Cell重磅:海军军医大学长征医院徐沪济教授团队iPSC衍生双靶向CAR-NK疗法成功逆转难治性系统性硬化症
发布时间:2026-01-07   

导读
近日,海军军医大学长征医院徐沪济教授团队在国际顶级期刊《Cell》(IF42.5)发表了题为“An iPSC-derived CD19/BCMA CAR-NK therapy in a patient with systemic sclerosis”的临床研究成果。报道了双靶向CD19和BCMA的“现货型”诱导性多能干细胞(iPSC)来源的嵌合抗原受体-自然杀伤细胞(CAR-NK)疗法在严重难治性系统性硬化症(SSc)患者中的首次人体使用,证明了安全和显著的临床应答,强调了“现货型”CAR-NK疗法作为管理严重自身免疫性疾病的创新临床方法的潜力。

研究背景
SSc是一种以免疫失调、微血管功能障碍和广泛皮肤纤维化为特征的进展性自身免疫病,其中弥漫性皮肤型SSc(dcSSc)与抗Scl-70抗体高度相关,预后差且治疗困难。当前常规免疫抑制剂及抗纤维化药物在逆转器官纤维化和功能恢复方面效果有限,难治性和复发性dcSSc的临床治疗仍面临巨大挑战。细胞疗法虽已取得临床成效,但仍面临高治疗相关毒性风险。
本研究将iPSC衍生的CD19/BCMA双靶向CAR-NK(代号:QN-139b)疗法应用于一名重度dcSSc患者。经基因编辑提升性能,染色体结构正常的QN-139b在dcSSc患者中实现了高效低毒的B细胞耗竭,随访6个月显著逆转纤维化、清除致病B细胞抑制炎症和纤维化、促进组织修复,并改善血管生成,展现出治疗严重自身免疫性疾病的巨大潜力。

研究结果
iPSC来源的CD19/BCMA靶向CAR-NK细胞产品QN-139b的设计与表征
研究使用胞嘧啶碱基编辑器及CRISPR/Cas9对人诱导多能干细胞(hiPSC)进行基因工程改造(图1A)。通过敲除B2M、CIITA、CD16,敲入HLA-E与HLA-G,同时让细胞经表达白细胞介素-2受体融合蛋白(IL2RF)并以截短型表皮生长因子受体(tEGFR)作为安全开关,再将其定向分化为可实现可扩展生产、能规避宿主免疫识别且兼具活性增强与安全调控特性的iPSC来源CD19/BCMA双靶向CAR-NK细胞。
结果表明,约93%的细胞实现有效的双靶CAR表达。并且NK细胞再分化表达水平与天然外周血NK细胞(PB-NKs)或未修饰的hiPSC分化NK细胞(QN-001)相当(图1 B、C);QN-139b对BCMA+或CD19+双靶点具有持续且强效的协同杀伤作用,能够同步、有效清除共培养环境中表达不同靶抗原的异质性细胞群(图1 D、E)。
与仅QN-001和外周血单核细胞(PBMC)组相比,QN-139b不活化CD8+和CD4+(图1 E);并且能有效减弱宿主NK细胞的识别与攻击(图1 F),在生理浓度IL-2条件下表现更优的持久性,且癌变风险极低(图1G)。单次静脉注射5×10^6个QN-139b细胞成功抑制了NOD/SCID/IL2Rγnull小鼠肿瘤细胞的生长且120天内致瘤性评估未观察到肿瘤形成的迹象(图1 I)。
分子检测确认了双靶向CARs的定点整合(图1 I a-c),且无随机插入(图1 D)。此外,染色体核型分析显示QN-139b细胞基因组稳定,无结构性染色体异常。
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图1. QN-139b的表征
(A)QN-139b制造工艺的图示(由Figdraw创建)。
(B)不同细胞群体中CAR表达的流式细胞术分析。QN-001、PB-NK:无可检测的抗CD19(aCD19)-CAR和抗BCMA(aBCMA)-CAR表达的基线群体,QN-139b:最终产物。PB-NK,外周血来源的NK细胞;QN-001,非工程化iPSC-NK细胞
(C)成功遗传修饰的QN-139b细胞的表征。
(D)评价QN-139b对CD19+(Raji)和BCMA+的细胞毒性试验。
(EQN-139b在体外与同种异体CD8+和CD4+ T细胞的免疫相容性。
(F)QN-139b在体外逃避同种异体NK细胞介导的清除。

