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肾癌治疗新希望：吉赛客户基于circRNA开发原位CAR-M联合IL-2疗法，展现极大应用潜力！

发布时间：2025-06-12 浏览量：[ 30 ]

肾癌，尤其是肾细胞癌（RCC），是免疫原性最强的肿瘤之一，其特征是免疫抑制细胞广泛浸润和强烈的免疫抑制性肿瘤微环境（TME）。即便接受部分肾切除术，仍有相当一部分患者的病情无法通过现有疗法得到改善。

细胞因子疗法

细胞因子及其受体作为肿瘤治疗靶点已被广泛研究。其中，白细胞介素（IL）-2是首个获批用于癌症治疗的细胞因子^[1]。然而，全身应用IL-2治疗肾细胞癌（RCC）存在严重副作用，因此需要开发毒性更小、更有效的治疗方案^{[2, 3]}。

CAR-T疗法

嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法在治疗血液恶性肿瘤方面取得了成功，但由于T细胞的组织渗透性差，其在实体瘤中的疗效仍然有限。

CAR-M疗法

免疫抑制性TME的关键因素是大量肿瘤相关巨噬细胞（TAM），巨噬细胞能够穿透肿瘤组织、吞噬肿瘤细胞并呈递完整抗原，因此嵌合抗原受体巨噬细胞（CAR-M）疗法在实体瘤治疗中前景广阔。然而，被设计为具有抗肿瘤活性的炎性M1型CAR-M，在免疫抑制性TME中，可能被诱导转变为促进肿瘤生长的M2型，限制其持续的抗肿瘤能力。

/ 原位CAR-M联合IL-2疗法 /

联合疗法有望实现协同增效。例如，通过细胞因子维持CAR-M的M2型极化状态，可增强其肿瘤杀伤功能，减少副作用并提升疗效。

环状RNA（circRNA）是肿瘤免疫疗法的优质研发平台，已在CAR-T和肿瘤疫苗等展现出巨大潜力。circRNA的共价闭合环状结构使其高度稳定、抗核酸外切酶降解，并能在体内长效翻译蛋白，是实现体内CAR-M构建的理想技术平台。

近日，山东大学齐鲁医院姜新义、史本康、荆卫强研究团队利用circRNA平台开发了CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel疗法。该疗法利用巨噬细胞靶向纳米脂质颗粒（mLNP）包封编码IL-2R-TLR4嵌合信号受体（CSR）和anti-CA9 CAR的环状RNA，并设计水凝胶负载mLNP-circRNA和IL-2治疗剂，局部缓释IL-2，同时实现体内细胞编辑，生成特异性抗肿瘤的CAR-M细胞。在肾癌小鼠模型中，该疗法增强了肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的特异性吞噬和细胞毒性能力，重塑了免疫抑制性肿瘤微环境，显著促进肿瘤消退，有望成为一种有效的新型肾癌治疗策略。

吉赛生物circRNA新药开发一站式CRO平台，为该联合疗法的概念研究提供了技术助力，共同加速基于circRNA技术的创新肾癌疗法研发进程！

靶点发现与药物设计

筛选CAR靶点

生信分析显示，碳酸酐酶IX（CA9）在肾癌患者肿瘤组织中特异性高表达，与患者死亡率高和生存率低相关。CA9表达增加伴随CD68+巨噬细胞广泛浸润，是潜在的CAR治疗靶点。

设计CSR

创新的模块化嵌合信号传导受体（CSR）通过联合不同靶点受体，可选择性调节信号通路。将高亲和力的IL-2Rβ与促进巨噬细胞M1极化的TLR4受体融合，形成的IL-2R-TLR4 CSR可被IL-2激活，进而促进并维持巨噬细胞的M1极化。

图1 IL-2受体、TLR4受体和CSR信号通路的示意图。

circRNA合成与质控

基于吉赛生物circRNA体外合成和纯化平台，高效体外合成分别编码IL-2R-TLR4 CSR和anti-CA9 CAR的circRNA。转染巨噬细胞后，用外源性IL-2刺激IL-2R-TLR4 CSR，验证嵌合受体在巨噬细胞上的稳定表达，及由外源性IL-2诱导的TLR4信号通路激活。

图2 circRNA结构示意图和验证结果。

递送策略优化与验证

提高靶向递送效率

设计合成新型可电离脂质NMS-C9H19，通过优化LNP配方包封circRNA，并添加甘露糖修饰，显著提升了circRNA在巨噬细胞中的靶向转染效率。

图3 a：NMS-C9H19分子式；b：LNP包封circRNA示意图。

实现缓释作用

构建基于氧化透明质酸（HA-CHO）和酰肼接枝明胶（Gel-CDH）的可注射生物基质水凝胶，用于负载IL-2和circRNA-mLNP，形成circRNA-mLNP/IL-2@gel，其累积释放率超过30%。该水凝胶具有可控的降解和力学性能，且止血性能优异。

