综述:癌症免疫治疗中过继性细胞疗法的最新进展

【字体: 时间:2025年09月23日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本综述系统梳理了过继性细胞疗法(ACT)在肿瘤免疫治疗领域的最新进展与未来趋势,涵盖LAK、TIL、CIK、DC、TCR-T、CAR-T、NK、CAR-NK及新兴CAR-M等多种细胞疗法,重点探讨了通用CAR结构优化、iPSC衍生细胞产品、多功能CAR设计及AI辅助抗原筛选等前沿技术,为突破肿瘤异质性、抗原逃逸、细胞持久性及治疗安全性等挑战提供了策略参考。

1 过继性免疫疗法概述

过继性细胞转移疗法(ACT)是指从癌症患者体内分离具有免疫活性的细胞,通过体外扩增和功能鉴定后回输到患者体内,直接杀伤肿瘤细胞或激发机体免疫应答以清除肿瘤。与传统疗法相比,ACT具有高效、低毒、强靶向性和记忆性免疫等优势。早期研究受限于T细胞体外扩增技术,直至1976年T细胞生长因子(白细胞介素-2)的发现克服了技术瓶颈。2006年首次通过逆转录病毒转导使外周血淋巴细胞表达识别MART-1黑色素瘤相关抗原的T细胞受体(TCR),介导肿瘤消退;2010年基因修饰表达靶向B细胞表面CD19抗原的嵌合抗原受体(CAR)的淋巴细胞在晚期B细胞淋巴瘤中实现临床缓解,为ACT在人类癌症治疗中的发展奠定基础。

2 过继性免疫疗法类型

2.1 LAK细胞疗法

淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)由Steven Rosenberg团队于1982年首次开发,通过高剂量重组白细胞介素-2(IL-2)体外激活和扩增患者外周血白细胞,以非MHC限制性机制识别多种肿瘤细胞。其杀伤依赖穿孔素和颗粒酶系统,但缺乏肿瘤特异性识别能力,且高剂量IL-2易引发毛细血管渗漏综合征等毒性反应,临床适用性受限。

2.2 TIL细胞疗法

肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)是从肿瘤微环境中分离的异质性细胞群,富含肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞和NK细胞。1988年Rosenberg首次系统报道TIL疗法,通过手术获取患者肿瘤组织样本、分离TIL、IL-2刺激扩增后回输。相比LAK,TIL的TCR经肿瘤抗原预先选择和激活,靶向杀伤效率显著提升。2024年FDA加速批准全球首款TIL疗法Lifileucel(Amtagvi),用于PD-1耐药晚期黑色素瘤患者,客观缓解率(ORR)达65.2%。此外,在HPV相关宫颈癌中也展现临床潜力。挑战包括手术取材限制、制备周期长及免疫抑制微环境影响细胞持久性。

2.3 CIK细胞疗法

细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)由Schmidt-Wolf等于1991年首次报道,通过抗CD3单克隆抗体联合IL-2等细胞因子刺激外周血单核细胞(PBMCs)产生,兼具T细胞抗原特异性识别和NK细胞MHC非依赖性杀伤功能。其在血液肿瘤和实体瘤(如胃癌、肝癌、乳腺癌)中显示低毒性和良好安全性,但非特异性杀伤机制导致靶向性不足,细胞异质性问题制约标准化应用。DC-CIK联合疗法通过树突状细胞提呈肿瘤抗原增强CIK特异性杀伤,前景广阔。

2.4 DC疗法

树突状细胞(DC)是体内最强大的抗原提呈细胞,通过摄取、处理并提呈肿瘤抗原,激活初始T细胞(Th0)分化为CD4+辅助T细胞和CD8+细胞毒性T细胞,启动适应性免疫应答。2010年FDA批准首款DC技术自体前列腺癌疫苗Sipuleucel-T(Provenge),显著延长转移性去势抵抗性前列腺癌患者总生存期。近年DC疫苗快速发展,2015–2020年全球推出42款产品。2024年III期临床试验显示自体DC疫苗在III B/C期黑色素瘤患者中2年总生存率达84.7%。挑战包括DC在肿瘤微环境中迁移效率低及免疫抑制微环境削弱抗原提呈效率。溶瘤病毒M1(OVM1)通过下调DC表面SIRPα和肿瘤细胞CD47增强DC疫苗抗肿瘤效果,为优化提供新思路。

2.5 TCR-T细胞疗法

TCR-T通过基因修饰使T细胞表达特异性识别肿瘤抗原的TCR,精准靶向癌细胞。其优势在于通过MHC分子识别细胞内肿瘤抗原(如肿瘤特异性突变抗原和病毒相关抗原),拓宽靶点范围。2022年FDA批准全球首款TCR-T疗法Kimmtrak(tebentafusp)用于HLA-A*02:01阳性转移性葡萄膜黑色素瘤,中位总生存期(OS)21.7个月;2024年Adaptimmune的TCR-T产品Tecelra(afami-cel)获加速批准用于滑膜肉瘤,客观缓解率(ORR)43%。中国香雪制药TAEST16001注射液获突破性疗法认定。挑战包括HLA限制和脱靶毒性(如MAGE-A3靶向TCR-T引发神经毒性),未来需开发新靶点(如个性化新抗原)、联合免疫检查点抑制剂及通用型TCR-T产品。

