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CAR-T疗法的十年困局:在疗效与安全间寻找平衡
自2017年首款CAR-T疗法被FDA批准以来,这种“改造免疫细胞抗癌”的技术已成为血液肿瘤治疗的里程碑。它通过给T细胞装上“导航系统”(CAR蛋白),让免疫细胞精准识别并杀伤肿瘤细胞,挽救了无数晚期患者的生命。
但光鲜背后,CAR-T疗法始终面临两大困境:
病毒载体的安全隐患:传统CAR-T依赖病毒载体改造T细胞,可能导致基因插入突变,引发继发性癌症,还容易诱发致命的细胞因子释放综合征(CRS)—— 患者体内炎症因子急剧升高,严重时可导致多器官衰竭;
线性mRNA的疗效短板:为规避病毒风险,科学家开发了基于线mRNA的CAR-T技术,但线性mRNA在细胞内极易被外切核酸酶降解,蛋白质表达窗口仅1-2天。就像“昙花一现”:T细胞刚被激活,CAR信号就迅速衰减,难以彻底清除肿瘤细胞。
如何让CAR-T既“强效持久”又“安全可控”?这成为免疫治疗领域的核心难题——直到“无疤痕环状mRNA”技术的出现。
02
技术突破:给mRNA“戴光环”,实现“零疤痕”持久表达
2025年12月23日,复旦大学章旭耀、宾夕法尼亚大学华先欣、元码智药赵荟团队在国际权威期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》(IF=53)发表的研究,给出了革命性答案:他们开发的Hi-Scarless-PIE高效平台,成功合成出“无疤痕环状mRNA(scarless circular mRNA,cmRNA)”,一举解决了传统技术的两大痛点。
1. 给mRNA“画个圈”:稳定性翻倍的关键
mRNA的环化是提升稳定性的核心思路。就像闭合的圆环比开放的绳子更难断裂,共价闭合的环状mRNA能天然抵抗 5’→3’和3’→5’的核酸酶降解,理论上可大幅延长表达时间。但此前的环化技术一直存在瓶颈:
· 环化效率低,难以规模化生产;
· 经典PIE(permuted intron-exon,重新排列外显子和内含子的顺序)策略会在环状RNA中留下长达186nt的“疤痕序列”——这些源自病毒的额外片段可能诱发免疫反应,还增加了生产复杂性。
2. 无疤痕设计:从“鱼腥藻”中找灵感
研究团队的创新之处,在于对PIE系统的工程化重构。他们从鱼腥藻(Anabaena) 的tRNA内含子中获得启发,重新设计剪接位点,将目标基因(GOI)的两端“伪装”成外显子,让环化反应在精准拼接的同时,不引入任何多余碱基。
最终实现两大突破:
· 高环化效率:环化成功率接近90%,满足产业化需求;
· 零疤痕表达:彻底消除额外序列,在干扰素敏感的A549细胞系中,IL-6、TLR3等炎症指标维持在极低水平,免疫原性几乎可忽略。
03
核心优势:数据见证“更持久、更强效、更安全”
实验室数据清晰展现了无疤痕环状mRNA的压倒性优势,每一项都直击临床痛点:
1. 表达半衰期翻倍,疗效窗口延长至7天
在HEK-293T细胞实验中,线性mRNA的蛋白质表达半衰期仅2.5天,第4天后就基本消失;而无疤痕cmRNA的表达半衰期延长至4.5天,第7天仍能检测到清晰的蛋白表达。
这一优势在T细胞中更显著:
· 线性mRNA-CAR:6小时达表达峰值,4天内完全消退;
· 环状mRNA-CAR:第1天达峰值,稳定维持2-3天,总表达窗口延长至7天。
这种“延长但不永久”的表达模式至关重要——既避免了病毒载体CAR-T的“永久信号”风险,又摆脱了线性mRNA“昙花一现”的短板,更接近人体自身T细胞的激活节律。
