在免疫治疗飞速发展的今天,如何让高效的免疫细胞疗法更易获取、成本更低,一直是科研界和临床领域的核心难题。
由中国科学院动物研究所的科研团队发表在国际期刊《Cell Proliferation》的综述报告:‘Off the shelf’ immunotherapies: Generation and application of pluripotent stem cell-derived immune cells(“现成” 免疫疗法:多能干细胞衍生免疫细胞的生成与应用),系统梳理了多能干细胞(PSC)在解决这一难题中的突破,为免疫治疗的普及指明了新方向。

《Cell Proliferation》(DOI:10.1111/cpr.13425)
一、现有免疫细胞治疗的 “困境”:为何需要 “现成” 产品?
近年来,以 CAR-T 细胞(嵌合抗原受体 T 细胞)、NK 细胞(自然杀伤细胞)为代表的免疫细胞疗法,在白血病、淋巴瘤等难治性血液肿瘤治疗中取得了惊人成果,部分患者甚至实现了 “临床治愈”。但这些疗法的普及,正被 “自体来源” 和 “异体局限” 两大问题牢牢困住。
首先是自体免疫细胞治疗的短板。目前已获批的 CAR-T 疗法几乎都是 “量身定制”:从患者自身外周血中提取 T 细胞,再进行基因编辑、体外扩增。这种模式不仅成本极高(单次治疗费用常超百万),还存在严重的 “个体化差异”,若患者因化疗导致免疫细胞数量不足、活力下降,甚至可能无法完成制备,错过最佳治疗时机。此外,每一批次的细胞质量难以统一,也给疗效稳定性带来挑战。
其次是异体免疫细胞的局限。为降低成本,科研人员尝试用健康供体的外周血制备 “通用型” 细胞,但供体来源的免疫细胞扩增能力有限,还需通过基因编辑敲除 HLA 分子(避免患者免疫系统攻击供体细胞,即 HvG 反应)或 TCR(避免供体细胞攻击患者组织,即 GvHD 反应)。这些编辑不仅增加了操作复杂度,还可能因基因编辑效率低、脱靶风险,影响最终产品的安全性和产量。
正是这些困境,让 “现成可用”(Off the shelf)的免疫细胞产品成为刚需,而多能干细胞,恰好提供了实现这一目标的 “理想原料”。

图/外周血来源和PSC来源免疫细胞生成策略和平台的示意图。基于PSC的独特优势,可以引入多种基因修饰,以生产安全、多功能、丰富且功能增强的免疫细胞,用于临床应用。(图片来源于文献)
二、多能干细胞的 “超能力”:为何能成为免疫细胞的 “优质工厂”?
多能干细胞(PSC)主要包括胚胎干细胞(ESC)和诱导多能干细胞(iPSC),它们有两个 “超能力”,完美契合 “现成” 免疫疗法的需求:
一是无限自我更新能力。PSC 可以在体外长期培养,且始终保持 “分化潜力”,就像一座 “永不停产的细胞工厂”,能为免疫细胞制备提供无限量的原料,从根本上解决 “来源不足” 问题。
二是可控的多向分化与基因编辑优势。PSC 能分化为 T 细胞、NK 细胞、巨噬细胞等几乎所有类型的免疫细胞,且分化过程可通过调控培养条件(如添加特定细胞因子、构建 3D 类器官)实现 “标准化”,每一批次的免疫细胞表型、功能高度一致,彻底解决 “质量不均” 问题。
更重要的是,PSC 可在分化前进行 “源头基因编辑”:科研人员能筛选出编辑精准、无脱靶风险的细胞克隆,再大规模扩增、分化,既保证安全性,又能通过编辑增强免疫细胞的抗瘤能力(如增加 CAR 受体、提升细胞存活时间)。
三、PSC 衍生免疫细胞的 “家族成员”:从实验室到临床的突破
经过十余年研究,科研人员已成功从 PSC 中分化出多种功能成熟的免疫细胞,部分产品已进入临床 trials,距离患者仅一步之遥。
1. PSC-T 细胞:精准杀伤肿瘤的 “升级版战士”
T 细胞是免疫系统的 “精准射手”,但 PSC 分化为功能成熟的 T 细胞并不容易,需要经历 “造血祖细胞生成”和“诱导 T 细胞谱系 ” 两个关键阶段。
早期研究需依赖小鼠基质细胞共培养,细胞数量少、功能弱;而现在,科研人员已开发出 “无血清、无饲养层细胞” 的 3D 培养体系(如人工胸腺类器官 ATO),能让 iPSC 分化出的 T 细胞扩增 1 万倍以上,且表达 CD8αβ 分子,抗原特异性杀伤能力比传统 T 细胞更强。
