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Nature Medicine | 输注10年后,CAR-T还在工作吗?研究揭示一种反直觉的免疫状态

来源:生物探索 发表时间:2026-08-13 阅读:0
CAR-T细胞治疗(chimeric antigen receptor T-cell therapy, CAR-T)常被描述为一种“活的药物”:它不是输注后迅速代谢掉的化合物,而是一群经过基因改造、能够识别肿瘤抗原的T细胞。
但“活的药物”究竟能活多久?
近日,Nature Medicine的研究报道“Decade-long persistence of CD19 CAR T cells in B cell lymphomas” ,研究人员追踪了38例接受CD19 CAR-T治疗的B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-Hodgkin lymphoma, B-NHL)患者,发现部分患者体内的CAR-T细胞在输注10年后仍然可以被检测到。
更值得关注的并不是“10年”这个数字本身。
这些细胞在漫长的体内生存过程中,逐渐改变了表型、代谢状态和克隆结构:早期占优势的CD8⁺ CAR-T逐渐减少,一群CD4⁻CD8⁻双阴性(double-negative, DN)细胞浮现出来;它们表达多种通常与T细胞“耗竭”相关的分子,却仍保持增殖和细胞毒程序;甚至有一个最初不足0.1%的微小克隆,在9.3年后占据了约70%的CAR-T细胞
能够维持十年缓解的CAR-T,究竟是一群始终没有离开的细胞,还是一群在体内经历长期选择后“留下来”的细胞?

十年随访首先回答了一件事:CAR-T确实可以待得非常久

研究纳入38例复发或难治性B-NHL患者,其中24例为大B细胞淋巴瘤(large B-cell lymphoma, LBCL),14例为滤泡性淋巴瘤(follicular lymphoma, FL)。患者接受的是带有4-1BB共刺激结构域的CD19 CAR-T,即CART19。

治疗早期,CAR转基因水平迅速扩增。总体峰值中位数达到11,096 copies/μg DNA,随后逐渐下降:治疗3个月时中位数为141 copies/μg DNA,6个月为126,1年为82,到2年时降至41。

如果只看到这里,我们很容易形成一个直觉:CAR-T完成肿瘤清除后会逐步退出循环系统。

但长期随访改变了这个判断。

患者中有12人在治疗5年后仍处于缓解状态,其中8人拥有可用于长期CAR-T检测的样本。在这8名长期应答者中,5人,也就是62.5%,在治疗7.0~10.1年后仍能通过qPCR检测到CAR转基因

这5人的CAR转基因水平中位数为262 copies/μg DNA,范围从10一直到1,567。

换句话说,一次细胞输注所建立的免疫细胞群,在部分患者体内并不是以“月”或者“年”为生命周期,而可能以十年计。

但这里必须加上一条非常重要的限制:检测到CAR DNA,不等于证明这些细胞仍然具有功能。

于是研究人员继续关注:这些十年前输入体内的CAR-T,究竟只是留下了“分子痕迹”,还是仍在执行任务?

“还活着”远远不够,关键是它还在不在工作

CD19 CAR-T攻击CD19阳性的肿瘤B细胞,也会攻击正常B细胞。因此,如果CAR-T长期保持功能,一个可以观察到的伴随现象就是B细胞缺失(B-cell aplasia)

在长期仍能检测到CAR转基因的5名患者中,有3人的转基因水平超过200 copies/μg DNA。这3人同时都存在持续、完全的B细胞缺失。

另外两名CAR-T水平较低的患者,则已经出现B细胞重建。

样本非常小,因此不能据此建立可靠的剂量—效应关系;但至少它提出了一个有价值的线索:部分长期存留的CAR-T并非静止的“遗迹”,而可能仍在持续施加CD19靶向压力。

其中一位患者,把这个现象展示得尤其清楚。

患者21是一名复发或难治性滤泡性淋巴瘤患者,在接受CAR-T之前已经经历6线治疗。CAR-T输注后1个月达到完全缓解(complete response, CR),到研究最近一次随访时,已经持续缓解10.1年

她体内CAR转基因在第14天达到峰值——18,062 copies/μg DNA

随后迅速下降。

2年以后,仅维持在72~77 copies/μg DNA;4.5年时甚至下降到了检测限以下。

如果研究在这里结束,我们可能会认为这些CAR-T已经消失。

但事情没有结束。

消失了几年之后,它们又回来了

患者21在治疗第7年出现了一次CAR-T水平升高,达到689 copies/μg DNA

到了第9.3年,又发生第二次明显扩增:CAR转基因升至1,567 copies/μg DNA。流式细胞术(flow cytometry)甚至可以直接看到CAR-T细胞,此时它们约占全部CD3⁺ T细胞的1.2%

