IL-21工程化增强CD19特异性CAR-NK细胞通过代谢通路富集提升抗B细胞淋巴瘤活性

《Experimental Hematology & Oncology》：Interleukin-21 engineering enhances CD19-specific CAR-NK cell activity against B-cell lymphoma via enriched metabolic pathways

本期推荐：南方医科大学团队针对CAR-NK细胞治疗B细胞恶性肿瘤中持久性不足的难题，创新性地构建了IL-21共表达的CD19-CAR-NK细胞。研究发现，相较于传统IL-15修饰方案，CAR-21 NK细胞通过激活JAK-STAT信号通路和糖酵解代谢重编程，显著提升IFN-γ、TNF-α等效应因子分泌，在Raji淋巴瘤小鼠模型中展现更强的肿瘤清除能力和体内持久性，为复发/难治性B细胞肿瘤提供了更优的"现货型"免疫治疗方案。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，CAR-T细胞疗法虽已取得突破性进展，但其高昂成本、制备周期长及严重副作用如细胞因子释放综合征(CRS)等问题制约了临床应用。自然杀伤(NK)细胞因其MHC非限制性识别特性和低GVHD风险，成为极具潜力的替代方案。然而，过继转移后NK细胞持久性不足始终是治疗瓶颈。南方医科大学团队在《Experimental Hematology & Oncology》发表的研究，通过对比IL-15与IL-21两种细胞因子对CAR-NK细胞的调控差异，为这一难题提供了创新解决方案。

研究采用外周血来源NK细胞，构建含4-1BB共刺激域的CD19-CAR载体，分别通过P2A序列连接IL-15或IL-21基因。通过RetroNectin介导的逆转录病毒转导获得CAR-15和CAR-21 NK细胞，采用流式细胞术监测细胞表型，Seahorse能量代谢分析仪检测糖酵解能力，并建立NSG小鼠Raji淋巴瘤模型评估体内抗肿瘤效果。RNA测序揭示转录组特征，多轮共培养实验验证功能持续性。

研究首先证实CAR-21 NK细胞具有83.21±2.66%的转导效率，且CAR表达强度显著高于CAR-15组。在无IL-2维持条件下，CAR-21组可自主分泌2445±630.50 pg/mL IL-21，使细胞活力维持在80%以上，凋亡率降低50%。表型分析显示CD56^brightCD16⁺亚群占比提升，但激活标志物CD69和抑制受体NKG2A表达无显著差异。

转录组分析发现CAR-21组特异性上调70个差异基因，涉及细胞毒性(GZMB、PRF1)、代谢(SLC2A1、HK2)和JAK-STAT信号通路(STAT3)。GSEA富集显示糖酵解通路激活，Seahorse实验证实其ECAR值较CAR-15组提高2.3倍。功能上，CAR-21组在E:T=5:1时对Raji细胞的杀伤率达92%，重复刺激后仍保持78%活性，且PD-1、TIM3等耗竭标志物表达降低35%。

动物实验显示单次输注CAR-21 NK细胞可使肿瘤荧光信号降低85%，中位生存期延长至33天（对照组仅18天）。处死小鼠器官检测发现，CAR-21组在脾脏、骨髓中的CAR⁺NK细胞占比是CAR-15组的2.1倍，证实其卓越的体内持久性。

该研究首次系统比较了IL-21与IL-15在CAR-NK治疗中的调控差异，揭示IL-21通过CEBPD/STAT3轴驱动代谢重编程，使效应细胞获得"长效高毒"特性。相较于易引发GVHD的IL-15方案，IL-21修饰展现出更好的安全性，为开发"现货型"CAR-NK产品提供了新策略。未来需在人体试验中验证其CRS风险，并探索与PD-1抑制剂等联用的协同效应。该成果不仅适用于B细胞肿瘤，其代谢调控机制对实体瘤CAR-NK治疗同样具有借鉴价值。