《Journal of Orthopaedic Translation》：Application of CAR-T cell therapy in orthopedics: From bone malignancies to non-malignant musculoskeletal disorders
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嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法已改变了血液肿瘤学格局，但其在骨科疾病中的应用仍处于早期阶段。在骨恶性肿瘤中，包括骨肉瘤、软骨肉瘤、尤文肉瘤和骨转移瘤，抗原异质性、有限的归巢和持久性以及免疫抑制性骨骼微环境限制了其疗效。基于嵌合抗原受体的工程化策略也正在非
嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法已改变了血液肿瘤学格局，但其在骨科疾病中的应用仍处于早期阶段。在骨恶性肿瘤中，包括骨肉瘤、软骨肉瘤、尤文肉瘤和骨转移瘤，抗原异质性、有限的归巢和持久性以及免疫抑制性骨骼微环境限制了其疗效。基于嵌合抗原受体的工程化策略也正在非恶性疾病领域崭露头角：靶向CD19的CAR-T疗法已在难治性类风湿关节炎和其他自身免疫性风湿病中显示出早期临床活性，而针对骨关节炎的衰老溶解性CAR-T策略仍处于临床前阶段。本综述总结了跨恶性和非恶性骨科疾病的现有证据，重点关注靶点选择、安全性和转化可行性。关键障碍包括抗原逃逸、浸润受损、持久性有限、局部免疫抑制、制造复杂性以及脱靶/脱肿瘤毒性。新兴策略包括多靶点受体、趋化因子受体工程、局部区域递送、安全控制系统以及同种异体或即时生产制造。现有证据支持CAR-T及相关CAR工程化细胞作为特定难治性骨科疾病的潜在补充治疗手段，尽管进一步的转化需要更强有力的临床证据以及改进的生物学和制造策略。
一、研究背景与现存问题
骨科疾病是亟待创新的前沿领域。原发性恶性骨肿瘤如骨肉瘤（osteosarcoma, OS）、软骨肉瘤（chondrosarcoma, CS）和尤文肉瘤（Ewing sarcoma, ES），以及来自乳腺癌、前列腺癌、肺癌和肾癌的骨主导型转移瘤，仍然预后极差，复发率高，并伴有严重的骨骼并发症。尽管手术、放疗和多药联合化疗取得了进展，转移性骨肉瘤患者的五年生存率仍低于30%，常见癌症骨转移患者的生存期很少超过两年。同样，类风湿关节炎（rheumatoid arthritis, RA）等免疫介导的骨骼疾病给全球带来了巨大负担，且现有的改善病情抗风湿药物控制效果不佳。这些挑战凸显了对更精准、更持久、机制更具创新性的治疗方法的迫切需求。
嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法代表了过继性细胞免疫治疗的范式转变。通过基因改造患者来源的T细胞，使其表达能直接识别肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen, TAA）的合成受体，CAR-T细胞绕过了抗原加工和呈递的需求，从而实现对恶性细胞的强效特异性杀伤。然而，将CAR-T疗法在血液恶性肿瘤中的成功转化为骨科适应症仍面临巨大挑战。在骨恶性肿瘤中，显著的抗原异质性、致密的细胞外基质和基质结构阻碍了T细胞的归巢，而免疫抑制性微环境加速了T细胞功能障碍。非恶性肌肉骨骼疾病则提出了与靶点选择性、治疗持久性和可接受安全性阈值相关的不同挑战。
二、研究内容与结论
这篇综述旨在批判性地评估CAR-T疗法在骨科领域的进展，涵盖恶性和非恶性骨科疾病，这两类疾病需要截然不同的CAR-T设计理念。研究人员总结了抗原发现、临床前验证和早期临床转化方面的进展，同时剖析了目前限制疗效和安全性的生物学和转化障碍。最后，研究人员强调了新兴策略——从双靶点CAR设计、趋化因子受体工程到局部递送和免疫微环境调节——并对CAR-T疗法如何演变为骨科医学的一种变革性治疗方式提供了展望。
三、关键技术方法
- 1.
靶点发现与验证：通过组织微阵列（tissue microarray, TMA）和免疫组化等方法评估候选抗原在肿瘤及正常组织中的表达谱，例如对软骨肉瘤中CSPG4的表达分析。
- 2.
CAR设计与工程化：采用多种CAR结构，包括靶向HER2、GD2、B7-H3、ALPL-1等的第二代CAR（含CD28或4-1BB共刺激域），以及用于扩大抗原覆盖范围的配体基CAR（如OSM配体CAR）。
- 3.
临床前模型构建：使用原位异种移植模型、自发转移模型、患者来源异种移植模型（patient-derived xenograft, PDX）和免疫健全小鼠模型进行体内药效和安全性评估。
- 4.
