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技术资料/正文
人源化小鼠模型：CAR-T疗法临床前验证的关键工具与转化桥梁
89 人阅读发布时间：2026-01-07 10:50
近年来，CAR-T细胞疗法作为肿瘤免疫治疗的革命性突破，已在血液瘤、实体瘤及自身免疫疾病中展现巨大潜力。然而，从实验室到临床的转化之路仍充满挑战，尤其是如何选择合适的小鼠模型以精准模拟人体免疫反应。本文将深入解析CAR-T技术的代际演进、小鼠模型的选择策略，并推荐加速体内（in vivo）转化的创新模型，为科研与临床提供关键参考。
图1. CAR-T细胞研发里程碑时间线[1]。
Part.1 CAR-T技术的核心：结构设计与代际演进
CAR是一种人工合成的跨膜受体，通过基因工程手段将T细胞重编程为可特异性识别肿瘤抗原的“活体药物”。CAR-T细胞疗法的核心在于通过基因工程改造T细胞，使其表达嵌合抗原受体（CAR），从而靶向识别并杀伤肿瘤细胞。
CAR分子的"四件套"结构
CAR（嵌合抗原受体）就像给T细胞装上的"智能导弹系统"，由四个核心模块组成：
-
抗原识别区：通常是单链可变片段（scFv），负责精准锁定肿瘤细胞表面的靶抗原。
-
铰链区：提供灵活性，让scFv能自由摆动，更好结合抗原。
-
跨膜结构域：将CAR锚定在T细胞膜上。
-
胞内信号结构域：包含CD3ζ激活域和共刺激域（如CD28/4-1BB），是启动T细胞杀伤程序的"点火器"。
图2. TCR结构与CAR结构的比较[2]。
这种模块化设计让CAR具有高度可定制性，就像搭积木一样，可以根据需求更换不同部件。
CAR的代际演进：从1.0到5.0的跨越
CAR-T的发展史就是一部"结构优化史"，每一代都在解决前代的痛点：
第一代CAR（1993年）
结构：scFv + CD3ζ（仅有激活信号）；
痛点：缺乏共刺激信号，T细胞扩增能力差、持久性短，临床效果有限。
第二代CAR（2011年突破）
结构：scFv + CD3ζ + 一个共刺激域（CD28或4-1BB）；
优势：加入"加油包"后，T细胞活性和持久性显著提升；
里程碑：Carl June团队用CD19第二代CAR-T成功治疗CLL患者，开启CAR-T临床新时代；
现状：所有上市CAR-T产品（如Kymriah、Yescarta）均属于二代。
第三代CAR
结构：scFv + CD3ζ + 两个共刺激域（CD28 + 4-1BB或OX40）；
目标：理论上信号更强，但实际效果并非简单叠加，仍需临床验证。
第四代CAR（TRUCK/armored CAR）
结构：二代基础上添加可分泌元件（如IL-12、趋化因子）；
优势：不仅能杀伤肿瘤，还能重塑肿瘤微环境，增强整体抗肿瘤效果；
前景：临床前模型显示疗效大幅提升，且可避免全身毒性。
第五代CAR-T
结构：融合JAK-STAT信号通路关键分子（如IL-2Rβ胞内段）；
优势：可实现更全面的T细胞激活与代谢重编程；
前景：通过整合JAK-STAT细胞因子信号，实现了从"功能增强"到"持久性革命"的跨越，其干细胞样记忆表型和抗耗竭能力为实体瘤治疗带来新希望。
图3. CARs结构[1]。
Part.2 CAR-T体内验证：为何小鼠模型至关重要？
尽管CAR-T在体外能精准杀伤肿瘤细胞，可初步评估CAR-T的细胞毒性与细胞因子释放，但体内环境复杂得多，只有体内模型才能模拟真实的肿瘤微环境、免疫互作、T细胞归巢与长期存续等复杂过程。且FDA和NMPA均要求CAR-T药物提供可靠的体内数据才能进入临床，因此，选择合适的小鼠模型是CAR-T临床前研究成败的关键。
CAR-T小鼠模型选择：常用小鼠模型类型及其适用场景
Part.3 加速in vivo CAR-T转化的推荐模型
传统CAR-T需体外制备再回输，而in vivo CAR-T通过LNP或病毒载体直接在患者体内"编程"T细胞，被誉为下一代疗法。这种颠覆性技术对动物模型提出了更高要求。
首选：免疫系统人源化小鼠。
Hu-PBMC重建模型（快速筛选平台）
构建方式：将人PBMC直接注射到M-NSG小鼠中（NM-NSG-015）。
案例：基于人B淋巴白血病Hu-PBMC模型的In vivo CAR-T疗法抗肿瘤药效验证
在M-NSG小鼠中，通过移植人PBMC成功重建免疫系统，并建立Nalm6-Luc人B淋巴白血病模型。结果显示，给予In vivo CAR-T治疗后，肿瘤生长被显著抑制。
Hu-HSC 小鼠模型（临床前黄金标准）
构建方式：将人CD34⁺造血干细胞移植到辐照后的M-NSG小鼠中（NM-NSG-017）。
Part.4 结语：打通转化之路
CAR-T体内验证模型的选择，本质是在科学性与可行性之间找平衡：
-
体外实验告诉我们"能不能杀伤"。
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CDX模型告诉我们"能不能长肿瘤"。
-
人源化小鼠告诉我们"安不安全、像不像人"。
对于In vivo CAR-T这一革命性技术，免疫系统人源化小鼠（HIS）已成为标配。huPBMC模型是"快枪手"，适合早期筛选；huHSC模型是"金标准"，为临床决策提供最终依据。两者结合，才能构建完整的临床前数据包，最大限度降低临床开发风险。
CAR-T疗法的体内验证绝非“一种模型走天下”。研究者应根据CAR设计目标（如靶点、适应症、是否联合治疗）精准匹配小鼠模型。随着人源化小鼠技术的进步，小鼠模型将更真实模拟人体免疫-肿瘤动态，成为连接实验室发现与临床成功的坚实跳板，让CAR-T疗法更快、更安全地惠及患者！
南模生物针对CAR-T药物研究的常见靶点自主研发了多种人源化动物模型，助力CAR-T药物的临床前研究，模型信息详见下表，欢迎咨询。
表1. 南模生物In vivo CAR-T相关模型（部分展示）
表2. 南模生物CAR-T相关模型（部分展示）
Refrence：
Zugasti I, Espinosa-Aroca L, Fidyt K, Mulens-Arias V, Diaz-Beya M, Juan M, Urbano-Ispizua Á, Esteve J, Velasco-Hernandez T, Menéndez P. CAR-T cell therapy for cancer: current challenges and future directions. Signal Transduct Target Ther. 2025 Jul 4;10(1):210. doi: 10.1038/s41392-025-02269-w. PMID: 40610404; PMCID: PMC12229403.
Zhang Y, Hu R, Xie X, Li Y. Expanding the frontier of CAR therapy: comparative insights into CAR-T, CAR-NK, CAR-M, and CAR-DC approaches. Ann Hematol. 2025 Sep;104(9):4305-4317. doi: 10.1007/s00277-025-06538-0. Epub 2025 Sep 10. PMID: 40928667; PMCID: PMC12552347.
关于我们
上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，简称"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），始终以编辑基因、解码生命为己任，专注于模式生物领域，打造了以基因修饰动物模型研发为核心，涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台，致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。
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