图4 负载circRNA-LNP和IL-2的水凝胶。

体外受体表达及功能验证

circRNA-mLNP递送至骨髓源性巨噬细胞（BMDM）和外周血单核细胞后，受体蛋白有效表达。IL-12刺激使巨噬细胞激活TLR4信号通路，M1极化水平上调，M2极化水平下调。

在表达人CA9的Renca小鼠肾癌细胞中，circRNA-mLNP处理增强了抗原特异性吞噬作用和炎症因子分泌。IL-2刺激显著减轻巨噬细胞凋亡，缓解CD8⁺T细胞抑制，并增强其活性和抗肿瘤能力。

图5 A：联合治疗后，BMDM中差异表达基因的火山图；B：BMDM吞噬作用；C-D hCA9⁺Renca细胞和巨噬细胞共培养的颗粒酶B阳性CD8⁺T细胞（C）和穿孔素阳性CD8⁺T细胞（D）的流式细胞术分析。（G1： PBS处理组；G2：IL-2处理组；G3：IL-2和CAR-mLNP处理组；G4：用IL-2和CSR-mLNP处理组； G5：用IL-2、CAR-mLNP和CSR-mLNP处理组。）

体内有效性验证

术后抑制肿瘤生长和转移

将含CAR-mLNP、CSR-mLNP和IL-2的水凝胶注射到原位肾癌小鼠模型肾包膜下，评估其肿瘤抑制效果。结果显示，治疗后小鼠存活时间显著延长，M1巨噬细胞群增加5.52倍，M2巨噬细胞群减少；肿瘤组织中hCA9⁺肿瘤细胞比例降低，CD8⁺T细胞和CD4⁺T细胞数量和活性增加，T_reg细胞减少。该联合治疗激活了巨噬细胞的抗肿瘤作用，增强了获得性免疫细胞功能，显著提升了总体抗肿瘤效果。此外，组织病理学检测显示，CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel治疗显著抑制原发性和肺转移肾肿瘤。

图6 将IL-2和circRNA-mLNP@水凝胶注射到肾包膜下的抗肿瘤与延长小鼠生存期的效果。

术后抗肿瘤功效

局部切除术是局部可切除肾癌的首选治疗方法。通过建立模拟肾部分切除的小鼠模型，用CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel水凝胶填充手术腔。病理结果显示，该组伤口区域肿瘤细胞显著减少，成纤维细胞增加，伤口愈合良好，基本防止了肿瘤复发，且显著延长了术后小鼠的中位存活期。

进一步研究了CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel在肾癌术后模型中控制肺转移的潜力。病理检测显示，治疗组肺部转移结节显著减少，表明该疗法可与手术无缝结合，实现多种肾癌疗法的协同作用。

图7 术后将IL-2和circRNA-mLNP@凝胶注射到肾肿瘤腔中的抑制肺转移效果。

临床潜力验证

在基于患者来源异种移植物（PDX）构建的NOG-EXL人源化小鼠模型中，CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel处理显著抑制了肿瘤生长，验证了该疗法在临床相关环境中的有效性及临床应用潜力。

扩展多种肿瘤的应用

在肝转移和术后胶质瘤模型中，CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel验证结果显示，CSR受体在肝肿瘤和脑肿瘤内的巨噬细胞中成功递送并表达，表明该疗法可用于多种实体瘤治疗。

体内安全性评估

表达和功能特异性

流式细胞术分析显示，CAR巨噬细胞主要定位于肿瘤部位，未在肝、脾、肺、淋巴结或外周血中检测到，且CAR在TAM中表达显著升高，而在其他免疫细胞或肿瘤细胞中表达极低，体现了较高的靶向性和较低的脱靶分布。

吞噬靶向性实验表明，CAR巨噬细胞对hCA9⁺ Renca细胞的吞噬活性显著高于非hCA9表达细胞，对正常肾小管细胞的吞噬活性最低，进一步证实了其脱靶效应较低。

一般毒理学检测

血常规、生化分析及主要器官病理评估均未发现CAR-mLNP+CSR-mLNP/IL-2@gel引起的显著全身性不良反应。

总之，CAR和CSR原位重编程TAM联合IL-2治疗可恢复T细胞杀伤活性，增强先天性和适应性免疫应答对抗肾癌，且未见全身性不良反应。这种原位工程巨噬细胞与局部细胞因子的联合疗法在肾癌免疫治疗中展现出巨大潜力，值得进一步开展临床试验评估。

参考资料

[1] Overwijk, W. W., Tagliaferri, M. A. & Zalevsky, J. Engineering IL-2 to give new life to T cell immunotherapy. Annu. Rev. Med. 72, 281-311 (2021).

[2] Diaz-Montero, C. M., Rini, B. I. & Finke, J. H. The immunology of renal cell carcinoma. Nat. Rev. Nephrol. 16, 721–735 (2020).

[3] Verra, N. et al. Infiltration of activated dendritic cells and T cells in renal cell carcinoma following combined cytokine immunotherapy. Eur. Urol. 48, 527–533 (2005).