2. 肿瘤杀伤能力更强,且不加剧T细胞耗竭
表达时间延长会不会让T细胞“累倒”(耗竭)?研究给出了否定答案:
· 体外培养实验中,转染4天后,线性mRNA-CAR-T对NALM-6细胞的杀伤率降至40-60%,对Raji细胞几乎完全失效;而环状mRNA-CAR-T仍能维持75-100%的杀伤效率,对GPRC5D⁺多发性骨髓瘤细胞也保持强效清除能力。
· 基因检测显示,环状mRNA-CAR-T的耗竭标志基因(PDCD1、TIGIT、LAG3等)未异常升高,反而持续高表达GZMB、GNLY等细胞毒性基因,保持“高效激活但不疲劳”的状态。
3. 安全性升级,规避炎症风暴风险
在NALM-6白血病与MM.1S多发性骨髓瘤小鼠模型中,环状mRNA-CAR-T展现出优异的安全性:
· 慢病毒CAR-T组出现明显的IL-6和G-CSF升高(炎症风暴的关键指标),而环状mRNA组未观察到显著炎症反应;
· 外周血分析显示,环状mRNA-CAR-T在体内形成更高比例的记忆T细胞,为重复给药、长期控制肿瘤提供了生物学基础。
更重要的是,多次给药后,环状mRNA-CAR-T的肿瘤清除效果已接近慢病毒CAR-T——实现了“疗效相当,安全性更优”的理想状态。
04
临床价值与未来前景:从肿瘤治疗到免疫重塑
这项技术的意义,远不止优化CAR-T疗法,更重新定义了mRNA在细胞治疗中的角色边界。
1. 填补治疗空白:成为“中间态”最优解
它不试图取代病毒载体CAR-T,而是提供了一种全新的中间态选择:不永久、但不短暂;不整合基因组,却足够强效。这种特性使其尤其适合风险容忍度极低的场景,比如:
· 非肿瘤适应症:自身免疫疾病、心脏纤维化、衰老相关疾病等,这些领域对治疗安全性的要求远高于肿瘤治疗;
· 难治性肿瘤:对于需要长期控制但不耐受病毒载体风险的患者,环状mRNA-CAR-T是更理想的选择。
2. 推动CAR-T“从定制化到可编程”
目前的CAR-T疗法是“定制化细胞药物”——需要从患者体内提取T细胞,体外改造后回输,流程复杂、成本高昂。而随着T细胞靶向脂质纳米颗粒(LNP)、抗体引导递送等技术的成熟,环状mRNA有望实现“体内原位CAR-T”:直接将mRNA药物注射到患者体内,让体内T细胞“就地改造”,成为抗癌利器。
这意味着CAR-T将从“个性化定制”升级为“标准化可编程药物”,大幅降低成本、简化治疗流程,让更多患者受益。
3. 产业化加速:临床转化已在路上
值得关注的是,合作团队中的元码智药已完成天使+轮融资,资金将用于推进环状mRNA体内CAR-T管线BR101的研究者发起临床研究(IIT)。这标志着该技术已从实验室走向临床,距离惠及患者又近了一步。
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结语:平衡之道,是精准医疗的核心
无疤痕环状mRNA的突破,本质是找到了“疗效与安全”的平衡之道——不追求“永久表达”的极端,也不接受“短暂有效”的妥协,而是通过工程化设计,让CAR-T疗法更贴合人体生理规律。
随着体内递送技术的成熟(如T细胞靶向LNP),未来的CAR-T可能不再是“细胞产品”,而是“可编程RNA药物”——医生可根据患者病情,调整CAR的表达时长和强度,实现真正的精准治疗。而这项来自复旦、宾大与元码智药的合作成果,正将这一未来提前推向临床,为免疫治疗写下新的篇章。
参考资料:
【1】https://zhuanlan.zhihu.com/p/1988985222944032200
【2】https://www.nature.com/articles/s41392-025-02512-4