魏文胜团队与合作者联合开发新型通用型CAR-T 疗法治疗血液系统恶性肿瘤

过去十年间,自体CAR-T疗法在血液系统恶性肿瘤治疗中取得革命性突破。多款针对CD19和BCMA的产品已获批,在复发/难治性白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤中显示出高缓解率,并为部分患者带来长期治愈,奠定了其作为精准免疫治疗“明星选手”的地位。

然而,自体CAR-T依赖患者自身T细胞,生产周期需2–4周且成本高昂。更重要的是,许多晚期患者因免疫系统严重受损,不仅缺乏可用于制备的健康T细胞,其体内微环境也不利于CAR-T的存活和扩增,从而失去治疗机会。基于此,“通用型CAR-T”(异体来源CAR-T)成为研究热点,即直接利用健康供体T细胞改造后输入患者,实现现货化和规模化生产。但在临床应用中,该策略需跨越多重免疫屏障:供体T细胞可能攻击患者组织,引发移植物抗宿主病(GvHD);而患者自身的T细胞和NK细胞也会迅速清除这些“外来者”,导致疗效难以持久。尽管基因编辑技术为解决这些难题提供了契机,但如何同时规避宿主T细胞和NK细胞的双重清除,仍是尚未攻克的核心瓶颈。

2025年8月21日,北京大学基因功能研究与操控全国重点实验室魏文胜团队、解放军总医院韩为东团队联合博雅辑因,在Cell发表题为“Glycan shielding enables TCR-sufficient allogeneic CAR-T therapy”的研究论文。团队通过全基因组CRISPR筛选,鉴定出糖基化调控基因SPPL3,并提出“糖盾护体”策略。研究显示,在供体T细胞中敲除SPPL3并导入抗CD19 CAR,可在细胞表面形成致密糖基化修饰层,从而通过三重机制实现免疫保护:其一,降低HLA-I分子暴露,削弱宿主T细胞的识别;其二,下调NK细胞活化配体,增强抵御宿主NK细胞杀伤的能力;其三,抑制Fas/FasL途径介导的细胞死亡。值得强调的是,这一改造并未影响CAR-T的抗肿瘤效能。体外实验和动物模型均证实,SPPL3缺失的CAR-T在清除靶肿瘤方面与对照组表现相当,却显著提升了免疫耐受性和持久性。

为寻找能够同时规避宿主与CAR-T细胞免疫互斥的工程化策略,魏文胜团队利用全基因组CRISPR敲除文库,系统筛选影响异体T细胞持久性的关键基因及其调控网络。研究设想通过筛选获得三类功能改造:(1)降低HLA-ABC的可检测性,从而削弱TCR介导的识别与清除;(2)增强对NK细胞杀伤的抵抗力;(3)提升长期存活性,尤其是抵御FasL诱导的凋亡。令人意外的是,这三类表型最终均指向同一关键基因——SPPL3(图一)。其敲除不仅可同时降低HLA-ABC的表面可及性、增强抗NK细胞能力并延长T细胞存活,还揭示了一个保守而普遍的免疫调控机制。已有研究为此提供了重要线索:肿瘤细胞缺失SPPL3后可借此机制逃避免疫清除1;韩为东团队在肿瘤抵抗CAR-T杀伤的全基因组筛选中同样发现SPPL3排名首位2;Singh团队则报道Nalm6肿瘤细胞在SPPL3缺失后获得对CAR-T杀伤的抵3。这些发现共同提示,SPPL3在癌症免疫逃逸与T细胞免疫耐受中具有普遍作用。

图一、多重筛选锚定异体T细胞存活的关键靶点SPPL3

SPPL3编码一种定位于高尔基体的膜内切割酶,可通过抑制多种糖基转移酶和糖苷酶的活性,从而负向调控细胞表面糖链的合成。研究发现,敲除SPPL3能显著提高T细胞表面的整体糖基化水平,形成致密的糖基修饰层,即所谓的“糖苷盾”。这一“护盾”在多个免疫识别环节中发挥保护作用:其一,降低HLA-I分子的表面可及性,从而削弱了宿主T细胞通过TCR介导的识别与清除;其二,减少NK细胞活化配体的暴露,增强对宿主NK细胞杀伤的抵御能力;其三,降低Fas分子的表面可及性,抑制Fas/FasL途径触发的活化诱导性细胞死亡(AICD)。

