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让CAR-T终于“看清”难治白血病,cell:中国科学家创新“分子双面胶”破解复发难题
时间:2026-05-14
来源:乐城先行区细胞公共制备平台陕西中心

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2026年3月9日,中国科学院过程工程研究所魏炜研究员、马光辉院士团队联合南方医科大学李玉华教授团队、中国医学科学院血液病医院王建祥教授团队,在国际顶级期刊Cell发表了一项重磅研究,创新性开发出铁蛋白团簇细胞连接子(FACE),就像给CAR-T装上了“分子双面胶”,让原本“看不清”低抗原表达白血病细胞的CAR-T,能够牢牢抓住癌细胞,大幅增强杀伤效果,还能联合化疗实现协同治疗,为破解难治白血病复发难题打开了新的大门。

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白血病是一类严重威胁人类健康的血液系统恶性肿瘤,主要分为急性髓细胞性白血病(AML)、慢性髓细胞性白血病(CML)、急性淋巴细胞性白血病(ALL)和慢性淋巴细胞性白血病(CLL)四大类。过去二十年,嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞疗法的出现,彻底重塑了白血病治疗的格局。

CAR-T细胞疗法的核心原理,是通过基因工程技术,给患者自身的T细胞装上一个“精准导航系统”——嵌合抗原受体(CAR)。这个CAR就像T细胞的“眼睛”,能够特异性识别白血病细胞表面的特定抗原,比如在难治性B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)治疗中表现出色的CD19抗原。

当CAR-T细胞被回输到患者体内后,CAR会迅速“锁定”表达对应抗原的白血病细胞,激活T细胞的杀伤机制。被激活的CAR-T细胞会大量增殖,如同训练有素的“抗癌战士”,对白血病细胞进行精准攻击,通过释放穿孔素、颗粒酶等物质,直接裂解白血病细胞,同时还能分泌细胞因子,招募更多的免疫细胞参与战斗,最终达到清除体内白血病细胞的目的。

在B-ALL的治疗中,靶向CD19的CAR-T细胞疗法取得了令人瞩目的成果,实现了70%-90%的缓解率,多款相关产品获批上市,为无数患者带来了生的希望。然而,看似强大的CAR-T疗法,却有着难以逾越的“致命短板”——抗原调变引发的耐药性。临床数据显示,超过50%的患者在接受CAR-T治疗后会出现病情复发,其中30%以上的B-ALL患者,会因为白血病细胞表面的CD19抗原下调,如同披上了“隐身衣”,成功躲避CAR-T细胞的识别与杀伤,最终导致治疗失败,也就是所谓的“免疫逃逸”。如今,中国科学家带来了全新的解决方案。

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CAR-T如何对抗白血病?

CAR-T疗法本质上是一种“活的药物”,它的原理简单来说分为四步:

提取改造

从患者血液中分离出自身的T细胞(一种免疫细胞,本身具备杀伤异常细胞的能力),通过基因工程技术给T细胞装上“嵌合抗原受体(CAR)”,相当于给T细胞装了一个能精准识别白血病细胞的“导航探头”。

体外扩增

改造后的CAR-T细胞在实验室中大量扩增,达到治疗所需的数量后,再回输到患者体内。

精准识别

回输体内的CAR-T细胞,通过CAR受体精准结合白血病细胞表面表达的特定抗原(比如常见的CD19抗原),激活T细胞的杀伤活性。

杀伤清除

激活的CAR-T细胞会快速增殖,特异性杀伤并清除体内的白血病细胞,达到治疗肿瘤的效果。

这种精准靶向的免疫疗法,在治疗复发难治性B细胞急性淋巴细胞白血病等血液肿瘤上,取得了远超传统化疗的效果,让部分患者实现了长期生存。但它一直有一个绕不开的痛点——抗原逃逸。

当CAR-T细胞持续杀伤白血病细胞后,残留的癌细胞会在治疗压力下发生“抗原调变”,降低表面靶抗原的表达,让CAR-T的“导航探头”找不到靶点,从而逃过杀伤,最终导致复发。传统解决办法需要重新对CAR结构进行基因工程改造,或者更换新的靶点,不仅研发周期长、成本高昂,流程也非常复杂,很难快速惠及患者。

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创新构建:铁蛋白团簇细胞连接子(FACE)

基于CD71这一关键共性锚点,研究团队利用CD71的天然配体——人体内源性铁蛋白,通过精准调控溶剂环境与组装条件,成功诱导铁蛋白进行有序自组装,创制出名为“铁蛋白团簇细胞连接子”(Ferritin Aggregation Cell Engager, FACE)的仿生新剂型。FACE的设计非常精巧,它就像一种特制的“双面生物胶”,具有独特的三重功能:

防“内吞”设计

单个铁蛋白的尺寸约为12nm,与CD71结合后很容易被CAR-T细胞内吞,无法稳定锚定。于是,研究团队将多个铁蛋白交联成约600纳米的大尺寸颗粒,使其超过CAR-T细胞的内吞阈值,能够稳定“锚定”在CAR-T细胞表面,而不会被细胞内化。

