体内CAR-T前沿策略：抗体偶联脂质纳米颗粒 (Ab-LNP) 机制和应用
2026-06-02 来源:MCE 点击次数:32Section.01
CAR-T 细胞：
体外生产 or 体内生成？
嵌合抗原受体T细胞 (CAR-T 细胞) 疗法是一种免疫细胞治疗。嵌合抗原受体 (CAR) 主要由识别肿瘤特异性抗原的单链抗体 (scFv) 段、铰链区及跨膜段、共刺激分子结构域和 CD3ζ 结构域构成。通过病毒/非病毒载体将编码 CAR 的基因引入T细胞，使T细胞实现不依赖于主要组织相容性复合体 (MHC) 抗原递呈系统的特异性杀伤，是 CAR-T 细胞细胞治疗的核心[1]。
CAR-T 细胞疗法近年来在血液系统恶性肿瘤治疗领域取得了重大突破，显著提升了各类血液肿瘤病症的缓解率及长期生存率[1]。
体外CAR-T
目前已获批的所有 CAR-T 细胞产品，以及绝大多数处于临床试验阶段的细胞疗法，均采用患者自体 T 细胞进行体外制备。
如图所示，传统体外 CAR-T 疗法存在诸多局限：体外制备流程复杂，从 T 细胞采集到 CAR-T 细胞输注通常需要数周时间，成本高昂，患者 T 细胞功能受损可能影响疗效，多次给药难度大，且临床表现不稳定等。
图 1. 体外细胞疗法的制造策略概述[2]。
体内 CAR-T：绕过体外制备步骤
体内 CAR-T 细胞工程，即 CAR-T 细胞直接在患者体内生成[3]。
体内 CAR-T 疗法简化了体外 CAR-T 疗法，通过全身给药的方式将 CAR 基因编辑构建体包裹在病毒载体或纳米颗粒中。这些载体特异性地靶向 T 细胞，释放基因编辑载荷，从而诱导 CAR 构建体在 T 细胞表面表达。由此产生的 CAR-T 细胞能够特异性地识别癌细胞，进而激活自身并扩增，最终有效清除血液或恶性肿瘤中的癌细胞[4]。
图 2. 体内 CAR - T 治疗癌症的示意图[4]。
目前，体内 CAR-T 细胞工程策略主要分为基于病毒载体和合成非病毒递送系统 (如 LNP) 的两大技术路线，旨在体内直接将患者自身的 T 细胞改造为 CAR-T 细胞，实现肿瘤的原位杀伤。
这些策略包括：①使用脂质纳米颗粒 (LNP) 包裹的核酸 (mRNA 或质粒 DNA) ；②聚合物纳米颗粒包裹的核酸 (mRNA 或质粒 DNA) ；③慢病毒或腺相关病毒 (AAV) 递送系统；④生物指导性植入支架的混合策略；⑤ 以及 Cas9 包装的包膜递送载体 (Cas9-EDV) 和病毒模拟融合纳米囊泡 (FuNV)[3]。
图 3. 体内 CAR-T 疗法递送平台[3]。
a. LNP 或聚合物通过与 T 细胞抗原 (如 CD3、CD4、CD5 和 CD8) 的相互作用，被抗体或抗体片段功能化以选择性地结合 T 细胞。mRNA 然后在细胞质中的核糖体上被翻译，导致 CAR 分子的表达，从而暂时生成功能性的 CAR-T 细胞。b. 使用包裹在聚合物中的编码 CAR 的 DNA 进行体内 CAR-T 细胞生成的机制。同样，聚合物载体被 T 细胞靶向抗体功能化，并通过内吞作用被内化，导致 DNA 有效载荷释放到细胞质中。c.慢病毒递送载体通常被病毒来源的糖蛋白伪型化，并与靶向 T 细胞的分子偶联。它们与 T 细胞结合后，病毒RNA 被逆转录成 DNA。编码 CAR 的转基因随后被转录成 mRNA，mRNA 被运输到细胞质并翻译成 CAR 蛋白。d.基于海藻酸盐或胶原的支架中嵌入患者来源的外周血单个核细 (PBMCs) 或分离的 T 细胞。除了用人体 T 细胞直接种植外，该支架还可以通过建立趋化因子梯度或通过局部释放细胞因子，在体内募集内源性 T 细胞。该支架促进病毒载体介导的基因转移，并作为体内生成和释放功能 CAR-T 细胞的平台。e. Cas9-EDVs 采用类似逆转录病毒的颗粒组装机制，结合靶向分子。内化后，融合白病毒样淀粉样蛋白病毒糖蛋白 (VSV-G) 的突变形式。