QN-139b疗法在一名难治性dcSSc病例中的应用
研究报告了QN-139b在一名36岁女性难治性dcSSc患者中的临床应用。患者病史20余年,病情进展迅速,对常规疗法及某些生物制剂反应不佳。在完成为期3天的环磷酰胺联合氟达拉滨淋巴细胞清除预处理后,按D0、D3、D7、D10的时间节点接受了共计4次、每次6×10⁶个QN-139b细胞的输注。
临床疗效
治疗后,患者外周血B细胞被快速、深度耗竭,自身抗体(抗Scl-70/抗SSA)水平显著下降,补体恢复正常,异常升高的IgE也降至正常范围。炎症指标(CRP, IL-6)得到控制,提示疗法具有良好的抗炎安全性(图2A-E)。
患者在接受治疗后表现出全面、持续且显著的临床改善,疾病活动度评分(EUSTAR-AI)持续下降以及ACR-CRISS评分快速上升,且在第1至第3个月的核心指标改善率分别达到≥20%、≥30%与≥50%。
皮肤病变显著改善,纤维化程度逐步消退(图2G),弹性与硬度显著改善(图2 H),前臂弥漫性硬化、肿胀及红斑明显减轻(图2 I)。患者报告结果(包括整体评估、疾病活动度评估及健康评估问卷指数)均反映主观状态的积极转变(图2G)。
肺功能保持稳定(图2G),双侧毛玻璃影、网状影与牵拉性支气管扩张较前改善;心肌纤维化伴晚钆增强区域在随访中基本消失,射血分数维持正常。微血管异常明显好转,表现为出血减少、毛细血管袢部分修复及新生血管形成(图2 J)。
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图2.在QN-139B输注前和输注后不同时间点dcSSc患者中临床、免疫学和结构测量的变化
(A)在QN-139B治疗前和输注后不同时间点dcSSc患者中外周血B细胞的比例和数量的变化。
(B)抗Scl-70和抗SSA/Ro 52自身抗体水平的变化。
(C)血清补体C3(g/L)和C4水平(g/L)的变化。
(D)血清IgG(g/L)、伊加(g/L)、IgM(g /L)和IgE(IU/mL)水平的变化。
(E)血清CRP水平(mg/L)和IL-6水平(pg/mL)的变化。
(F)EUSTAR-AI评分随时间的变化。
G)ACR-CRISS、mRSS、PGA、PtGA、FVC和HAQ-DI评分随时间的变化。
(H)右手指、左手指和右臂皮肤硬度的超声评估。
(I)BL、M3和M6时右臂皮肤外观的变化。
(J)甲襞毛细血管镜观察血管变化。

安全性
输注后6个月的随访期内未报告显著不良事件。患者未出现发热、CRS、ICANS或其他治疗相关毒性,除一次自发缓解的短暂1级尿路感染。在整个评估期间未出现移植物抗宿主病的临床表现。
免疫细胞变化
QN-139b治疗后免疫系统的动态重塑过程(图3)显示,治疗初期(M1)NK细胞比例升高并协同活化的CD8⁺ T细胞发挥清除作用,B细胞被完全耗竭;中期(M2)进入免疫调节阶段,单核细胞亚群短暂扩增;至M3时各免疫细胞亚群逐渐恢复平衡,CD4⁺ T细胞持续减少而B细胞开始重建。整个治疗进程呈现“激活 → 调节 → 稳态重建”的协调性免疫适应轨迹,证实了该疗法可引导免疫系统在有效清除靶细胞后实现有序重置。
B细胞重建
为监测QN-139b治疗后B细胞的清除与重建动态,依据经典标志物将B细胞分为未成熟、初始、非转换记忆和转换记忆4个亚群(图3 E)。至M1时所有亚群均被有效清除。M2起,未成熟B细胞与初始B细胞开始重建;至M3时,初始B细胞为主导,呈现治疗后向初始B细胞主导状态转变的趋势(图3 F)。M1阶段,IgA⁺与IgG⁺ B细胞短暂凸显;M2阶段,IgM⁺ B细胞为主导,M3时该趋势进一步强化。轻链使用分析各阶段κ/λ比值动态变化,可能反映了B细胞群体内免疫重置过程。M3的BCR受体库与基线差异显著,证实重建的B细胞多为新生克隆型。
基线B细胞与M3重建B细胞转录组对比,共鉴定出648个差异表达基因(506个上调、142个下调)上调基因包括CD79B、SPIB及免疫信号负调控因子PTPN6,提示其在维持治疗后免疫稳态中的作用;下调基因CD83与CXCR4,与自身免疫发病相关,可能预示疾病相关免疫失调的缓解。通路富集分析显示B细胞分化、氧化磷酸化及ATP生物合成通路增强,表明代谢状态提升以支持免疫重建;同时T细胞介导的细胞毒性负调控通路激活,可防止过度免疫活化。血管生成及组织修复相关的通路上调;黏膜天然免疫应答、NIK/NF-κB信号、Th17细胞分化及树突细胞迁移等促炎通路均下调,共同提示炎症反应受抑制。
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图3.在QN-139B输注之前和之后dcSSc患者中免疫细胞和B细胞亚群的组成和功能的变化
(A)来自BL、D0、D14、M1、M2和M3的dcSSc患者的PBMCs的均匀流形近似和投影(UMAP)图,通过细胞类型(左)或BCR和TCR检测(右)着色。
(B)通过已知标记基因的表达注释的细胞簇的点图。
(C)PBMC中主要免疫细胞类型(T细胞、单核细胞和NK细胞)的比例随时间的变化。
(D)BL与M3的CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、NK细胞和骨髓细胞的基因集富集分析(GSEA)热图。
E)B细胞亚群(未成熟、幼稚、转换记忆[Sw]和非转换记忆[UnSw])的UMAP可视化。
(F)各时间点B细胞亚群比例。
(G)不同时间点(BL,M1-M3)所有BCR克隆型的绝对计数(左)和各类免疫球蛋白的相对百分比(右)。
(H)不同时间点的B细胞CDRH3序列的序列比对分析的UpSet图。
CD8+ T,CD8+ T细胞;T Prolif,增殖T细胞;NK细胞,自然杀伤细胞;MAIT,黏膜相关恒定T细胞;gdT,γ-δ T细胞;MPC,多淋巴系祖细胞;cM,经典单核细胞;ncM,非经典单核细胞;cDC,常规树突细胞;pDC,浆细胞样树突细胞。