“双面胶”功能

FACE上的多个铁蛋白单元可以同时结合CAR-T细胞和白血病细胞表面的CD71,显著增强两者间的物理相互作用力,大幅拉近CAR-T细胞与肿瘤细胞的距离。

降低激活门槛

这种强力的“拉近”效应,极大地增加了CAR-T细胞表面CAR与癌细胞上残存靶抗原的接触机会。即使癌细胞因抗原调变导致抗原密度很低,FACE也能帮助CAR-T细胞成功激活,相当于降低了CAR-T细胞的“启动阈值”,有效提升CAR-T细胞对抗原的敏感性与杀伤效力。

在CAR-T细胞制备阶段,FACE可通过与CD71的特异性结合,稳定锚定在CAR-T细胞表面;当CAR-T细胞进入患者体内后,FACE的另一端会特异性结合白血病细胞表面的CD71,从而拉近CAR-T细胞与白血病细胞的距离,显著增强前者对后者的识别与杀伤能力。

疗效验证:让CAR-T“看清”难治白血病

为了验证FACE的疗效,研究团队进行了一系列严谨的实验,结果令人振奋。

在正常抗原水平的白血病患者来源异种移植(PDX)小鼠模型中,仅需传统CAR-T细胞1/5的治疗剂量,FACE修饰后的CAR-T细胞(FACE-CAR T)即可达到同样的疗效,同时还能显著降低细胞因子释放综合征等副作用风险。这意味着,在保证治疗效果的同时,FACE-CAR T疗法能够减少患者的治疗负担,提高治疗的安全性。

更值得关注的是,当白血病细胞表面抗原密度降至正常值的10%以下时,传统CAR-T细胞已基本丧失杀伤功能,无法控制病情进展,而FACE-CAR T细胞仍能高效识别并清除体内白血病细胞,使PDX小鼠的生存率达到100%。这一结果充分证明,FACE能够有效克服抗原调变带来的耐药问题,让CAR-T细胞重新“看清”那些试图“隐身”的白血病细胞。

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升级进化:载药型细胞连接子(FACED)

为了进一步提升治疗效果,研究团队巧妙利用铁蛋白天然的笼状结构,将FACE“升级”成为可载药的细胞连接子——FACED。他们将三氧化二砷、长春新碱、柔红霉素、阿糖胞苷等多种临床常用化疗药物封装于FACE内部,成功构建了载药型细胞连接子。

这一升级让衔接子在发挥“双面胶”连接功能的同时,还能将化疗药物精准递送至白血病细胞内部,实现CAR-T细胞治疗与化疗的高效联合。FACED-CAR T细胞就像“双模式”杀手,既能通过CAR介导免疫杀伤,又能局部靶向释放化疗药物,对完全抗原阴性的癌细胞同样能够产生疗效。

实验结果显示,FACED-CAR T细胞能够有效治疗初始肿瘤负荷高达40%且抗原低表达的白血病PDX模型小鼠,还能高效清除体内抗原阴性的“逃逸”白血病细胞,有望从根本上解决CAR-T细胞治疗中因抗原表达缺失导致的病情复发问题。针对此类难治性白血病模型,此前尚未有相关研究能取得如此显著的治疗效果。

临床转化潜力:开启白血病治疗新时代

与传统的CAR-T疗法提升策略相比,FACE/FACED体系具备三大突出优势,为其临床转化奠定了坚实的基础。

首先是通用性强。CD71在各类白血病细胞及CAR-T细胞中均高表达,这意味着FACE不仅可以适配多种靶点的CAR-T细胞,适用于各类白血病的治疗,还具有拓展至实体肿瘤及TCR-T治疗的潜力。无论是哪种类型的白血病,也不管CAR-T细胞的靶向靶点是什么,FACE都能发挥作用,为更多的患者带来希望。

其次是操作便捷。FACE采用一步法制备,能够实现大规模生产。在使用时,仅需在CAR-T回输前与细胞共孵育30分钟即可,无需进行复杂的基因改造,可作为“现货式”辅助制剂使用。这大大简化了治疗流程,降低了治疗成本,使得更多的患者能够及时接受治疗。

最后是安全性高。FACE由内源性铁蛋白和获批聚乙二醇衍生物组成,生物相容性好,不会对患者的身体造成额外的伤害。而且,FACE的作用依赖于白血病细胞表面的双重抗原表达,能够有效规避脱靶毒性,进一步提高了治疗的安全性。

此外,研究团队还构建了首个FACE体系增效数据库和预测模型,覆盖多种白血病亚型、不同病程阶段以及复发耐药场景,预测平均误差仅1.4%,为未来患者筛选和治疗方案的制定提供了便捷的预测工具。

结     语

这项研究成果在国际顶级学术期刊《Cell》上发表,标志着我国在细胞免疫治疗领域取得了重大的自主创新突破,为攻克CAR-T治疗的“隐身”难题提供了全新、通用且便捷的治疗路径。未来,随着FACE/FACED体系的临床转化应用,有望开启白血病治疗的新时代,为更多难治性白血病患者带来生的希望。同时,这一创新策略也为其他癌症的免疫治疗提供了新的思路和方法,有望推动整个免疫治疗领域的发展。

参考文献

1:Ferritin aggregation cell engager for CAR T avidity engineering against refractory leukemias

免责声明:本文旨在科普相关知识,不作为医疗指导意见

编辑|Zhang.ZG

审核|Geng.ZG

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