第7年的扩增没有找到明确的感染或疫苗接种诱因;而在第9.3年的扩增发生时,患者鼻拭子恰好检出了鼻病毒/肠道病毒(rhinovirus/enterovirus)。

两者是否存在因果关系?目前不能确定。

研究人员提出了几种可能性:正常B细胞短暂恢复、亚临床肿瘤抗原暴露、感染诱导的反应性淋巴细胞增殖,都可能使长期休眠或低水平存在的CAR-T重新进入扩增状态。

但还有一个不能忽视的技术问题:这项研究跨越十年,不同时间阶段qPCR的检测限并不完全相同。早期、2~7年以及7~10年的检测灵敏度存在差别,因此某些“消失—重新出现”的轨迹,也可能部分受到检测条件变化影响。

因此,这项研究提供的是一个很有吸引力的生物学模型,而不是已经被证明的机制:长期存留的CAR-T可能并不是持续处于高强度战斗状态,而是在低水平维持与阶段性再激活之间切换。

十年后的CAR-T,已经不是输注时的那群细胞了

患者21最值得关注的变化,发生在细胞身份上。

CAR-T扩增峰值出现在第14天。当时,71.5%的CAR-T属于CD8⁺ T细胞,这是CAR-T治疗早期常见的效应细胞组成。

但到了9.3年,情况发生了近乎反转的变化。

此时CAR⁺细胞中,71.6%已经成为CD4⁻CD8⁻双阴性T细胞,CD8⁺细胞只占3.2%。

而且这个变化并不是9年后突然出现的。

从第3个月到第21个月,CAR-T中的DN细胞比例已经从13.4%增加到33.9%;与此同时,CD8⁺ CAR-T持续下降。相反,在CAR阴性的T细胞群体中,DN细胞比例长期维持在约1%~5%。

这意味着,DN表型可能是在CAR-T长期生存过程中逐渐富集出来的。

更进一步的高维流式分析发现,86%的CAR⁺ T细胞聚集在一个主要细胞群中。这个细胞群具有CD45RA⁻CCR7⁻CD95⁺的特征,接近效应记忆T细胞(effector-memory T cell, TEM)。

也就是说,十年后留下来的CAR-T,与最初大量扩增的CD8⁺效应细胞已经明显不同。

长期免疫监视或许并不是依靠早期细胞原封不动地活十年,而可能伴随着持续的细胞状态重塑

一个有趣的矛盾:它们看起来“耗竭”,却仍然在增殖

长期持续接受抗原刺激的T细胞通常会出现所谓的T细胞耗竭(T-cell exhaustion)。

患者21的长期CAR-T似乎也留下了这些痕迹。

这些细胞表达更多的PD-1、TIM-3、CTLA-4等免疫检查点分子,同时HLA-DR等活化标志增加。如果只看这些指标,很容易把它们归入“功能衰退”的细胞。

但单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)给出了另一面。

在9.3年的样本中,研究人员获得了1,543个CAR⁺ T细胞进行分析。结果显示,超过一半具有明显的干扰素驱动和活化转录程序。

更值得注意的是,66%的CAR⁺细胞处于S期或G2/M期,提示仍在进行细胞周期活动;作为比较,CAR⁻ T细胞中这一比例为35%。

同时,这些细胞富集了有氧代谢(aerobic metabolism)、线粒体翻译和免疫激活相关程序,并表达PRF1、NKG7以及GZMK等细胞毒相关基因。

一个细节尤其值得关注:长期CAR-T中的GZMB降低,而GZMK升高

GZMB通常与强烈、终末化的细胞毒效应状态相关,而GZMK⁺ T细胞往往表现出较低的终末分化程度,同时仍具有迁移、炎症调节和杀伤能力。

因此,“耗竭标志升高”不能简单等同于“细胞已经失效”。

在长期CAR-T中,我们看到的可能是一种更复杂的状态:它没有维持治疗初期那种高强度的效应模式,却也没有彻底退出功能,而是在激活、抑制、增殖和记忆之间维持某种动态平衡。