更为关键的是,SPPL3的基因编辑并未损害CAR-T的肿瘤杀伤效能。无论在体外细胞毒性实验,还是在动物模型验证中,SPPL3缺失的CAR-T清除靶肿瘤的效率均与未编辑的对照相当。这表明,“糖苷盾”策略不仅显著提升了免疫耐受性和持久性,同时仍保留CAR分子介导的强大抗肿瘤活性。

研究团队先后开展了两项IIT临床试验。第一项试验采用TCR与SPPL3双敲除策略,结果显示在安全性方面未出现GvHD,但CAR-T在体内的持续时间有限(图二)。

图二、TCR与SPPL3双敲除策略的CAR-T的临床结果

通过对输入产品中残存CD3+CAR-T的扩增动力学分析,研究者推测SPPL3敲除所形成的“糖苷盾”能够避免GvHD,而保留TCR基底信号则可能对维持T细胞长期存活至关重要。基于这一假设,团队进一步开展了仅敲除SPPL3、保留TCR的第二项临床试验。结果显示,患者体内的CAR-T可持续存在6个月以上,未观察到典型GvHD或严重免疫并发症,部分患者获得持久缓解(图三)。

这一结果首次证明:SPPL3缺失诱导的糖基化重塑能够突破异体CAR-T的免疫屏障,而内源性TCR信号对细胞持久性具有不可替代的作用。该发现为通用型CAR-T的设计与开发提供了全新的策略范式。

图三、SPPL3单敲策略的CAR-T的临床结果

在临床观察中,研究团队首次提出并界定了“双向同种异体T细胞反应综合征”(BATCRS)。该综合征描述了在异体环境下,供体与受体T细胞同时发生的轻度双向免疫应答,其表现为局部炎症反应,但并不导致病理性组织损伤,具有自限性,仅需支持治疗即可缓解。其独特的免疫学特征确立了BATCRS作为独立综合征的地位,为优化异体细胞治疗的安全性与有效性提供了新的临床依据。

本研究通过全基因组筛选提出了突破通用型CAR-T疗法免疫屏障的全新策略。SPPL3靶向编辑不仅保留了CAR介导的抗肿瘤效能,还显著增强了免疫耐受性与体内持久性,提供了一种能够保留TCR的通用型CAR-T可行方案(图四)。这一发现不仅拓展了通用型免疫细胞疗法的设计思路,也为γδT细胞和NK细胞等多种通用型细胞治疗提供了潜在的分子改造靶点。随着机制研究深入和更大规模临床验证的开展,“糖盾护体”策略有望成为异体免疫细胞疗法的重要模块化工具,加速“现成即用”免疫治疗在更多癌种中的转化与应用。

图四、SPPL3敲除助力异体CAR-T细胞免疫逃逸并提升持久性

本研究通讯作者为北京大学魏文胜教授,中国人民解放军总医院韩为东教授,以及博雅辑因袁鹏飞博士。共同第一作者包括武泽光博士、施锦红(博士研究生)、拉毛切忠博士、邱圆圆(博士研究生)、杨金鑫(博士研究生)、刘洋副主任医师和博雅辑因梁霏霏博士。质谱分析工作得到了黄超兰团队的大力支持。研究同时获得国家自然科学基金A+B的专项资助、科技部重点研发计划、重大慢性非传染性疾病科技专项、中国医学科学院医学与健康科技创新基金、人畜共患传染病重症诊治全国重点实验室开放课题、中国医学科学院人才计划以及北大-清华生命科学联合中心的资助。

原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00910-9


参考文献

1. Jongsma, M.L.M., de Waard, A.A., Raaben, M., Zhang, T., Cabukusta, B., Platzer, R., Blomen, V.A., Xagara, A., Verkerk, T., Bliss, S., et al. (2021). The SPPL3-Defined Glycosphingolipid Repertoire Orchestrates HLA Class I-Mediated Immune Responses. Immunity54, 132-150.e9. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.11.003.

2. Yan, X., Chen, D., Wang, Y., Guo, Y., Tong, C., Wei, J., Zhang, Y., Wu, Z., and Han, W. (2022). Identification of NOXA as a pivotal regulator of resistance to CAR T-cell therapy in B-cell malignancies. Signal Transduct. Target. Ther.7, 98. https://doi.org/10.1038/s41392-022-00915-1.

3. Heard, A., Landmann, J.H., Hansen, A.R., Papadopolou, A., Hsu, Y.-S., Selli, M.E., Warrington, J.M., Lattin, J., Chang, J., Ha, H., et al. (2022). Antigen glycosylation regulates efficacy of CAR T cells targeting CD19. Nat. Commun.13, 3367. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31035-7.