与病毒载体相比，非病毒递送载体的结构可设计性强、免疫原性较低、生产工艺相对简单，是实现体内 CAR-T 工程化的一种更灵活的替代策略。其中，抗体靶向脂质纳米颗粒 (Ab-LNPs) ，即 LNP 表面连接靶向抗体，因其增强的特异性和治疗效果，已成为靶向治疗递送的一种前沿策略。
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体内CAR-T：
抗体(Ab)-LNP偶联药物
Ab-LNPs 的设计是一个复杂的过程，LNP 的组成、抗体的性质、LNPs 表面抗体密度都会影响靶向效率、抗原亲和力和内化速率等。
1. LNP 的选择
Ab-LNPs 这种复杂颗粒系统的主成分如图所示 (图 5) 。可根据治疗药物的不同，选择不同的脂质组成：就小分子药物而言，常选择由磷脂和胆固醇构成的传统脂质体；对于诸如小干扰 RNA (siRNA) 和 mRNA 等基于核酸的疗法的递送，LNPs 通常由可离子化的和结构化的脂质组成。
一句话：脂质体通常用于小分子药物的封装，而离子化脂质则更适用于核酸的封装。
图 5. 针对 Ephrin A2 (EphA2) 的 Ab-LNP 的示意图[5]。pH 敏感型紫杉烷类免疫脂质体的示意图。从外到内依次为：(a) Ephrin A2 抗体作为活性靶向配体，以脂质-scFv 偶联物 (scFv-PEG-DSPE) 的形式插入脂质双层；(b) 聚乙二醇二硬脂酰甘油 (PEG-DSG) 用于延长循环时间，鞘磷脂/胆固醇/PEG-DSG 脂质基质用于提高稳定性；(c) SOS 作为载药助剂，用于高效稳定地包封紫杉烷类前药。粒径约为 110 nm，用于被动靶向。
2. 抗体的选择
靶向机制！脂质纳米颗粒 (LNP) 表面修饰的靶向抗体可显著提升其特异性，是实现精准递送的关键手段。通过将抗体偶联至 LNP 表面，借助抗体的靶向特异性，可将纳米颗粒引导至特定细胞或组织，进而在靶部位递送治疗有效载荷。
为了让 Ab-LNP 更好地发挥作用，抗体需满足：①高特异性，能精准识别目标细胞，减少脱靶效应；②低免疫原性，避免引起患者的免疫反应；③存在能够和 LNP 结合的位点，且不影响自身的功能。
因此，Ab-LNPs 对抗体结构的选择具有尺寸依赖性，通常更倾向于采用结构紧凑的抗体形式，如 Fab 片段、单链可变区 (scFv) 或单域抗体 (sdAb) 。这类小分子抗体有助于纳米颗粒更高效地穿透实体组织或肿瘤[5]。常见的靶向抗体包括 CD4、CD8、CD3、CD5、CD7 等，它们能够引导 LNP 精准定位至 T 细胞、NK 细胞等特定免疫细胞，从而实现体内原位重编程。此外，为降低免疫原性，还会对抗体进行人源化改造，例如将非人源抗体的可变区嫁接到人源抗体的恒定区上。
3. Ab-LNPs：如何制备？
Ab-LNPs 可通过一锅合成法或后修饰法制备[5]。
一锅合成法：是在纳米粒形成过程中直接结合配体-脂质偶联物，通常采用一锅合成法将具有强物理化学稳定性和良好水溶性的配体 (如叶酸、甘露糖配体) 纳入抗体脂质纳米颗粒中。
后修饰法：如表面偶联和后插入法，常用于将配体引入抗体脂质纳米颗粒的表面。 (1) 表面偶联是指将配体通过共价键附着到粒子表面的功能基团上。 (2) 后插入策略则是将预先形成的脂质体或脂质纳米颗粒与水溶液中的脂质配体脂质结合物混合。通过脂质插入，配体能够有效地附着到纳米颗粒的表面。
图 6. Ab-LNP 的制备方法[5]。(1) 一锅合成， (2) 表面偶联，以及 (3) 后插入.
