2025-08-19
前沿导读
CAR-T细胞疗法的获批彻底改变了B细胞恶性肿瘤的治疗,然而,这类疗法在临床推广过程中面临一系列障碍,包括制造复杂、缓慢、成本高昂、细胞来源受限以及患者因病情进展而错失治疗机会。当前,体内基因工程提供了一种替代方案,该方法将基因治疗递送载体直接给予患者,实现体内细胞修饰(图1A)。递送载体涵盖病毒载体(如慢病毒)、脂质体或聚合物纳米颗粒,可递送多种遗传物质。无论采用何种载体,所有体内基因工程策略均面临核心挑战——将遗传物质精准递送至目标细胞。近年来,体内基因工程(尤其是CAR-T细胞领域)已从临床前概念验证阶段迅速发展至临床测试阶段。
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2025年7月,《Molecular Therapy》期刊发表了题为“Targeted in vivo delivery of genetic medicines utilizing an engineered lentiviral vector platform results in CAR T and NK cell generation”的研究论文。首次系统报道了通过设计VSV-G融合蛋白(Gen 2.1 Fusogen)与CD7结合蛋白的组合,实现对T细胞和NK细胞的特异性转导,并在人源化小鼠和食蟹猴模型中验证了体内生成CAR细胞、清除B细胞的治疗效果与安全性。
01 Gen 2.1融合蛋白的合理设计实现了载体的重定向
为实现遗传药物的体内特异性递送,研究人员利用VSV-G蛋白“结合”与“融合”功能相互独立的特性,基于其与天然受体LDL-R的晶体结构,通过计算机模拟识别出Q10和I182关键位点,并假设引入相反电荷突变(如Q10K或I182E)可破坏LDL-R结合而不影响融合活性(图1B)。实验中,构建包膜为不同突变型VSV-G的慢病毒载体,检测其对SupT1细胞的转导能力,发现Q10突变未能有效屏蔽LDL-R结合,而I182D/E突变显著降低了转导活性;进一步通过加入CD7结合子验证融合能力,结果显示引入CD7结合蛋白后,突变载体可恢复对CD7+细胞的剂量依赖性转导,效率接近野生型VSV-G(图1C)。最终对比发现,I182E突变在高滴度下非特异性转导更低,因此被选定为最优的“去靶向”突变位点(图1D、1E)。
图1 设计慢病毒载体实现靶向递送
(图片来源:Andorko JI, et al, Mol Ther., 2025)
02 Gen 2.1融合蛋白和CD7结合蛋白的包膜载体实现靶细胞特异性转导
为验证优化后的CD7结合蛋白的靶向性,研究人员使用CRISPR技术敲除SupT1细胞中的CD7基因,并对其进行转导实验。结果显示,携带Gen 2.1融合蛋白和CD7结合蛋白的载体无法转导CD7缺失细胞,而野生型VSV-G包膜的载体仍可高效转导,说明该平台的转导依赖于CD7的特异识别(图1F)。此外,该平台还展现出良好的通用性。研究人员构建了靶向CD7、CD4和CD8的scFv结合蛋白,并用于转导来自不同供体的PBMCs(外周血单个核细胞,免疫细胞)。结果显示,CD4结合蛋白选择性转导CD4+细胞,CD8结合蛋白转导CD8+细胞,而CD7结合蛋白可同时转导CD4+和CD8+细胞中的CD7+亚群(图1G、1H)。
03 INT2104特异性转导T/NK细胞并产生功能性CAR+细胞
研究人员基于CD7在T细胞和NK细胞中的特异性表达,开发了携带CD20 CAR的慢病毒载体INT2104,通过Gen 2.1融合蛋白与CD7结合蛋白的协同作用,实现对体内T细胞和NK细胞的精准转导(图2A)。体外实验表明,INT2104可有效转导激活的人PBMCs中的CD4+、CD8+ T细胞及NK细胞(图2B),转导效率与传统体外制备的CAR T产品相当;转导后的细胞与CD20阳性B细胞系(Raji、Daudi,图2C、D)共培养时,展现出强效的剂量依赖性杀伤活性,且该活性完全依赖CD20抗原的存在,证实了CAR介导的特异性识别(图2E);此外,转导细胞可大量分泌IFN-γ、TNF-α和IL-2等关键效应因子,且CAR+ T细胞的细胞因子表达水平显著高于CAR T细胞,进一步验证其功能活性(图2F-H)。这些结果共同表明,INT2104无需体外扩增即可直接诱导功能性CAR T和CAR NK细胞的生成。
图2 INT2104转导过程中生成具有功能性的CAR+细胞
(图片来源:Andorko JI, et al, Mol Ther., 2025)
04 评估INT2104转导B细胞的风险
无论CAR T细胞产品通过体外制备还是INT2104体内生成,B细胞非预期转导均会有安全性风险。为评估该风险,研究人员在健康供体分离的原代B细胞、套细胞淋巴瘤(MCL)/滤泡性淋巴瘤(FL)/慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者PBMCs及B细胞肿瘤系中测试INT2104转导潜力。结果显示:即使在高感染复数(MOI)下,健康供体原代B细胞也未发生转导(图3A);测试的B细胞系(Nalmö, DB, VL51, JVM13, Recl)仅在超生理水平MOI时检测到微弱阳性(图3B),与GFP载体无法转导B细胞系的数据一致;MCL/FL/CLL患者的B细胞样本同样未见转导迹象(图3C)。
图3 评估INT2104转导B细胞的风险
(图片来源:Andorko JI, et al, Mol Ther., 2025)
05 INT2104转导的PBMCs可杀伤表达CAR20的B细胞
进一步研究非预期转导的CAR20+ B细胞是否仍可被INT2104转导的PBMCs杀伤。研究人员采用WT VSV-G转导人B淋巴瘤细胞系DB,使其表达CAR20和GFP或单独的GFP。将四名供体的INT2104转导PBMCs与上述DB细胞系共培养后,评估CAR介导的细胞毒性(图3D)。结果显示:INT2104转导PBMCs能剂量依赖性杀伤DB细胞,无论其表达CAR20和GFP或单独GFP(图3E);共培养组存活的DB细胞中CAR+GFP+细胞比例较对照组有升高趋势(图3F),表明表达CAR20的B细胞仍可被INT2104生成的CAR20效应细胞杀伤。
06 静脉输注INT2104至人源化小鼠可生成CAR+ T/NK细胞并清除B细胞
随后,研究人员通过人源化小鼠模型(标准NSG-CD34与Hu-IL15转基因NSG)验证INT2104单次静脉注射效果:标准模型(图4A-F)显示,无论供体B/T细胞比例差异(图4B)或剂量如何,治疗组在第7天时外周血CD20+/CD19+ B细胞均显著下降(图4E),第21天显示完全清除且持续至第47天,同时血液(图4F)及脾/骨髓/肝(图4M)中均检出CAR+ T细胞(含CD4+/CD8+);Hu-IL15模型(图4G-N)进一步证实NK细胞扩增(4.41-7.46%, 图4J)后,脾脏可定量检测CAR+ NK细胞(≈5%, 图4N),且两模型均实现B细胞清除(图4K)与CAR+ T细胞生成(图4L),全程无小鼠体重下降或死亡,以上结果充分证明INT2104可在体内持久生成功能性CAR T/NK细胞并彻底清除B细胞,且安全可控。