综述：从细胞治疗到生物制剂：体内CAR-T工程的非病毒递送策略

《Critical Reviews in Oncology/Hematology》：From cellular therapy to biologics: Non-viral delivery strategies for in vivo CAR-T engineering

　　**摘要**尽管CAR-T细胞疗法在治疗血液恶性肿瘤方面已取得突破性进展，但其当前对体外制造的依赖在效率、成本以及对细胞功能可能产生的影响等方面存在显著局限。体内CAR-T策略越来越多地被认可为一条通往CAR-T技术可规模化、广泛部署的关键路径。在这些策略中，非病毒递送系统已成为主要的使能途径之一。本综述概述了在体内CAR-T细胞工程化中遇到的关键生理障碍及相应的工程化设计原理，并进一步阐述了递送材料化学组成的演变趋势，讨论了各种遗传载荷在体内CAR-T疗法中的功能作用。本综述旨在提供一个前瞻性的视角，指导非病毒介导的体内CAR-T技术的理性设计与临床转化。---**引言**嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法的出现标志着肿瘤免疫治疗的范式转变，开启了精准医学的全新时代。自2017年美国食品药品监督管理局（FDA）批准首个靶向CD19的CAR-T细胞产品以来，该治疗模式在血液恶性肿瘤，特别是复发或难治性B细胞恶性肿瘤中实现了显著的临床缓解率，使部分患者获得了长期无病生存（Brudno等，2024）。然而，尽管取得了这些显著的临床成果，当前的自体CAR-T细胞疗法仍受限于复杂的体外制造流程。该方法面临严格而繁复的《药品生产质量管理规范》（GMP）质量控制要求，典型的"静脉到静脉"生产周期需3至4周（Tang等，2023；Vormittag等，2018）。这种高度定制化的制造模式导致成本极其高昂，常使疾病快速进展的患者错过最佳治疗窗口（Yang等，2022）。更为重要的是，长时间的体外培养、反复的非生理性TCR/CD28刺激、细胞因子暴露以及——在某些CAR设计中——抗原非依赖性的持续性CAR信号，可促进表观遗传重塑、分化及耗竭样状态，从而降低所产生的CAR-T细胞的增殖能力和体内持久性（Ruggeri Barbaro等，2024）。为克服这些局限，直接在体内生成CAR-T细胞已成为下一代免疫治疗的变革性前沿（Li等，2025）。该策略旨在通过全身给药，将编码CAR的遗传材料精准递送至内源性T细胞，从而实现体内T细胞重编程（Bot等，2025）。理论上，这种原位工程化策略可以绕过成本高昂的体外制造阶段，将高度个体化的细胞疗法转变为现成可用的、可规模化的生物制剂，从而显著减轻医疗经济负担并提升患者的治疗可及性。在体内CAR-T生成的载体选择方面，尽管慢病毒和逆转录病毒载体在体外表现出优异的转导效率，但其直接体内应用受到巨大的安全性和技术挑战的阻碍（Reichenbach等，2023）。病毒载体的直接全身给药面临严重的生理和安全限制。首先，这些载体固有的高免疫原性使其易被宿主预先存在的中和抗体迅速清除，或可能引发严重的系统性炎症反应。其次，腺相关病毒（AAV）的基因包装容量通常限于约4.7 kb，难以容纳包含复杂调控元件的大型CAR基因构建体。此外，慢病毒或逆转录病毒基因组向宿主染色体的随机整合存在插入突变和继发性恶性肿瘤的持续风险，这仍是其体内应用的主要障碍（Gutierrez-Guerrero等，2020；Milone和O'Doherty，2018）。相比之下，非病毒载体——尤其是脂质纳米颗粒（LNP）和聚合物纳米复合物等递送系统——通常表现出较低的免疫原性，从而允许重复给药进行剂量滴定。关键在于，这些合成载体提供更广的载荷容量和灵活性，能够递送针对不同治疗需求的多样化遗传材料，因此在临床转化中展现出独特优势（Chen等，2024；Nguyen等，2021）。本综述聚焦于非病毒载体的设计策略，深入探讨其物理化学性质与体内生物学行为之间的构效关系。此外，本综述将系统探索如何针对特定疾病适应证优化遗传载荷，并前瞻性地分析共递送策略在重塑肿瘤微环境（TME）方面的潜力。