更关键的是,若从患者自身肿瘤特异性 T 细胞诱导生成 iPSC(即 T-iPSC),其分化出的 T 细胞会 “继承” 原有的 TCR(T 细胞受体)特异性,无需额外编辑就能精准识别肿瘤细胞。
例如,科研人员从 HIV 感染者体内提取针对 HIV 抗原的 T 细胞,诱导为 iPSC 后再分化,得到的 T 细胞仍能高效清除 HIV 感染细胞,为感染性疾病治疗提供了新思路。
2. PSC-NK 细胞:抗瘤抗病毒的 “全能卫士”
NK 细胞是免疫系统的 “快速反应部队”,他无需提前激活就能杀伤肿瘤细胞、病毒感染细胞,且不会引发 GvHD(移植物抗宿主病),是 “通用型” 免疫细胞的热门选择。
早期 PSC-NK 细胞的制备依赖小鼠基质细胞,存在 “跨物种污染” 风险;现在,通过 “拟胚体(EB)3D 培养” 或 “器官团聚集体培养”,已能在无血清、无饲养层细胞条件下,让单个 PSC 分化出 1000 个以上的成熟 NK 细胞,纯度超 90%,且功能与人体外周血 NK 细胞无异,也就是既能分泌 IFN-γ 等细胞因子抑制肿瘤生长,还能通过 “抗体依赖的细胞毒性(ADCC)” 增强对抗体治疗的响应。
目前,全球多家公司的 PSC-NK 产品已进入临床:如 Fate Therapeutics 的 FT500,在晚期实体瘤患者中显示出良好的安全性,部分对 PD-1 抑制剂耐药的患者,联合 FT500 治疗后肿瘤明显缩小;FT516 则通过编辑 “不被降解的 CD16 受体”,进一步增强了 ADCC 效应,在白血病、淋巴瘤治疗中已观察到客观缓解。
3. PSC - 巨噬细胞:破解实体瘤 “免疫荒漠” 的 “关键力量”
与血液肿瘤不同,实体瘤周围存在 “免疫抑制微环境(TME)”,也就是大量 M2 型巨噬细胞(肿瘤相关巨噬细胞 TAM)会抑制免疫细胞活性,让 CAR-T 等疗法 “失灵”。而 PSC 衍生的巨噬细胞,恰好能 “逆转” 这一局面。
PSC - 巨噬细胞不仅能在体外大量制备,还能通过调控分化条件,诱导为具有 “抗炎、抗瘤” 双重功能的 M1 型巨噬细胞。研究发现,将 PSC - 巨噬细胞改造成 CAR-M(嵌合抗原受体巨噬细胞),能主动穿透实体瘤组织,一方面通过 CAR 精准识别肿瘤细胞,另一方面将 TME 中的 M2 型巨噬细胞 “转化” 为 M1 型,激活全身抗瘤免疫反应。目前,Carisma Therapeutics 公司的 HER2-CAR-M 已进入 I 期临床,用于治疗 HER2 阳性实体瘤,初步结果显示肿瘤负荷明显降低。
四、不止癌症:PSC 免疫细胞的 “跨界潜力”
除了癌症,PSC 衍生免疫细胞还在自身免疫病、纤维化、感染性疾病中展现出潜力:
在自身免疫病领域,通过编辑 PSC 中的 FoxP3 基因,可分化出调节性 T 细胞(Treg),这类细胞能抑制过度激活的免疫系统,已在小鼠关节炎、I 型糖尿病模型中成功缓解症状,为红斑狼疮、类风湿关节炎等疾病提供了 “精准调控” 的新策略。
在纤维化治疗中,PSC 衍生的 M2 型巨噬细胞能分泌抗炎因子,减少肝、肺组织中的胶原沉积。研究显示,将这类细胞注入肝纤维化小鼠模型后,肝组织中的 α-SMA(纤维化标志物)表达下降 50% 以上,为肝硬化、肺纤维化等难治性疾病带来希望。
在感染性疾病中,PSC 巨噬细胞能高效清除细菌、病毒。例如,针对肺部金黄色葡萄球菌感染,输注 PSC 巨噬细胞的小鼠,肺组织细菌载量降低 80%,炎症损伤明显减轻,为耐药菌感染治疗提供了新方向。
五、挑战与展望:“现成” 免疫疗法的未来
尽管进展显著,PSC 衍生免疫细胞仍面临挑战:一是安全风险,未完全分化的 PSC 残留可能导致 “畸胎瘤”;二是生产复杂度,大规模培养需严格控制污染,保证细胞质量;三是疗效对比,部分 PSC 衍生细胞的长期存活、增殖能力,仍需与自体细胞进一步比较。
但这些挑战正被逐步攻克:基因编辑技术(如 CRISPR)的精准度提升,降低了脱靶风险;无血清、无饲养层细胞培养体系的成熟,让生产流程更符合临床标准;人工胸腺类器官、生物反应器的应用,进一步提升了细胞功能。
正如这篇综述所指出的:多能干细胞正在重塑免疫治疗的格局,未来,患者或许能像取 “常用药” 一样,获得质量统一、价格可及的免疫细胞产品,让癌症、自身免疫病等疾病的治疗,真正走进 “普惠时代”。