2.6 CAR-T细胞疗法

CAR-T通过单链可变片段(scFv)识别肿瘤表面抗原,绕过MHC限制性。CAR结构历经多代优化:胞外域为scFv,跨膜域源自CD8或CD28,胞内信号域含CD3ζ及共刺激分子(如CD28、4-1BB)。第二代CAR-T主导临床应用,在血液肿瘤(如B-ALL、NHL)中成效显著,CD19靶向CAR-T在B-ALL患者中完全缓解(CR)率70%–94%。2017年全球首款CAR-T产品上市,中国随后批准Axicabtagene Ciloleucel和Rixotumab Tigolizumab治疗大B细胞淋巴瘤。实体瘤应用面临肿瘤异质性、免疫抑制微环境及细胞浸润不足等挑战。新靶点(如CLDN18、CD276、KRAS)探索及“装甲CAR-T”(自分泌细胞因子)和“双特异性CAR”(防免疫逃逸)等设计提升抗肿瘤反应持久性和精准性。

2.7 NK细胞疗法

自然杀伤细胞(NK)具MHC非依赖性杀伤特性,通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)、穿孔素/颗粒酶释放及TRAIL/Fas配体诱导凋亡等机制杀伤肿瘤。CAR-NK结合CAR工程与NK细胞特性,安全性优于CAR-T(低CRS风险和GVHD发生率),且可通过天然受体(如DNAM-1、NKG2D)多机制识别肿瘤。其在血液肿瘤(如AML、MM)和实体瘤(如肝癌)中显示潜力,新型冠状病毒感染研究提示NK细胞或成COVID-19免疫治疗关键。2025年曹雪涛团队研究显示Neo-2/15修饰的CAR-NK通过激活c-Myc/NRF1信号通路增强胰腺癌和卵巢癌抗肿瘤活性。挑战包括体内持久性短(1–4周)、免疫抑制微环境(如TGF-β)影响功能及转导效率低。未来需优化CAR设计、增强代谢适应性(如IL-15共表达)和发展通用型产品。

2.8 CAR-M细胞疗法

CAR-M针对实体瘤治疗挑战,利用巨噬细胞强大肿瘤浸润、吞噬和抗原提呈能力。CAR结构类似CAR-T,常含FcRγ、CD3ζ、CD28或CD40等信号元件,激活吞噬和炎症细胞因子释放信号通路(如Syk激酶、PI3K/AKT和NF-κB),诱导M1极化状态维持抗肿瘤免疫循环。2020年Klichinsky等首次报道人源化CAR-M抗HER2阳性肿瘤功效;2021年Carisma Therapeutics启动首项HER2靶向CAR-M临床试验;2024年北京协和医院团队开发c-MET靶向CAR-M在胰腺癌模型显效;2025年Carisma公布I期临床结果显疾病稳定且安全性良好。iPSC分化生成CAR-M推动标准化生产。相比CAR-T和CAR-NK,CAR-M更易浸润肿瘤核心、启动T细胞应答且CRS发生率低,但肿瘤微环境中可能向M2表型转化削弱功能。未来需结合其他免疫疗法(如CAR-T、免疫检查点抑制剂),IFN-γ和GM-CSF等细胞因子可转化巨噬细胞为M1表型增强 cytotoxicity。2025年华中科技大学团队开发微针递送CAR-M(CAR-eM)治疗椎间盘退化,首次拓展至非肿瘤疾病领域。

2.9 ACT疗法比较

不同细胞平台在生物学特性、识别机制和临床应用前景上差异显著。LAK和CIK属非特异性杀伤,靶向性低;TIL和TCR-T依赖抗原特异性识别但受HLA限制;CAR-T和CAR-NK通过工程化受体靶向表面抗原,CAR-T在血液肿瘤中成熟,CAR-NK安全性更优;CAR-M聚焦实体瘤浸润和微环境重塑。通用型平台(如CAR-NK、CAR-M)和iPSC衍生细胞产品提升可及性和一致性。

3 ACT未来展望

ACT从“可行”到“普及”需制造、产品配方、靶向精准性和安全性控制同步技术演进。自动化细胞制造通过封闭式GMP生产线和过程分析技术(PAT)降低成本和批间差异;通用型(off-the-shelf)细胞平台(如CAR-NK、γδT、CAR-M)通过基因编辑(如敲除TRAC/B2M/CIITA或引入HLA-E/CD47)实现“免疫隐身”和低排斥反应,缩短等待时间。个性化策略从“抗原中心”转向“患者生态系统中心”,整合肿瘤多组学和空间组学分析,选择单/多靶点组合及给药序列;双特异性CAR-T(如靶向FAP和GPC3)防抗原逃逸和控制异质性HCC。合成生物学CAR设计通过可切换适配器CAR、智能电路(synNotch、 inhibitory iCAR)和装甲CAR(共表达IL-12/IL-18/IL-7/CCL19)提升安全可控性;自杀开关(如iCasp9)提供“一键终止”保障。人工智能(AI)辅助抗原筛查从靶点识别到制造全程优化,通过转录组/蛋白质组/糖组和空间组学数据筛选候选抗原,预测脱靶效应和器官毒性;数字孪生技术指导参数设置和批释放阈值。AI与自动化结合推动ACT从“手工作坊”迈向“数据驱动工业进程”。上游通过现成细胞产品和封闭生产线提升可及性和一致性;中游利用多模态患者分析和逻辑门驱动CAR设计定制治疗精准度;下游采用智能合成电路、可切换适配器和安全开关构建“可控、可逆、可扩展”细胞治疗系统。监管进步依托质量源于设计(QbD)原则深化和真实世界证据(RWE)成熟,推动ACT超越肿瘤扩展至非肿瘤适应症,实现可及且精准的细胞治疗愿景。

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