连发两篇 | 突破实体瘤 CAR-T 耐药困局

Carl H. June 教授团队在 2025 年 9 月 30 日于 Nature Reviews Drug 发表综述阐述体内 CAR-T 突破性进展。

仅两周后，Carl H. June 教授团队于 10 月 14 日再于 Nature Reviews Immunology 发表重磅综述「Microenvironmental regulation of solid tumour resistance to CAR T cell therapy」，直指阻碍疗效的核心瓶颈 —— 肿瘤微环境（TME）构筑的三重免疫屏障，深入解析 TME 通过物理封锁、免疫抑制与代谢绞杀瓦解 CAR-T 疗效的机制，并前瞻破局路径。

CAR-T 疗法在在实体瘤治疗中仍面临严峻挑战。

• 实体瘤通过异常脉管系统和致密细胞外基质（ECM）构筑物理屏障，阻碍 CAR-T 细胞浸润；

• 突破该屏障的少量细胞继而遭遇免疫屏障压制 —— 既受调节性 T 细胞（Tregs）、髓系抑制细胞（MDSCs）的数量压制，亦因 PD-L1/CTLA-4 等检查点分子上调而功能耗竭。

• 同时，TME 启动代谢屏障：通过缺氧/营养剥夺削弱细胞活力，并积累乳酸等毒性代谢物。

  
  

图 1：TME 的细胞和非细胞成分诱导肿瘤对 CAR-T 细胞疗法的耐药性。

因此，突破耐药需三重策略：

• 抗血管药物与工程化趋化因子受体破解物理屏障；

• 检查点抑制剂联合抑制细胞清除瓦解免疫屏障；

• 代谢改造及营养干预对抗代谢屏障。

一、肿瘤脉管系统

肿瘤脉管系统构成 CAR-T 细胞浸润实体瘤的首道屏障。

1、促血管生成因子（如 VEGF）过度表达导致血管结构异常，并显著下调黏附分子，直接阻碍 CAR-T 细胞的外渗过程。

2、内皮细胞（EC）还通过遗传/表观遗传重塑获得免疫抑制特性：一方面抑制黏附分子的表达，另一方面分泌 IL-6、PGE2 等抑制性因子，进而在血管周围构筑由髓系细胞（主导的免疫抑制网络。更致命的是，肿瘤内部的缺氧微环境迫使 EC 依赖糖酵解供能，其代谢产物乳酸及 2-羟基戊二酸 (2-HG) 在局部累积，进一步强化了免疫抑制效应。

这些机制协同作用，导致大量 CAR-T 细胞在试图穿越血管壁的阶段即被拦截并耗竭。

图 2：肿瘤脉管系统抑制 CAR T 细胞活性。

针对此屏障，血管正常化成为核心策略：

• 低剂量抗 VEGF/VEGFR2 抗体可修复血管结构与功能

• 同时，靶向 EC 可塑性能恢复黏附分子表达，促进 T 细胞外渗；

• 另一关键点在于代谢重编程，可逆转 EC 的代谢异常并增强 CAR-T 活性。

  
  

二、肿瘤细胞外基质

肿瘤细胞外基质（ECM）的异常重塑构成 CAR-T 细胞浸润实体瘤的第二重屏障。究其本质，癌症相关成纤维细胞（CAF）等基质细胞过度分泌胶原蛋白、透明质酸等成分，形成致密纤维化网络：

• 一方面通过物理阻塞（<2μm 孔径阻断 T 细胞迁移）直接阻碍 CAR-T 浸润；

• 另一方面通过诱导 T 细胞功能障碍、破坏趋化梯度及极化免疫抑制性 M2 型巨噬细胞间接削弱抗肿瘤免疫。更关键的是，ECM 硬化挤压脉管系统引发缺氧酸化，进一步抑制 T 细胞活性。

  
  

为突破此屏障，ECM 重塑策略聚焦三大路径：

• 酶解降解：基质金属蛋白酶（MMP）及胶原酶可分解 ECM 组分，但广谱 MMP 抑制剂临床疗效不佳；

• 靶向交联：抑制赖氨酰氧化酶（LOX）阻断胶原交联，或阻断胶原受体 DDR1 破坏纤维排列，临床前研究证实可提升 T 细胞浸润及免疫疗效；

• 载体递送：溶瘤病毒搭载胶原酶实现靶向降解，增强 CAR-T 肿瘤募集。

  
  

