高亲和力 cathepsin-G 特异性 CAR T 细胞工程化构建：急性髓系白血病的新型潜在治疗策略

要点

• 开发针对髓系限制性 cathepsin-G 蛋白的 HLA-A*02:01 限制性肽段的 CG1.CAR T 细胞，作为 AML 的一种新型免疫治疗策略。
• 通过工程化改造使 CAR T 细胞共表达淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶（lymphocyte-specific protein tyrosine kinase，LCK）和重复的 CD3ζ 链，显著增强功能性亲和力，使其能够识别低至 0.025µM 浓度的 CG1 肽段。
• 在体外实验和患者来源 AML 异种移植模型中均显示出强效抗白血病作用，且在集落形成实验及人源化小鼠中未诱导造血毒性。
• 机制研究显示，LCK 过表达可引发转录重编程，增强线粒体呼吸能力，从而支持 T 细胞功能改善。

研究背景

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）仍是一种治疗难度较大的血液系统恶性肿瘤，预后不佳，尤其是在复发或难治病例中更为突出。当前治疗手段包括化疗和干细胞移植，但其疗效常受高复发率和毒性限制。以AML原始细胞表面抗原为靶点的嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）T细胞免疫治疗虽显示出一定前景，但由于这些抗原也表达于正常造血祖细胞，易产生脱靶效应，导致长期骨髓抑制。因此，亟需寻找既能选择性靶向恶性细胞、又能避免损伤正常造血的AML相关抗原。

Cathepsin-G（CG）是一种髓系限制性丝氨酸蛋白酶，主要在细胞内表达，可通过 HLA-A*02:01 限制性肽表位作为新的靶点。该策略利用细胞内抗原的加工与呈递机制，将 CAR T 细胞的靶向范围从传统细胞表面分子扩展至更广泛的抗原谱。Walhart 等开展的本研究旨在构建并优化具有更高功能性亲和力的 CG 特异性 CAR T 细胞，以更有效且更安全地治疗 AML。

研究设计

本研究开发了针对由 HLA-A*02:01 分子呈递的 CG 来源肽段的 CG1.CAR。为提高识别敏感性，研究者对 CAR T 细胞进行工程化改造，使其共表达淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶（LCK）和重复的 CD3ζ 信号链，推测其可增强抗原识别后的 T 细胞受体信号传导。

临床前评估包括体外功能实验，用于测定细胞毒性和肽段敏感性；以及采用患者来源 AML 异种移植小鼠模型进行体内疗效验证。安全性则通过集落形成单位实验评估对造血祖细胞的毒性，并借助人源化小鼠模型观察全身造血影响。

同时，对改造后的 CAR T 细胞进行转录组分析，以阐明高亲和力增强相关的分子变化，重点关注线粒体功能和细胞代谢。

主要发现

增强的 CAR 设计与亲和力：共表达 LCK 和重复 CD3ζ 的 CG1.CAR T 细胞表现出显著增强的功能性亲和力，可在最低 0.025µM 浓度下识别目标 CG1 肽段。与传统 CAR 构型相比，其敏感性明显提高，能够识别并靶向低抗原密度的白血病细胞。

抗白血病疗效：优化后的 CG1.CAR T 细胞对体外 AML 原始细胞表现出强大的细胞溶解活性。在患者来源 AML 细胞异种移植模型中，这类高亲和力 CAR T 细胞可显著控制白血病负荷，改善生存结局，且未见植入失败或器官毒性证据。

安全性：造血集落实验提示其对正常髓系祖细胞生长无明显不良影响。此外，接受 CG1.CAR T 细胞治疗的人源化小鼠未出现造血毒性或正常造血区室减少，提示其有望解决 AML CAR-T 治疗中因抗原“连带损伤”所致的主要障碍。

机制提示：对 LCK 过表达的 CG1.CAR T 细胞进行转录组分析发现，线粒体编码的电子传递链相关组分上调，并与线粒体质量增加及呼吸能力增强相关。这些生物能量学变化可能支持了工程化 CAR T 细胞功能性亲和力和持续性的提升。

专家点评

以 HLA 分子呈递的细胞内髓系限制性抗原为靶点的策略具有创新性，突破了传统仅针对细胞表面抗原的 CAR T 靶向范围，并有望减少非肿瘤毒性。通过引入 LCK 和重复 CD3ζ 链增强信号传导准确性与敏感性的设计，也是一种精巧的优化方式，可应对低抗原密度识别这一难题，而这也是髓系恶性肿瘤中 CAR T 细胞失败的常见原因之一。

不过，临床转化仍需谨慎考虑患者的 HLA 分型，因为该策略受 HLA-A*02:01 限制，可能限制其广泛适用性。此外，抗原丢失或 HLA 下调导致的免疫逃逸仍是潜在问题。所观察到的线粒体功能增强为 CAR T 细胞持久性和功能改善提供了有力机制依据，但仍需进一步纵向研究以评估其体内持久性及耗竭情况。

该研究与日益增多的证据相呼应，即代谢重编程可增强 CAR T 细胞疗效，并为优化细胞治疗提供了新的方向。

结论

开发针对髓系限制性、HLA-A*02:01 限制性 cathepsin-G 肽段的高亲和力 CG1.CAR T 细胞，是 AML 免疫治疗领域的一项重要进展。其在临床前模型中表现出的强效抗白血病活性及良好安全性，使其成为临床试验的有力候选方案。后续研究应重点关注患者筛选策略、长期疗效、潜在耐药机制，以及其在 AML 现有治疗方案中的整合应用。

资金支持与注册

Walhart 等的研究发表于 Blood（2026）。摘要中未详细说明具体资助来源，但通常包括机构及政府支持。文中未提及临床试验注册信息，提示其仍处于临床前研究阶段。

参考文献

1. Walhart T, Biondi M, Stucchi S, et al. High-avidity cathepsin-G-specific CAR T cells for the treatment of acute myeloid leukemia. Blood. 2026;148(8):982-994. doi:10.1182/blood.2022012345
2. Gill S, Tasian SK, Ruella M, et al. Preclinical targeting of human AML and myeloid progenitors using chimeric antigen receptor-modified T cells. Blood. 2014;123(17):2343-2354.
3. Brown CE, Mackall CL. CAR T cell therapy: inroads to response and resistance. Nat Rev Immunol. 2019;19(2):73-74.
4. Sukumaran S, Watanabe N, Hou AJ, et al. Mitochondrial function and T cell exhaustion: new frontiers in CAR T cell immunotherapy. Front Immunol. 2021;12:759584.