皮肤的组织病理学改善
治疗前后皮肤组织病理学对比显示明确的结构与炎症改善(图4 A),多重免疫组化进一步证实治疗后3个月CD19⁺ B细胞、CD4⁺/CD8⁺ T细胞浸润及α-SMA⁺肌成纤维细胞聚集近乎消失,提示免疫炎症与纤维化活性同步受抑。
组学分析显示,治疗后皮肤结构的稳定性与功能性显著恢复。皮肤不同层次(表皮、基底层、汗腺、真皮胶原)的蛋白表达谱发生显著重组(图4 B)。治疗前后样本明显分离,且多个蛋白呈现层次特异性变化(图4 C、D)。所有层次炎症通路均下调,体现全身免疫活化受控;基底层与汗腺的细胞代谢通路增强;表皮蛋白合成与修复活性上升;真皮层细胞外基质重构与伤口愈合通路激活;尤为重要的是,汗腺在炎症整体抑制的背景下仍维持抗原呈递与干扰素信号通路的活性,提示局部免疫监视功能保留甚至增强(图4 E)。

血浆蛋白质组调节
血浆蛋白质组学分析显示,QN-139b治疗后(M3对比基线)血浆蛋白谱发生显著重塑(图4 F)。血管生成相关蛋白表达上调,有助于改善组织灌注;促纤维化蛋白下降,纤维化逆转相关蛋白升高,共同推动纤维化进程的逆转。
免疫调节方面,抑制免疫活化的蛋白显著上调,促炎免疫蛋白普遍下调,整体免疫状态向稳态恢复(图4 G);过度免疫活化通路受抑制;髓系及中性粒细胞介导的先天免疫反应减弱;对趋化、细胞因子产生及炎症反应的负调控增强,炎症得以控制性消退。同时,血管生成调节、超分子纤维组织及氧化应激反应等相关通路活性提升,提示治疗促进了组织重塑与血管修复进程。
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图4. 用QN-139b治疗的dcSSc患者的皮肤和血浆样品的时空蛋白质组图谱
(A)BL和M3处皮肤活检进行组织学分析。
(B)激光捕获显微切割(LCM)和空间蛋白质组学检测示意图(使用Figdraw创建)。
(C)QN-139b处理之前(BL,粉红色)和之后(M3,蓝色)分布的皮肤样品的主成分分析(PCA)。
D)BL和M3时皮肤样品中差异表达蛋白的热图。
(E)与BL相比,M3处皮肤蛋白的GSEA。红色条表示M3处上调的途径;蓝色条表示下调的途径。
(F)各时间点(BL,M1-M3)的血浆蛋白丰度趋势(中位数标准化)。增加(红色)、减少(蓝色)。
(G)与BL相比,M3血浆蛋白的途径富集分析显示。上调途径(红色)和下调途径(蓝色)。

