嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法在血液肿瘤中取得了革命性成功。然而，实体瘤因其物理屏障、高度免疫抑制的肿瘤微环境（TME）及抗原异质性等因素，成为CAR-T疗法难以攻克的堡垒。正是在此背景下，嵌合抗原受体巨噬细胞（CAR-M）应运而生，它巧妙地将巨噬细胞天然的肿瘤浸润和免疫调节能力与CAR的特异性靶向相结合，为实体瘤免疫治疗开辟了新前沿。

巨噬细胞：肿瘤微环境中的“双面间谍”

巨噬细胞作为先天免疫系统的重要成员，起源于循环中的单核细胞，迁移入组织后分化为终末分化、具有高度可塑性的细胞。它们在TME中大量浸润，可占免疫细胞群的50%。巨噬细胞并非铁板一块，其功能状态呈现为一个连续谱系，通常被简化为促炎的M1型（抗肿瘤）和抑炎的M2型（促肿瘤）两种主要极化状态。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）多呈M2样表型，通过促进血管生成、免疫抑制和细胞外基质（ECM）重塑等方式支持肿瘤生长。因此，将TAM重编程为M1样巨噬细胞已成为一种有前景的治疗策略。CAR-M的设计正是为了整合巨噬细胞固有的吞噬、抗原呈递能力和CAR的特异性，使其能够靶向浸润TME，并逆转免疫抑制状态。

构建CAR-M平台：技术与挑战

将CAR递送至巨噬细胞

在巨噬细胞中建立稳定、高效的CAR表达是一大挑战。巨噬细胞天生具有强大的抗病毒机制，能感知并降解外源核酸，导致慢病毒（LV）转导效率低下。为克服此障碍，研究人员采用了多种策略，如瞬时抑制抗病毒反应，或在使用诱导多能干细胞（iPSC）和造血干/祖细胞（HSPC）等前体细胞终末分化成巨噬细胞前进行基因修饰。除病毒载体（如腺病毒、腺相关病毒AAV）外，非病毒方法如电转、脂质纳米粒（LNPs）递送CAR mRNA以及CRISPR/Cas9基因编辑技术也日益受到关注，因其免疫原性和毒性较低。例如，通过电转将抗HER2 CAR mRNA与IFN-β共同导入巨噬细胞，可维持其M1样表型并对肿瘤细胞产生强效细胞毒性。

为巨噬细胞设计CAR

CAR的成功为CAR-M开发奠定了基础。CAR通常由四个关键结构域构成：负责抗原识别和结合特异性的胞外域、铰链区、跨膜区和负责激活信号的胞内域。胞外结合域通常是由抗体重链（V_H）和轻链（V_L）可变区通过柔性连接子形成的单链可变片段（scFv）。铰链区的长度需根据靶抗原经验性确定。胞内域包含信号转导域和共刺激域。

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  第一代CAR-M：旨在改善对肿瘤相关抗原（TAA）的靶向并促进吞噬。在CAR-T中常用的CD3ζ胞内域，在巨噬细胞中因其不表达ZAP-70，其免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM）会与Syk激酶的SH2结构域结合以促进激活。此外，也探索了使用巨噬细胞来源的ITAM结构域，如Fc受体共同γ链（FcRγ）和多重EGF样结构域蛋白10（Megf10），均可诱导吞噬活性。引入磷酸肌醇3-激酶（PI3K）可进一步增强吞噬功能。值得注意的是，基于CD3ζ的CAR在肿瘤细胞杀伤方面可能优于基于FcRγ的CAR，反映了信号强度的差异。为解决免疫细胞向TME的浸润难题，还设计了靶向ECM的HER2-CD147 CAR-M，可通过上调基质金属蛋白酶（MMP）表达降解胶原，增强T细胞浸润，但需警惕过度MMP活性可能促进肿瘤转移。
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  第二代CAR-M：旨在增强细胞活化。例如，抗HER2 CAR-M被证明能够交叉呈递肿瘤抗原，激活并招募T细胞进入TME，在体内减少肿瘤转移并延长小鼠生存期。更近期的CD3ζ-TIR-CAR-iMacs（诱导巨噬细胞）在临床前模型中显示出增强的肿瘤细胞毒性和显著的肿瘤消退。
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  第三代CAR-M：整合了纳米生物技术和体内重编程技术。例如，开发了用于体内巨噬细胞重编程的纳米载体，可递送编码CAR-干扰素-γ（IFN-γ）的质粒DNA，IFN-γ的存在有助于促炎性M1样表型的诱导。合成通用DNA纳米载体与RP-182肽结合可实现通过CD206受体的巨噬细胞特异性靶向。