最后，本文旨在全面分析该技术在向临床转化推进过程中面临的脱靶效应评估和化学、制造和控制（CMC）方面的挑战，为下一代精准、高效、安全的体内CAR-T疗法的理性设计提供理论框架。---**章节摘录****外周血液循环清除**要在体内成功工程化CAR-T细胞，非病毒载体必须依次克服一系列生物屏障。血液循环是静脉给药载体面临的首要障碍。当载体进入血液循环后，血浆蛋白会迅速吸附到纳米颗粒表面，形成蛋白冠（Alberg等，2020；Soleymani等，2025）。该蛋白冠的组成和密度直接决定了载体在体内的命运（Mishra等）。---**脂质纳米颗粒（LNPs）的化学演变**LNPs的化学演变主要围绕核心可电离脂质的结构优化和多元组分体系的配方重构展开（Talib等，2025；Teng等，2025）。在核心脂质的分子设计方面，为增强T细胞内的内体逃逸效率，下一代可电离脂质的结构修饰主要致力于最大化其膜融合潜力和内体膜 destabilization能力。---**体内CAR-T工程化中遗传载荷的选择策略**不同的载体修饰策略决定了T细胞的可达性，而封装的遗传载荷则直接决定了体内CAR-T疗法的疗效和安全性。目前，信使RNA（mRNA）、DNA和核糖核蛋白（RNP）复合物构成了三种主要的载荷模式，各自针对不同临床应用场景进行优化（图3）。---**从CAR基因递送到免疫微环境重编程**面对实体肿瘤复杂的免疫抑制性肿瘤微环境（TME），仅表达CAR往往不足以实现持久肿瘤消退。实体肿瘤微环境不仅呈现由致密的细胞外基质（ECM）和癌症相关成纤维细胞（CAFs）构建的物理屏障（Broz等，2024；Cho和Doh，2024），还饱和了由调节性T细胞分泌的TGF-β和IL-10等强效免疫抑制因子。---**临床转化与制造瓶颈**非病毒递送技术的成熟正推动体内CAR-T从概念验证迈向临床转化的关键阶段（表1）。2025年，HN2301——一种靶向CD8的、携带CD19-CAR mRNA的LNP——在5例难治性系统性红斑狼疮患者中产生了短暂的CAR表达、B细胞耗竭和疾病活动度降低（Wang等，2025a；Wang等，2025b）。CPTX2309——另一种靶向CD8的抗CD19 CAR-mRNA LNP项目——正在I期临床中进行评估。---**批判性观点**本综述的范围聚焦于直接对体内内源性T细胞进行工程化的非病毒递送策略。我们从生物屏障、递送材料设计、遗传载荷选择、免疫微环境调控和临床转化等多个角度，对非病毒介导的体内CAR-T工程化进行了整合性概述。本综述并非简单罗列各个递送平台，而是强调机制性关联。---**文献检索与综述范围**本综述基于对PubMed和Google Scholar截至2026年3月31日的结构化文献检索。检索词包括"in vivo CAR-T""体内T细胞工程""脂质纳米颗粒""聚合物纳米颗粒""mRNA递送""DNA递送""基因编辑""CAR-T"的组合。优先纳入直接针对T细胞非病毒递送的同行评审原始研究，以及近期的临床报告和与载体相关的精选机制研究。---**生成式AI及AI辅助技术在写作过程中的声明**在撰写本文过程中，作者使用Gemini来增强语言的可读性。使用该工具后，作者对内容进行了审阅和必要的编辑，并对已发表文章的内容承担全部责任。---**利益冲突声明**作者声明不存在可能影响本工作的竞争性经济利益或个人关系。---**致谢**本工作得到了国家自然科学基金（82302071）、皖南医学院高层次人才科研启动基金（WYRCQD2025028）、合肥综合性国家科学中心大健康研究院"赛马制"项目（2023CXMMTCM007）、安徽省教育厅重点研究项目（2022jyxm1710）以及现代生物医药产业学院项目（2023cyts031）的支持。---**作者简介****吴姝怡（Shuyi Wu）**，研究生，研究方向为CAR-T细胞在实体肿瘤中的活性，探索肿瘤微环境的基质成分如何调控T细胞功能。---吴姝怡 | 沈一鸣 | 童学辉 | 倪思荟 | 杨培伟皖南医学院药学院，安徽芜湖 241002，中国