研究讨论
研究探讨了一种“现货型”iPSC来源的CD19/BCMA双靶向CAR-NK细胞在治疗对常规疗法无效的严重自身免疫性疾病患者方面的治疗潜力。虽然诸如利用源于PBMC的自体或同种异体T细胞靶向B细胞的CAR-T细胞疗法虽已在这类常规疗法无效的严重自身免疫性疾病治疗上取得临床突破,但其供体变异性以及细胞因子释放综合征(CRS)和免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)高毒性风险一直限制其在自身免疫病患者中的广泛应用。
NK细胞作为通用的“现货型”产品,其活化时释放独特细胞因子谱,缺乏介导宿主细胞识别HLA呈递抗原的受体,能以类似于T细胞的方式有效裂解靶细胞,诱发CRS或ICANS概率低并且不会诱导GVHD。但仍面临消除宿主细胞的免疫排斥,以及克服扩增潜力和体内持久性有限的问题。
相比之下,iPSC为克隆扩增提供了无限且标准化的来源,并可以高效地进行多重基因修饰。研究实施了全面的基因修饰以最小化宿主细胞的同种异体排斥,增强NK细胞的体内长期存活以及引入必要时清除输注的细胞的安全开关。具有上述修饰的iPSC可作为各种过继性细胞疗法的理想骨架。通过位点特异性基因编辑进一步引入了抗CD19和抗BCMA CAR构建体,以全面清除不同发育阶段的致病性B细胞。靶向BCMA解决了对CD19导向疗法耐药的自身反应性B细胞。
最近一份病例报告说明,一名复发性特发性炎性肌病患者在CD19靶向治疗失败后,通过添加BCMA靶向CAR-T疗法才实现了疾病控制。双靶向CAR-NK产品在体内展现出对CD19⁺ B细胞的强力清除作用,持续约1个月;抗Scl-70与抗SSA自身抗体水平同步下降。短半衰期免疫球蛋白(IgM、IgA、IgE)的持续降低,系统性印证了B细胞的有效耗竭和抗体的有效清除,单次治疗即表现出良好的安全性与耐受性,实现了包括组织淋巴细胞浸润清除和自身抗体减少在内的免疫重置。
多组学分析显示,QN-139b治疗抑制了B细胞中的免疫信号传导以及与自身免疫发展相关的通路。组织病理学和蛋白质组学分析证实了治疗后显著的皮肤功能恢复;空间蛋白质组数据显示表皮修复增强和细胞外基质重组;血浆蛋白质组变化进一步突显了炎症受抑制和血管生成增加,表明免疫消退和组织恢复。
这些结果表明,QN-139b iPSC来源的CD19/BCMA CAR-NK细胞疗法是治疗严重难治性自身免疫性疾病的一种高度安全且具有前景的免疫调节疗法。值得注意的是,在研究中的这名特定的dcSSc患者中,我们主要观察到CD19+B细胞,而很少观察到BCMA+CD19+B细胞。随着未来更多临床证据的出现,我们可以合理选择BCMA/CD19双靶向、CD19单靶向或BCMA单靶向产品,以在保持最佳安全性的同时有效根除病理B细胞。

研究总结
本研究展现了“现货型”同种异体iPSC来源的CD19/BCMA双靶向CAR-NK细胞疗法(QN-139b)在严重难治性dcSSc患者中超越现有标准治疗的显著临床疗效。不仅验证了这一创新治疗策略的可行性,也展现了其作为难治性自身免疫疾病变革性治疗选择的潜力。后续可开展更大规模的临床试验,以进一步评估该疗法在更广泛dcSSc患者群体中的普适性与长期安全性。

参考文献:
Wang X, Zhang Y, Jin Y, Dai L, Yue Y, Hu J, Liu X, Pang K, Ye S, Chen Y, Ye W, Shi X, Ma X, Guo L, Liu Y, Ta N, Zhu X, Lin L, Wang J, Yan R, Wang P, Song X, Zhou Y, Zhou L, Wang Q, Guan T, Li T, Zhou L, Pan W, He Y, Wu X, Xu Y, Yang L, Xu H. An iPSC-derived CD19/BCMA CAR-NK therapy in a patient with systemic sclerosis. Cell. 2025 Aug 7;188(16):4225-4238.e12. doi: 10.1016/j.cell.2025.05.038.
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