综述:纳米颗粒介导的CRISPR-Cas9系统在CAR T细胞免疫治疗中作为智能癌症生物疗法的应用

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Journal of Industrial and Engineering Chemistry 5.9

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  这篇综述系统阐述了纳米颗粒(NPs)介导的CRISPR-Cas9递送系统在嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法中的革新应用,通过光控(liCAR)技术实现精准激活,同时靶向PD-1/CTLA-4/LAG-3等免疫检查点,为克服实体瘤治疗瓶颈提供了纳米医学与基因编辑协同的智能策略。

  

Abstract
癌症的全球流行催生了以CAR T细胞疗法为代表的免疫治疗革命,但其安全性挑战如脱靶毒性和时空控制不足亟待解决。光控CAR(liCAR)T细胞通过纳米颗粒(NPs)递送CRISPR-Cas9系统,实现了对肿瘤细胞的实时精准清除。CRISPR-Cas9的多重编辑能力可同步敲除PD-1、CTLA-4等免疫检查点,显著增强T细胞抗肿瘤活性。纳米载体凭借其三维(3D)组织穿透性和高效递送效率,成为克服视网膜等复杂组织基因编辑难题的关键。

Introduction
智能癌症生物疗法通过纳米技术与基因编辑的融合,解决了传统化疗的非特异性问题。CRISPR-Cas9的非病毒载体递送避免了病毒载体的插入突变风险,而NPs的模块化设计可协同递送免疫刺激剂。CAR T细胞在血液瘤中的成功受限于实体瘤微环境的免疫抑制,NPs通过靶向递送和微环境调控为这一瓶颈提供解决方案。

CRISPR-Cas9系统
相较于ZFN和TALEN,CRISPR-Cas9凭借单Cas9蛋白与可编程sgRNA的灵活组合,大幅降低了基因编辑成本。其核定位信号(NLS)修饰的Cas9 mRNA可实现瞬时表达,减少脱靶风险。

基因编辑机制与T细胞靶点
通过破坏T细胞受体(TCR)和MHC基因,CRISPR-Cas9可制备通用型CAR T细胞。β2
-微球蛋白(B2M)的敲除进一步避免了宿主免疫排斥。

NPs介导的递送系统
脂质体与金纳米颗粒(AuNPs)能有效保护sgRNA/Cas9复合物,其中pH响应型载体可在肿瘤酸性环境中触发释放。mRNA纳米制剂通过跳过转录步骤提升编辑效率,但需控制Cas9的持续表达以避免基因组重复切割。

癌症治疗应用
NPs-CRISPR联合疗法在胶质母细胞瘤中显示穿透血脑屏障的能力,而ROS响应型载体可靶向肿瘤氧化应激微环境。局部注射的温敏水凝胶实现了CAR T细胞的持续控释。

Perspectives
尽管在血液瘤中成效显著,实体瘤的异质性和物理屏障仍是挑战。未来需优化NPs的靶向配体(如EGFR抗体)并开发多基因编辑策略以协同调控免疫通路。

Concluding remarks
高保真Cas9变体(如HiFi-Cas9)和短PAM序列核酸酶的开发将进一步提升编辑精度。纳米技术的规模化生产与临床转化是推动该领域落地的核心方向。

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