Cell | 复发性脑胶质瘤CAR T细胞疗法成败的关键在于“内源性免疫重塑”|亚群|免疫性疾病|免疫重塑|内源性|细胞治疗|肿瘤细胞|脑胶质瘤

撰文丨细胞工程师

胶质母细胞瘤（Glioblastoma,GBM）是最常见且最具侵袭性的原发性恶性脑肿瘤，患者总生存期（Overall survival,OS）不足15个月，复发后更是缺乏有效治疗手段。尽管嵌合抗原受体T（CAR T）细胞疗法在血液系统恶性肿瘤中取得了革命性成功，但在实体瘤，尤其是在GBM中，疗效始终受限。主要障碍包括肿瘤异质性、抗原逃逸、T细胞浸润困难以及高度免疫抑制的肿瘤微环境（TME）【1】。

近日，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Zev A. Binder、Ce´cile Alanio和Dana Silverbush联合领导的研究团队在Cell杂志发表了题为The critical role of the endogenous immune compartment after CAR T cell therapy in recurrent GBM的研究论文。该研究通过对一项靶向EGFR和IL13Rα2的双特异性CAR T细胞治疗复发性GBM的I期临床试验（NCT05660369）进行深度、高分辨率的单细胞多组学分析，揭示了CAR T细胞治疗成败的关键不仅在于CAR T细胞本身，更在于其治疗后能否有效重塑患者脑脊液（CSF）中的内源性免疫微环境。

为了解析CAR T细胞疗法不同临床结局背后的免疫学机制，研究团队对18例复发性GBM患者进行了纵向采样，包括输注前（第0天）、输注后第7天（扩增峰值）和第18-21天（收缩期）的脑脊液样本，以及匹配的CAR T细胞输注产品和部分患者的肿瘤组织。患者被分为高剂量（1–2.5×10⁷ CAR T细胞）发现队列、高剂量验证队列和低剂量（5×10⁶）队列。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞TCR测序，研究者绘制了包含近25万个细胞的脑脊液免疫图谱。结果显示，CAR T细胞输注后，脑脊液中的细胞总数急剧增加，并在第7天达到峰值。值得注意的是，尽管所有患者的CAR T细胞均出现激活和扩增，但临床结局的差异并非源于CAR T细胞本身的动力学或细胞输注产品的表型差异（如CAR表达水平或分化状态），而是与内源性免疫细胞的动态重塑密切相关。

在获得良好疗效的响应者（Responders）中，最显著的特征是CD56dimCD16pos细胞毒性自然杀伤（NK）细胞的显著扩增和活化。从第0天到第7天，这类NK细胞在脑脊液中的比例大幅上升，且其扩增程度与患者无进展生存期（PFS）及OS呈显著正相关。差异基因表达分析进一步揭示，响应者脑脊液中的NK细胞上调了与细胞毒性、效应和细胞因子分泌功能相关的基因特征（如KIR3DL1, CX3CR1, KLRG1, IL18RAP）。更为关键的是，体外共培养实验证实，当CAR T细胞与自体NK细胞联合作用时，对患者来源的胶质母细胞瘤类器官（GBO）的杀伤效果显著优于任一细胞单独使用，且伴随IFN-γ、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）的强劲分泌。这提示，CAR T细胞的治疗效能可被内源性NK细胞赋能，二者形成协同抗肿瘤应答。

与响应者形成鲜明对比，在无响应者（Non-responders）中，研究人员则观察到了两大免疫抑制性细胞亚群的富集。首先，无响应者在治疗前（基线期）即存在高比例的免疫抑制性“清道夫程序样”髓系细胞。这些细胞高表达清道夫受体MSR1（CD204）、MRC1（CD206）和CD163等清道夫受体，构成一种独特的清道夫抑制程序（Scavenger program）。在肿瘤组织和脑脊液中，该程序的高基线使用率均与患者的OS和PFS缩短显著相关。值得注意的是，这一特征与Miller等人先前报道的、与GBM患者PD-1阻断治疗抵抗相关的髓系清道夫抑制程序高度一致【2】。其次，调节性T细胞（Tregs）在脑脊液中显著扩增，且其扩增幅度与肿瘤缩小程度呈强负相关。TCR测序追踪显示，这些Tregs并非旁观者，而是发生了剧烈的克隆扩增，并转化为高度增殖、高表达CTLA4和LGALS1等强效抑制分子的活化表型。配体-受体互作分析提示，Tregs可能通过CTLA4-CD80/86轴抑制树突状细胞（DC）的抗原提呈功能，或通过LGALS9-HAVCR2轴诱导髓系细胞向免疫抑制状态极化。