此外，还有另一种选择是将含有点击化学官能团的 PEG 化脂质胶束插入预先形成的 LNPs 中，然后通过点击化学与修饰的配体反应以实现表面偶联[5]。
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典型案例：CPTX2309
抗体 (Ab)-LNP 偶联药物通过表面修饰针对 T 细胞特异性配体，将包裹着 CAR-mRNA 的 LNP 精准运送至 T 细胞内部 (图 3A) 。Capstan Therapeutics 公司研发的 CD8 靶向 CPTX2309 就是一个典型代表[6]。
(当然，Ab-LNPs 除了可以包载 mRNA，还可以包载化疗药物等。)
CPTX2309 包含一个全人源抗 CD19 CAR mRNA 有效载荷，该载荷被包裹在一个含有新型可电离脂质和 CD8 靶向抗体的 tLNP 中，从而能够有效地将 CAR 转染至 CD8+ T 细胞。
图 7. CPTX2309 示意图[6]。
- 体外：CPTX2309 在体外选择性且高效地将未激活的原代人 CD8+ T 细胞改造为功能性 CAR-T 细胞。这些改造后的 CAR-T 细胞表现出可重复的高 CAR 表达水平，并对自体 B 细胞和 CD19+ 细胞系均具有强大的细胞毒性。此外，这些细胞还表现出抗原特异性 T 细胞活化、增殖和多功能性。
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体内：在人源化 NSG-PBMC 小鼠模型中，静脉注射 CPTX2309 的小鼠表现出 CD8+ T 细胞的特异性和高效 CAR 改造，导致治疗后 3 小时内血液和组织中的 B 细胞迅速且显著减少。在同一模型中进行的单剂量研究揭示了剂量-效应关系，低至 0.075 mg/kg 的剂量即可清除脾脏中大部分人 B 细胞。此外，研究人员将 CPTX2309 注射到 NSG-CD34+ 小鼠体内，进一步评估其在具有人 B 细胞重建能力的模型中的疗效。每三天重复给药一次，剂量为 1.5 mg/kg，共三次，小鼠耐受性良好，显示出选择性 CD8+ T 细胞工程化作用，并能有效清除血液中所有人 B 细胞。
目前 CPTX2309 正在进行首次人体临床试验 (NCT06917742) ，有望用于治疗 B 细胞相关的自身免疫性疾病。
最新进展
3月30日，Scott W. Lowe团队在Cell 在线发表题为"A convergent uPAR-positive tumor ecosystem creates broad vulnerability to CAR T cell therapy"的研究论文。研究发现了一种应用广泛的CAR-T细胞靶点——uPAR，能够克服实体瘤治疗中的主要障碍。
(1) uPAR 在富含 TP53 和 RAS 通路突变的实体瘤中广泛表达。(2) 人源 uPAR CAR-T 细胞能够清除肿瘤细胞及其基质支持细胞，在多种模型中诱导持久的肿瘤消退，根除全身转移灶，并且其疗效可被诱导衰老疗法增强。(3) uPAR CAR-T 细胞在重建了人源免疫系统的小鼠体内展现出强大的抗肿瘤活性，且未出现持续的骨髓抑制。
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参考文献
[1]中华血液学杂志2021年9月第42卷第9期 Chin J Hematol，September 2021，Vol. 42，No. 9
[2]Short L, et al. Direct in vivo CAR T cell engineering. Trends Pharmacol Sci. 2024 May;45(5):406-418.
[3]Li YR, et al. In vivo CAR engineering for immunotherapy. Nat Rev Immunol. 2025 Oct;25(10):725-744.
[4]Bui TA, et al. Advancements and challenges in developing in vivo CAR T cell therapies for cancer treatment. EBioMedicine. 2024 Aug;106:105266.
[5]Wang S, et al. Unleashing the Potential: Designing Antibody-Targeted Lipid Nanoparticles for Industrial Applications with CMC Considerations and Clinical Outlook. Mol Pharm. 2024 Jan 1;21(1):4-17.
[6]H. Aghajanian, et al. Design and Preclinical Development of a Novel In Vivo Chimeric Antigen Receptor (CAR) Product for B-Cell Involved Diseases, Cytotherapy, Volume 27, Issue 5, Supplement,2025,Page S161,ISSN 1465-3249.
