人源化小鼠模型在CAR-T疗法临床前验证中的应用：从模型选择到体内药效评价
CAR-T细胞疗法已在血液瘤、实体瘤及自身免疫疾病中展现巨大潜力，而体内药效验证是其从实验室走向临床的必经之路。FDA和NMPA均要求CAR-T药物提供可靠的体内数据，选择合适的动物模型直接决定临床前研究的成败。传统CDX模型依赖免疫缺陷小鼠作为宿主荷瘤，而In vivo CAR-T等下一代疗法则需要免疫系统人源化小鼠模型来评估T细胞体内编程、归巢与长期存续。本文系统解析CAR结构设计与代际演进（1.0–5.0），梳理不同模型的适用场景，并展示南模生物作为临床前CRO服务平台在Hu-PBMC与Hu-HSC人源化小鼠上验证In vivo CAR-T抗肿瘤药效的实际案例数据。
目录
CAR-T技术的核心：结构设计与代际演进
CAR-T体内验证：为何小鼠模型至关重要
加速In vivo CAR-T转化的推荐模型
南模生物CAR-T相关模型
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"。
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。
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。
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免疫缺陷小鼠中（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免疫缺陷小鼠中（NM-NSG-017）。
与南模生物CAR-T相关模型
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"。
CDX模型告诉我们"能不能长肿瘤"。
人源化小鼠模型告诉我们"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CRO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。随着人源化小鼠模型技术的进步，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CRO研究，欢迎咨询。
Reference
Zugasti I, Espinosa-Aroca L, Fidyt K, et al. CAR-T cell therapy for cancer: current challenges and future directions. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):210. doi:10.1038/s41392-025-02269-w
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;104(9):4305-4317. doi:10.1007/s00277-025-06538-0
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