研究人员还对6个患者治疗前后配对的手术切除肿瘤组织进行了单细胞核RNA测序（snRNA-seq）。尽管CAR T细胞在后期肿瘤组织中难以直接检测到，但TCR追踪发现了少量迁移T细胞克隆，这些克隆在输注前即具有更高的细胞毒性和趋化能力，提示特定亚群的CAR T细胞具备更强的肿瘤浸润和杀伤潜能。更重要的是，在CAR T细胞免疫压力下，残留的恶性肿瘤细胞出现了明显的免疫编辑迹象。一方面，部分响应者患者的肿瘤细胞显著下调了靶抗原EGFR的表达，证实了抗原逃逸的发生。另一方面，所有患者（无论响应与否）的复发肿瘤均一致性地富集了上皮-间充质转化（EMT）基因特征，并上调了CD44和TWIST1等与侵袭、转移和治疗抵抗相关的分子。这表明，CAR T细胞治疗虽能有效杀伤部分肿瘤细胞，但也可能选择性地富集更具侵袭性和免疫抵抗能力的恶性肿瘤细胞亚群。

综上所述，这项研究通过CAR T细胞治疗前后的比较分析，系统阐明了复发GBM中CAR T细胞治疗成败的三大内源性免疫决定因素：（1）细胞毒性NK细胞的扩增（有利因素）；（2） Tregs的克隆扩增（不利因素）；（3）基线“清道夫程序样”髓系细胞的丰度（不利因素）。这些发现具有潜在的临床转化价值，脑脊液中“清道夫程序样”髓系细胞的基线水平或可作为一项液体活检指标，用于筛选适合接受CAR T治疗的GBM患者，或识别需要预先进行髓系调控的高风险人群；针对Tregs的CTLA-4阻断抗体，或靶向抑制性髓系细胞的p300抑制剂（如GNE-781），有望解除免疫抑制，提升CAR T疗效；此外，联合使用NK细胞激动剂（如IL-15超级激动剂）或构建CAR-NK细胞，或可直接放大响应者的有益机制.加之，鉴于抗原逃逸和肿瘤间充质转化的普遍性，未来还应开发多靶点CAR T（如同时靶向EGFR、IL13Rα2和EMT相关抗原）或装甲型CAR T（如分泌促炎因子），以克服肿瘤的适应性抵抗。

然而，该研究样本数量相对较小，且未能捕获CAR T细胞浸润肿瘤的峰值时间窗口。此外，GBM的肿瘤微环境极度复杂，脑脊液中的免疫动态能否完全反映肿瘤实质内的变化，仍有待进一步验证。尽管如此，这项研究无疑为理解实体瘤中CAR T细胞的治疗机制提供了新视角，即成功的CAR T细胞治疗绝非“单打独斗”，而是需要成功撬动并重塑宿主的整个内源性免疫系统，形成协同攻击的“联合作战”。这一理念的转变，有望指导未来GBM免疫治疗的组合策略开发。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.026

制版人：十一

参考文献

1. Hou AJ, Chen LC, Chen YY. Navigating CAR-T cells through the solid-tumour microenvironment. Nat Rev Drug Discov. 2021 ;20(7): 531-550.

2. Miller TE, El Farran CA, Couturier CP, et al. Programs, origins and immunomodulatory functions of myeloid cells in glioma. Nature. 2025; 640(8060): 1072-1082.

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（*排名不分先后）