科研进展

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

2025-08-22    点击:
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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、北大-清华生命科学联合中心魏文胜团队、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杀伤的抵抗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。

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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)。

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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。

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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。

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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、北大-清华生命科学联合中心魏文胜教授,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



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魏文胜

北京大学生命科学学院 教授

北大-清华生命科学联合中心 PI


邮箱:

wswei@pku.edu.cn


实验室主页:

http://weilab.pku.edu.cn/


研究领域: 

1.    基因编辑技术

2.    新型基因治疗及疫苗技术

3.    高通量功能基因组学及疾病机制研究


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. Immunity 54, 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.



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