巨噬细胞的细胞来源

细胞来源是细胞治疗制造的关键因素。

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  THP-1细胞系：人单核白血病细胞系，经PMA或VD3诱导可分化为巨噬细胞样细胞，为早期概念验证研究提供了成本效益高、标准化的模型系统。
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  外周血单核细胞（PBMC）：广泛用于研究，但自体来源存在可扩展性差、基因操纵效率低、细胞寿命短等挑战，难以满足大规模治疗需求。
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  诱导多能干细胞（iPSC）：iPSC具有自我更新和多向分化潜能，是产生“现货型”CAR-M的理想平台。通过优化分化方案（如3D悬浮培养），可实现大规模生产iPSC来源的诱导巨噬细胞（iMac），并已成功生成抗CD19 CAR-iMac，展现出抗原依赖性吞噬功能和抗肿瘤效应。
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  造血干/祖细胞（HSPC）：来自脐带血（CB）、骨髓（BM）或动员后外周血（PB）的CD34⁺ HSPC具有多向分化潜能，可分化为巨噬细胞。尽管面临扩增产量挑战，但结合iPSC和HSPC的优势可能为CAR-M提供稳定、统一的细胞来源。

同种异体CAR-M疗法的可行性

同种异体CAR-M疗法有望解决自体疗法制造和可扩展性挑战。巨噬细胞不表达T细胞受体（TCR），因此不会引起移植物抗宿主病（GvHD），但仍可能因表达HLA分子而遭受宿主抗移植物（HvG）排斥。降低免疫原性的策略包括利用CRISPR-Cas9敲除HLA I/II类分子（但需注意可能引发NK细胞“缺失自我”反应），或强制表达CD47等“别吃我”信号。iPSC和HSPC平台便于进行精确的基因组工程和克隆筛选，是开发通用型CAR-M的有力工具。

CAR-M的临床前与临床发展

临床前研究已针对多种抗原（如HER2、间皮素、CD19、双唾液酸神经节苷脂GD2、MUC1、EGFRvIII等）开发了CAR-M，并在体外和体内（通常使用免疫缺陷小鼠模型）验证了其抗肿瘤能力。研究表明，CAR-M能有效浸润TME，发挥吞噬、细胞杀伤、抗原交叉呈递、重塑TME等功能，并与CAR-T细胞有协同作用。与CAR-T疗法相比，CAR-M引起细胞因子释放综合征（CRS）和全身毒性的风险较低。

临床开发方面，多项早期临床试验正在进行中。Carisma Therapeutics的CT-0508（靶向HER2）是首个进入临床试验的CAR-M疗法，其Ⅰ期试验结果显示良好的安全性和初步抗肿瘤活性。此外，针对CAR-单核细胞（CT-0525）、GPC3（TAK-102）、间皮素（TAK-103, MCY-M11）、CD5（MT-101）等的临床试验也在探索中，为CAR-M治疗多种实体瘤和血液肿瘤提供了广阔前景。

局限性与未来方向

尽管前景广阔，CAR-M的临床应用仍面临多重挑战：

1. 1.
   体内持久性：巨噬细胞为终末分化细胞，体内存活时间短，难以在TME中长期持续存在。
2. 2.
   表型稳定性与安全性：巨噬细胞的可塑性可能导致其在TME中由M1向M2表型转换，削弱疗效。脱靶毒性以及对正常组织的潜在损伤（在靶点也在正常组织表达时）也是需要关注的安全问题。
3. 3.
   制造可扩展性：巨噬细胞的贴壁生长特性、有限的扩增能力以及分化方案的差异，给大规模、符合药品生产质量管理规范（GMP）标准的生产带来巨大挑战。优化培养系统（如生物反应器）和基因递送方法是未来的重点。

未来研究将集中于优化转导系统、提高生产规模、增强CAR-M在TME中的功能和稳定性（如通过基因编辑维持M1表型）、提高持久性（如使用CAR-单核细胞策略）以及降低副作用。随着技术的不断成熟和临床经验的积累，CAR-M疗法有望成为治疗难治性实体瘤的强大武器，为癌症患者带来新的希望。