图 3：针对 ECM 的治疗策略

三、TME 中的抑制性免疫细胞

TME 内大量存在的抑制性免疫细胞（如 Tregs、MDSCs、抑制性 TAMs）构成了强大的免疫屏障。

这些抑制性细胞通过多重机制削弱 CAR-T：

• 其一是数量压制，稀释效应 T 细胞的比例；

• 其二是功能抑制，通过上调 PD-L1/CTLA-4 等免疫检查点分子以及分泌 IL-10、TGF-β 等抑制性细胞因子，直接诱导 CAR-T 细胞耗竭；

• 其三还涉及代谢竞争，加剧精氨酸耗竭、缺氧和酸中毒等恶劣条件，进一步损害 CAR-T 细胞的活力和功能。

  
  

破解这一免疫屏障需要采取综合措施：

• 一方面可阻断招募通路（如靶向 CCR4/CCR8）以减少抑制性细胞向 TME 的浸润；

• 另一方面可直接靶向清除 TME 内的抑制性细胞群，例如使用特异性抗体或小分子药物。

  
  

四、CAR-T 细胞「铠装」

为了赋予 CAR-T 细胞更强的能力以在恶劣的 TME 中生存并发挥功能，「细胞装甲」策略被广泛开发和应用：

• 在细胞因子工程方面，通过改造使 CAR-T 能够分泌 IL-18 或 IL-15，或引入显性负性 TGFβ 受体甚至利用 CRISPR 技术敲除 TGFBR2 基因，以阻断抑制性信号。

• 针对免疫检查点，策略包括采用显性阴性 PD1 受体以避免耗竭，或将 PD1 的胞外识别域与 CD28 的胞内激活域融合构建成「转换受体 」，巧妙地将抑制信号转化为激活信号。

• 面对代谢挑战，可通过过表达 GLUT1/GLUT5 等转运蛋白增强营养摄取能力，过表达 GPX4 以清除有害的脂质过氧化物，或联合使用 AMPK 激动剂与雷帕霉素等药物来提升细胞在缺氧环境下的耐受能力。

  
  

然而，装甲策略常伴随风险增加，且单策略的效果往往有限。因此未来的方向在于：开发时空精准调控技术、集成多重装甲、以及探索更有效的联合疗法。

五、调节 TME 线索以调整 CAR-T 细胞

肿瘤微环境（TME）的抑制特性可被逆向利用为 CAR-T 治疗优势，通过工程化改造，CAR-T 细胞能主动「劫持」TME 中的生物线索实现精准靶向与安全增效：

• 趋化因子受体重编程，使 CAR-T 细胞表达 CCR8、CXCR2 等原本富集于免疫抑制细胞的受体，显著提升实体瘤归巢能力；

• 缺氧响应系统，利用 HIF-1α 启动子或氧敏感结构域，将 CAR 活性严格限定于肿瘤低氧区域，规避对正常组织的脱靶毒性；

• 双信号门控设计（如 SynNotch 系统）则通过 ECM 成分等「信号 1」触发肿瘤抗原 「信号 2」的识别，将激活条件锁定于双信号共存的肿瘤微环境（图 4）。

  
  

这三类策略从本质上重构 CAR-T 与 TME 的互动关系 —— 将传统疗法中的障碍转化为定位导航、安全开关和智能激活器，在增强瘤内浸润深度的同时，将治疗窗口扩展至缺乏绝对肿瘤特异性抗原的难治癌种。

图 4：劫持 TME 线索以增强 CAR T 细胞的功效和安全性。

六、结论

实体瘤微环境（TME）的高度复杂性与动态演化本质，要求通过多靶点协同策略突破 CAR-T 耐药壁垒，而临床转化正面临毒性控制（如 CRS 风险）与 TME 异质性的双重挑战。

对此，Carl H. June 教授提出破局需践行「双向变革」：一方面重编程免疫抑制微环境（如逆转基质细胞表型），另一方面开发整合导航-感应-激活逻辑门控的智能 CAR-T。最终，通过「精准诊断 × 智能工程 × 联合疗法」三维范式的系统性整合，为实体瘤开辟治愈新路径。

来源：丁香通研选

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