衰老相关烟酰胺腺嘌呤二核苷酸下降驱动 CAR-T 细胞功能衰竭：靶向代谢通路逆转免疫治疗困境

【编辑推荐】CAR-T 细胞疗法面临衰老相关疗效瓶颈。本研究发现老年个体 CAR-T 细胞因烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）耗竭致线粒体功能障碍、干细胞样特性丧失。通过靶向 CD38/NAD+通路可恢复其功能，为改善老年癌症患者免疫治疗效果提供新策略。

　　在肿瘤免疫治疗领域，CAR-T（嵌合抗原受体 T 细胞）疗法以其精准杀伤肿瘤的能力成为焦点，但临床应用中仍面临诸多挑战，尤其是在老年患者中疗效显著下降的问题亟待解决。随着年龄增长，癌症发病率显著上升，约 75% 的癌症患者及免疫治疗适用人群超过 65 岁，但 CAR-T 疗法在年轻患者（如 B 细胞急性淋巴细胞白血病，中位诊断年龄 < 20 岁）中响应率更高，而老年患者疗效不佳的机制一直未被阐明。衰老如何影响 CAR-T 细胞的功能？能否通过干预衰老相关代谢通路逆转这一困境？这些问题成为提升 CAR-T 疗法普适性的关键。

瑞士洛桑大学（University of Lausanne）与路德维希癌症研究中心（Ludwig Institute for Cancer Research）等机构的研究团队针对衰老对 CAR-T 细胞疗效的影响展开深入研究。他们发现，衰老导致的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）水平下降是 CAR-T 细胞功能衰竭的核心机制，而通过靶向 NAD⁺代谢通路可显著恢复老年 CAR-T 细胞的抗肿瘤能力。该研究成果发表于《Nature Cancer》，为破解老年患者 CAR-T 疗法抵抗提供了重要科学依据。

研究团队采用了多种关键技术方法：首先利用年轻（8 周龄）和老年（>80 周龄）雌性小鼠的 CD8⁺T 细胞构建靶向人表皮生长因子受体 2（HER2/ERBB2）的 CAR-T 细胞模型，通过流式细胞术、 Seahorse 细胞代谢分析、代谢组学（LC-MS/MS）及电镜技术，对比分析不同年龄 CAR-T 细胞的表型、代谢特征及线粒体功能。同时，结合人类样本（包括大 B 细胞淋巴瘤患者的单细胞转录组数据）验证衰老与 NAD⁺代谢的相关性。此外，通过基因编辑（shRNA 敲低 CD38）、小分子抑制剂（CD38 抑制剂 78c、PARP 抑制剂奥拉帕利）联合 NAD⁺前体（NMN、NR）处理，探索恢复 CAR-T 细胞功能的干预策略。

CAR-T 细胞衰老相关表型与功能缺陷

研究发现，老年小鼠来源的 CAR-T 细胞在记忆样表型（T_CM）分化中表现显著缺陷，其干细胞样标志物 TCF1 表达降低，线粒体膜电位及线粒体质量显著下降，活性氧（ROS）积累增加，基础及最大耗氧率（OCR）降低。尽管老年 CAR-T 细胞在短期杀伤实验中表现出更强的细胞毒性（IFNγ、TNF 分泌增加），但在长期体内实验中，其持久性显著不足，无法控制肿瘤生长，提示衰老导致 CAR-T 细胞从 “干细胞样” 向 “效应记忆样”（T_EM）过度分化，丧失自我更新能力。

NAD⁺耗竭驱动线粒体功能障碍

代谢组学分析显示，老年 CD8⁺T 细胞中 NAD⁺水平显著降低，且补充 NAD⁺前体（NMN、NR）无法恢复老年细胞的线粒体功能，提示衰老过程中 NAD⁺代谢通路受损。进一步研究发现，衰老细胞中 CD38（一种 NAD⁺消耗酶）表达上调，其高表达亚群（CD38^hi）线粒体活性显著降低，而 CD38 过表达的年轻 T 细胞则模拟了衰老相关表型（T_CM减少、线粒体 DNA 含量降低）。此外，老年细胞中 DNA 损伤标志物 γH2AX 增加，提示 PARP 介导的 NAD⁺消耗也参与了线粒体功能障碍。

靶向 NAD⁺代谢逆转老年 CAR-T 细胞功能

通过 CD38 抑制剂 78c 联合 NMN 处理，老年 CAR-T 细胞的 NAD⁺水平、线粒体备用呼吸能力（SRC）及线粒体质量均恢复至年轻细胞水平，且体内实验显示其肿瘤控制能力与年轻 CAR-T 细胞相当，脾脏中 CD44⁺CD62L⁺TCF1⁺干细胞样细胞群显著增加。在人类样本中，老年健康供体及癌症患者来源的 CAR-T 细胞均表现出类似的代谢缺陷，而 78c+NMN 处理同样可恢复其线粒体功能及干细胞样表型，且在多次肿瘤细胞 rechallenge 实验中维持杀伤能力。

临床相关性与机制拓展

对大 B 细胞淋巴瘤患者的单细胞转录组分析显示，老年患者 CD8⁺T 细胞中 NAD⁺代谢相关基因表达下调，CD38 表达与 CAR-T 细胞持久性呈负相关。此外，CD38 高表达还与 T 细胞耗竭标志物（TOX、PD-1）及线粒体功能缺陷相关，提示 CD38/NAD⁺通路可作为预测 CAR-T 疗效的生物标志物。研究还发现，CD38 抑制剂联合 NAD⁺前体的策略具有细胞类型特异性，对巨噬细胞等其他免疫细胞的作用需进一步探索。

研究结论与意义

该研究首次系统揭示了衰老通过 NAD⁺耗竭 - 线粒体功能障碍轴导致 CAR-T 细胞干细胞样特性丧失的机制，证实靶向 CD38/NAD⁺通路可有效逆转老年 CAR-T 细胞的功能缺陷。这不仅为老年癌症患者 CAR-T 疗法的优化提供了 “代谢重编程” 新策略，也提示在 CAR-T 细胞生产过程中纳入年龄相关代谢评估的重要性。未来，结合 CD38 抑制剂与 NAD⁺前体的联合干预，有望突破衰老相关免疫治疗瓶颈，推动 CAR-T 疗法在老年人群中的广泛应用。同时，研究强调了在免疫治疗研究中引入衰老模型的必要性，为探索更具临床转化价值的抗肿瘤策略提供了新思路。