临床转化研究：开展I期临床试验（如NCT00902044、NCT02107963、NCT03873805），评估自体或异体CAR-T细胞在晚期肉瘤、骨转移瘤及自身免疫病中的安全性、耐受性和初步疗效。
四、研究结果
2.1 骨肉瘤（OS）
研究人员指出，骨肉瘤是CAR-T疗法研究最广泛的骨科恶性肿瘤。临床经验表明，靶向HER2的CAR-T细胞在部分患者中可实现长达14个月的疾病稳定，但疗效温和；靶向GD2的CAR-T细胞在第28天疾病控制率达83%，但所有患者最终均出现进展，持久性有限。这揭示了疗效与安全性之间的权衡。临床前研究中，靶向B7-H3、ALPL-1、ALCAM、FOLR1、LRRC15等新型抗原的CAR-T细胞在异种移植模型中显示出抗肿瘤活性。此外，靶向EphA2和CD70的CAR-NK细胞也在骨肉瘤模型中展现出增强的细胞毒性和肿瘤归巢能力。
2.2 软骨肉瘤（CS）
研究人员认为，软骨肉瘤对全身治疗普遍耐药，手术是主要的根治性选择。CSPG4被认为是最有前景的CAR-T靶点，其在软骨肉瘤中频繁且高表达，而在正常组织中表达有限。临床前工作证实，CSPG4-CAR-T细胞可以选择性裂解CSPG4阳性的软骨肉瘤细胞。然而，现有证据仅限于体外和异种移植模型，向临床转化仍不成熟。
2.3 尤文肉瘤（ES）
研究人员发现，尤文肉瘤的CAR-T证据仍处于早期阶段。GD2-CAR-T的I期临床试验显示，第28天的疾病控制很常见，但持久性差。其他靶点如EGFR806、NKG2D配体和EphA2正处于临床前或早期临床评估阶段。目前尚无CAR-T在尤文肉瘤中实现确认的客观缓解或持久缓解的报告。
2.4 骨转移瘤
研究人员强调，骨转移瘤是晚期癌症的常见并发症，预后极差。前列腺干细胞抗原（prostate stem cell antigen, PSCA）是骨转移瘤中最先进的CAR-T靶点。一项I期试验证实，PSCA-CAR-T细胞可以归巢至骨髓和转移灶，约50%的患者实现了疾病控制，但缺乏持久的肿瘤消退。骨微环境的免疫抑制特性是主要的瓶颈。
3.1 类风湿关节炎（RA）
研究人员指出，基于CAR的策略旨在以更高的精确度恢复免疫耐受。概念验证研究开发了瓜氨酸波形蛋白反应性CAR-Treg细胞，以及能够消除自身反应性B细胞亚群的通用型CAR-T平台。近期临床报告显示，CD19-CAR-T疗法在难治性RA中取得了显著疾病改善。
3.2 其他自身免疫性风湿病
研究人员发现，CD19-CAR-T疗法在系统性硬化症（systemic sclerosis, SSc）和特发性炎性肌病（idiopathic inflammatory myopathies, IIM）中也显示出早期临床活性。所有IIM患者均达到ACR-EULAR主要临床应答，所有SSc患者疾病活动度降低，并可停用免疫抑制剂。
3.3 骨关节炎（OA）
研究人员提出，细胞衰老是将CAR-T疗法应用于骨关节炎的主要依据。靶向尿激酶型纤溶酶原激活物受体（urokinase-type plasminogen activator receptor, uPAR）的CAR-T细胞在小鼠模型中减少了衰老细胞负荷并改善了衰老相关病理。然而，选择性清除致病性衰老细胞而不影响有益的一过性衰老细胞是一个重大挑战。
五、总结与讨论
挑战： CAR-T疗法在骨科领域的转化面临多重障碍。制造成本高昂且复杂，尤其对于发病率低的骨肿瘤而言。生物学障碍包括抗原异质性导致免疫逃逸、CAR-T细胞扩增和持久性有限、致密的骨微环境阻碍浸润、以及富含TGF-β、VEGF和髓系来源抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell, MDSC）的免疫抑制性肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）。此外，当前的临床前证据多基于免疫缺陷小鼠的异种移植模型，无法完整再现人类骨微环境中的免疫相互作用。
新兴策略： 为克服这些障碍，研究人员提出了多种策略。包括使用双靶点CAR、双特异性构建体和合成Notch电路来解决抗原异质性；通过CXCR4或CCR2b趋化因子受体工程引导T细胞进入骨髓；采用局部区域递送（如骨内或关节内给药）以提高局部暴露并减少全身毒性；联合免疫检查点抑制剂或巨噬细胞重编程剂重塑骨TME；以及探索同种异体“现货型”CAR-T和即时生产制造模式以降低成本和提高可及性。CAR-NK和CAR-M被视为与CAR-T互补的平台，各有优势。
结论： 本综述确定了与将CAR工程化细胞疗法转化为骨科实践相关的疾病特异性靶点、障碍和工程优先事项。这些考虑因素可为难治性骨恶性肿瘤和选定的非恶性肌肉骨骼疾病的临床前验证和早期试验提供参考。现有证据支持CAR-T及相关CAR工程化细胞可作为特定难治性骨科疾病的潜在补充治疗手段，但进一步的转化需要更强有力的临床证据以及改进的生物学和制造策略。
