这些FcγRI-CAR-HM采用结直肠癌特异性抗癌胚抗原（CEA）CAR进行改造，表现出强大的肿瘤杀伤活性（体外CRC细胞裂解率超过80%）、深层组织穿透性（在3D肿瘤球体中穿透深度超过100微米）以及显著的治疗效果（体内肿瘤消退率约为89%）。机制研究表明，FcγRI-CAR-HMs通过直接吞噬肿瘤、募集和激活T细胞以及协同增强抗PD-1疗法，重塑了结直肠癌模型中的肿瘤微环境。同时，集成的可诱导caspase-9 (iCas9)自杀开关确保了安全性，且不影响其长期持久性。该基于祖细胞的平台不仅解决了关键的生产挑战，还充分释放了CAR-巨噬细胞的治疗潜力，其独特的与检查点抑制剂协同作用的能力，为难治性实体瘤的治疗提供了一种变革性的方法。
过继细胞转移疗法，尤其是嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞疗法，在肿瘤治疗中取得了巨大成功，尤其是在血液系统恶性肿瘤领域。 然而，其对实体瘤的影响星空体育网站 星空体育首页却不那么显著，这通常归星空体育网站 星空体育首页因于实体瘤复杂且具有挑战性的肿瘤微环境 (TME)。这些情况下的 TME 以免疫抑制因素、代谢紊乱和致密的细胞外基质为特征，这些因素共同阻碍了 CAR-T 细胞在肿瘤组织内的有效浸润和持续激活。因此，迫切需要探索能够有效穿透肿瘤、在 TME 内持续存在并发挥抗肿瘤作用的替代免疫细胞类型，从而增强 CAR 疗法在实体瘤治疗中的潜力。
与 T 细胞相比，巨噬细胞具有天然的穿透肿瘤组织的能力。巨噬细胞的表型和功能可塑性使其能够持续参与肿瘤微环境 (TME)。临床证据表明，巨噬细胞在各种肿瘤的TME中占主导地位，例如结直肠癌 (CRC)。除了直接靶向肿瘤细胞的吞噬作用外，巨噬细胞还能通过抗原呈递激活T细胞，从而连接针对肿瘤的先天性和适应性免疫反应。利用嵌合抗原受体 (CAR) 对巨噬细胞进行改造，有望为肿瘤治疗带来显著优势。目前开发 CAR-巨噬细胞的策略包括使用人类 THP-1 细胞系，以及来自外周血、脐带血和诱导多能干细胞 (iPSCs) 的巨噬细胞。然而，这些细胞系不被认为具有临床可行性，而从外周血单核细胞和脐带血分化的巨噬细胞面临可用性有限、供体差异性、污染风险和 CAR 改造后衰竭等问题。此外，终末分化的巨噬细胞难以扩增，通常表现出较低的基因转导效率。因此，研究人员探索了使用 CD34 + 造血干细胞和祖细胞 (HSPCs) 来诱导巨噬细胞分化；然而，这些细胞受到其低增殖能力和过早分化倾向的限制。此外，癌症患者化疗引起的骨髓抑制通常需要反复动员和收集 HSPCs。这些因素共同构成了生成适用于临床应用的大量高纯度CAR-巨噬细胞群的重大障碍。iPSCs衍生的CAR-巨噬细胞因其自我更新能力和可扩展性而成为一种有前景的替代方案。虽然CD34 + HSPCs可以被重编程为iPSCs，然后分化为巨噬细胞以产生CAR-巨噬细胞，但该过程仍然耗时。 因此，鉴定具有自我更新和扩增潜力、更短诱导时间以及高巨噬细胞分化效率的新型祖细胞类型，对于推进CAR-巨噬细胞疗法的发展至关重要。
该研究开发了一种三步策略，用于对源自髓系祖细胞的CAR巨噬细胞进行基因工程改造。首先，研究利用携带他莫昔芬诱导的Hoxb8基因的逆转录病毒载体来生成增殖性骨髓祖细胞，并将其命名为Hoxb8祖细胞（HPCs）。随后，将编码抗癌胚抗原（CEA）-CAR（该基因特异性针对结直肠癌抗原）的慢病毒载体转导到HPCs中，以建立具有自我更新能力的CAR-HPCs单细胞克隆。最后，利用CAR-HPCs的分化潜能，将其发育成CAR-巨噬细胞。这种基于祖细胞的基因改造方法有效地解决了原代巨噬细胞通常存在的基因转导效率低和功能衰竭的问题。单克隆CAR-HPC克隆可以快速扩增，产生大量持续表达典型巨噬细胞标志物和高水平CARs的巨噬细胞。细胞研究表明，CAR介导的HPCs激活显著增强巨噬细胞对结直肠癌细胞的吞噬和杀伤活性。CAR-巨噬细胞能够高效浸润肿瘤组织，并有效逆转免疫抑制性肿瘤微环境（TME）。此外，当与免疫检查点抑制剂联合使用时，CAR-巨噬细胞能够有效抑制肿瘤生长。自杀基因诱导型caspase-9 (iCas9)的加入使得在体内精准调控巨噬细胞寿命成为可能，从而避免潜在的副作用。 该研究采用三步基因重编程策略，构建了一个基于髓系祖细胞的CAR-巨噬细胞平台，该平台具有易于基因操作、快速大规模生产、制备周期短、均一性稳定和安全性高的特点。该平台可能为髓系祖细胞衍生的癌症免疫疗法的发展做出重大贡献。