《Critical Reviews in Oncology/Hematology》：Next-Generation In Vivo CAR-T Expansion Strategies: Unlocking Durable Anti-Tumor Responses in Solid Tumors
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CAR-T细胞体内扩增策略及生物材料与基因工程应用研究综述，系统分析体外扩增的细胞分化、制备周期长和成本高等缺陷，探讨利用生物相容性材料与基因工程优化体内扩增机制，为实体瘤治疗提供新路径。
Zefeng Sun|Lihang Wei|Xinyi Pan|Wenyue Yan|Tingting Wang|Xinyue Wang
中国南京大学医学院药学生物技术国家重点实验室免疫学分会，南京 210093
摘要
嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞疗法的疗效直接与功能性活跃的抗肿瘤CAR-T细胞的数量相关。然而，CAR-T制造的复杂性限制了其临床应用，并增加了治疗准备期间疾病进展的风险。为了提高CAR-T的生产效率，已经开发了多种策略，在体外或体内扩增CAR-T细胞，包括基因工程、疫苗平台、细胞因子刺激以及纳米粒子、工程细菌及其外膜囊泡（OMVs）的应用。随着体内CAR-T方法的进步，开发能够实现安全有效体内扩增的生物相容性材料变得越来越重要。本综述系统地探讨了体内CAR-T细胞在实体瘤中扩增所面临的挑战，全面总结了现有扩增平台的机制、优势和局限性，并讨论了它们的转化潜力，为体内CAR-T疗法的发展提供了实用见解。
引言
嵌合抗原受体T（CAR-T）疗法是一种过继免疫疗法，通过基因工程改造患者自身的T细胞，使其表达嵌合抗原受体，从而能够特异性识别并清除携带相应抗原的目标细胞（Li等人，2025年）。这种方法在癌症免疫治疗中显示出显著疗效，尤其是在血液系统恶性肿瘤中（Martin等人，2023年）。然而，其在实体瘤中的治疗效果仍不令人满意（Albelda，2024年）。造成这种差异的主要因素是功能性CAR-T细胞的数量不足（Shah等人，2020年），这些细胞无法有效到达肿瘤部位并在实体瘤患者体内维持持续的抗肿瘤活性。这一限制不仅反映了输注细胞的绝对数量，还涉及多层面的动态损耗，包括免疫抑制性肿瘤微环境（TME）（Narayan等人，2022年）以及归巢和浸润能力的减弱（Lanitis等人，2021年）。因此，CAR-T疗法的核心挑战在于生成足够数量的功能性CAR-T细胞。
传统的CAR-T细胞扩增主要依赖于向培养系统中添加外源性细胞因子，如IL-2、IL-7和IL-15（Sudarsanam等人，2022年）。然而，这种完全体外的扩增过程存在显著局限性，包括较长的制备时间、高昂的成本（Pinto等人，2025年）以及对患者来源T细胞初始质量的依赖性（Herzberg等人，2025年）。更严重的是，持续的体外刺激会导致T细胞发生不可逆的终末分化（Chow等人，2022年），从而减少了重新输注时具有持久抗肿瘤活性的功能性T细胞的数量，并加速了功能衰竭，进而影响长期治疗效果。为了缩短制备时间并减轻终末分化，人们优化了培养条件，实现了无需体外激活或扩增即可快速生成非活化CAR-T细胞（Ghassemi等人，2022年）。此外，还开发了细胞因子递送系统（Tang等人，2018年）、纳米粒子（Fan等人，2024年）和基因工程（Dimitri等人，2022年）等策略来增强CAR-T的扩增和功能。尽管这些方法改进了现有的体外制造模式，但仍受限于较长的制备周期和高成本，这凸显了改进基于生物材料的扩增平台的必要性。
最近，体内CAR-T扩增和工程化成为一种变革性的下一代策略（Bot等人，2026年）。利用内源性B细胞（Finck等人，2025年）或工程化的淋巴结驻留树突状细胞（DCs）（Ma等人，2023年）在体内刺激CAR-T细胞的方法可以显著提高扩增潜力，开辟新的临床应用前景。此外，新型载体系统的开发使得体内、部位特异性的T细胞重编程成为可能（Nyberg等人，2026年）。这些策略将重点从最大化的体外细胞生产转向支持原位激活、可控扩增和患者体内持续功能完整性的生物相容性系统。本文系统地回顾了提高CAR-T细胞扩增效率和体内持久性的最新策略。与以往的研究不同，本工作将CAR-T细胞扩增作为核心框架，提供了详细的机制见解和更广泛的应用视角。因此，本综述的价值在于将基础机制与转化应用相结合，同时指出了下一代技术的发展路径。
章节摘录
CAR-T细胞扩增的问题
作为特化的T淋巴细胞群体，CAR-T细胞需要至少两个信号才能完全激活（Smith-Garvin等人，2009年）。第一个信号是抗原特异性刺激，当T细胞受体（TCR）复合体识别由抗原呈递细胞（APCs）呈递的肽-MHC（p-MHC）复合体时启动。这一信号通过CD3传递，并在CD4或CD8分子的辅助下实现T细胞的初始激活。第二个信号是共刺激信号
用于CAR-T细胞扩增的新细胞因子刺激
精确和局部递送细胞因子是提高CAR-T细胞疗法疗效并减轻其毒性副作用的关键策略。全身静脉注射提供T细胞激活第三信号的细胞因子可能会引起严重的毒性（Giavridis等人，2018年）。为了解决这个问题，研究人员正在探索两个主要的技术方向：重新编程内源性基因调控网络和精确工程化外源性
CAR-T细胞体内扩增的进展
体内CAR-T细胞的生成已成为研究的重点，因为它有望克服传统体外制造过程的复杂性和高成本（Bot等人，2026年）。体内CAR-T疗法的核心思想是安全高效地将编码CAR的RNA递送到患者体内的特定免疫细胞中。这一目标通过两种主要技术途径实现：一种使用工程病毒载体（Andorko等人
未引用的参考文献
(Doan等人，2024年；Hunter等人，2025年；Narayan等人，2022年)
资助
本工作得到了中国国家自然科学基金（82403874）、中国博士后科学基金（2023M741629和2024T170397）、江苏省优秀博士后人才资助计划（2024ZB062）、江苏省自然科学基金（BK20241203）、盐城市卫生健康委员会科研项目（YK2024098）以及盐城市科学技术局科研项目（YCBE202452）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所报告工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国国家自然科学基金（82403874）、中国博士后科学基金（2023M741629和2024T170397）、江苏省优秀博士后人才资助计划（2024ZB062）、江苏省自然科学基金（BK20241203）、盐城市卫生健康委员会科研项目（YK2024098）以及盐城市科学技术局科研项目（YCBE202452）的支持。
Zefeng Sun正在南京大学医学院攻读硕士学位，他的研究兴趣包括CAR-T疗法。