十年后占70%的主力,最初连0.1%都不到

如果表型变化令人意外,那么T细胞受体(T-cell receptor, TCR)测序揭示的克隆变化可能更加耐人寻味。

CAR-T扩增峰值时,研究人员在CAR⁺细胞中检测到1,593种不同克隆型(clonotype)

9.3年后,只剩下68种

反映克隆多样性的标准化Shannon entropy从0.95下降到0.38。与此同时,CAR⁻ T细胞的指标从0.81变为0.83,基本保持稳定。

这并不是整个T细胞系统共同发生的变化,而是CAR-T群体发生了强烈的寡克隆化(oligoclonality)

其中一个克隆尤其突出。

在9.3年时,它已经占到接近70%的CAR⁺ T细胞

然而回头检查治疗第14天的样本时,这个后来成为绝对主力的克隆,当时的比例还不到0.1%

这像一次持续近十年的体内筛选:早期占优势的细胞并不一定能留到最后,而某些起初极其稀少的细胞,却可能因为增殖潜力、代谢适应性、抗原反应方式或者其他尚未明确的因素,逐渐取得优势。

研究人员随后检查了慢病毒载体的整合位点,以排查是否某个特殊插入事件意外激活了细胞增殖。

共发现111个独立整合位点,其中45%位于PACS1,19%位于COX11,7%位于CAMSAP1,但这些主要整合位点并不属于已知能够促进CAR-T异常扩增或长期存留的驱动因素。

因此,目前更合理的解释是克隆选择(clonal selection),而不是已知的插入突变驱动。

不过,这一部分几乎完全来自患者21,不能据此认为所有长期缓解患者都会经历相同的“少数克隆胜出”。

如果CAR-T一直不走,患者付出的代价是什么?

长期存留听起来似乎总是一件好事。

但患者21提醒我们,事情并没有这么简单。

她持续存在B细胞缺失和严重的低丙种球蛋白血症(hypogammaglobulinemia),需要每月接受静脉注射免疫球蛋白(intravenous immunoglobulin, IVIG)替代治疗。

即使如此,她仍反复发生感染,并从治疗第9年开始出现持续性细支气管炎。

这揭示了CAR-T长期存留的另一面:

如果CAR-T持续清除CD19⁺正常B细胞,那么长期抗肿瘤免疫监视和长期免疫缺陷可能是同一套生物学机制的两个结果。

于是问题不再只是:

“怎样让CAR-T活得更久?”

更值得关注的可能是:

“CAR-T究竟需要活多久?”

该研究中的数据本身也提醒我们不要把“长期存留”等同于“长期治愈的必要条件”。在长期缓解者中,有些患者已经检测不到持续存在的CAR-T,却依然保持缓解。

因此,这项研究证明的是CAR-T可以存留十年,并且这种存留与部分长期缓解和持续功能相伴;它并没有证明“CAR-T必须存留十年才能治愈淋巴瘤”。

这是一个非常重要的区别。

这项研究改变的,也许不是一个数字,而是一个问题

这项研究最吸引人的地方,并不是刷新了CAR-T“最长寿命纪录”。

它让我们看到,一次CAR-T治疗之后,患者体内可能持续进行一场跨越多年的细胞进化。

早期数量庞大的CD8⁺效应细胞逐渐退去;少数克隆被长期保留下来;细胞向DN、效应记忆样状态转变;代谢程序重新调整;免疫检查点升高,却没有完全失去增殖与细胞毒能力;在某些时刻,它们甚至可能重新扩增。

但也必须保持谨慎。

38例患者中,能够进行超长期CAR-T检测的长期缓解者只有8例;最深入的表型、单细胞转录组、TCR克隆和整合位点分析,主要集中在一名患者身上。研究本身无法判断,十年CAR-T存留究竟导致了长期缓解,还是长期缓解、患者自身免疫环境和CAR-T产品特征共同塑造出的结果。

因此,这项工作的价值更接近于打开了一扇门,而不是给出终局答案。

未来设计CAR-T时,也许需要优化的不只是“扩增得够不够快”“杀伤够不够强”,还包括另一个过去很难研究的问题:

什么样的CAR-T,能够在完成最初的肿瘤清除后,转入一种可长期维持、必要时重新启动、同时又不过度损害正常免疫系统的状态?

如果这个问题能够被回答,CAR-T工程设计的目标可能会从单纯追求“更强”,逐渐转向一个更复杂的方向:

让细胞知道什么时候进攻,也知道怎样长期留下来。