嵌合抗原受体修饰的T细胞（CAR-T）免疫疗法在临床B细胞淋巴瘤白血病治疗中已经取得显著疗效。然而，CAR-T细胞疗法必须遵循个体化治疗策略，历经个体细胞体外分离、扩增、CAR-T细胞构建以及回输体内等复杂治疗过程，造成CAR-T治疗周期长（十天以上）、费用昂贵（百万以上）等明显缺点。因此，虽然目前CAR-T已获准上市，但仍然难以实现规模化，不宜于推广应用。而临床急需一种基于CAR分子的更便捷、更高效的免疫疗法。鉴于以上背景，南京大学医学院吴稚伟教授课题组创造性的提出了AAV介导CAR分子基因治疗（AAV-mediated in vivo CAR gene therapy，ACG）的新方法，并完成了概念论证与疗效评估。

AAV介导CAR分子的基因治疗（ACG）示意图：携带有CAR分子的AAV注射进小鼠腹腔内，并直接感染T细胞，从而在T细胞表面表达CAR分子，形成CAR-T细胞，进而发挥CAR-T细胞特异性杀伤功能。
该方法借鉴前期AAV递呈双靶向抗体治疗HIV感染的工作基础（Xilin Wu, et al., JCI, 2018），推测具有高效广谱感染活性的重组AAV病毒可以携带CAR分子在体内直接感染T细胞，从而形成CAR-T细胞。在实践中，课题组应用重组AAV携带CAR分子，将带有CAR分子的AAV-CAR病毒直接注射到体内，成功实现了AAV-CAR对T细胞的体内感染，形成了CAR-T细胞。为了验证体内形成的CAR-T细胞的杀伤功能，课题组选取针对CD4的抗体作为CAR分子，构建了AAV-CD4-CAR，注入人源化NCG-HuPBL小鼠构建的肿瘤模型中。结果显示，单一注射AAV-CD4CAR分子25天后，小鼠体内的CD4+肿瘤细胞基本消失。同时ex vivo实验结果也显示，AAV-CD4CAR能特异性杀伤来自成人T细胞白血病（ATL）患者的CD4+肿瘤细胞。综合实验结果，课题组证实AAV介导的CAR分子基因治疗（AAV-mediated in vivo CAR gene therapy，ACG）能够在体内发挥特异性杀伤功能，从而达到类似传统CAR-T细胞治疗的效果。ACG治疗的关键是AAV-CAR病毒载体，可以实现体外的规模化制备，然后通过体内直接注射来实现CAR-T细胞的体内生成，从而大大简化了传统CAR-T细胞的制备流程，为CAR细胞治疗提供了一种更便捷、更高效的新型治疗策略，并大大降低了治疗成本。

体内产生的AAV-CD4 CAR T细胞介导抗肿瘤活性。用2.5 x 106 表达荧光素酶的MT2 ATL 细胞接种 NCG-HuPBL 小鼠造模。肿瘤细胞接种48小时后，给小鼠注射2 x 1011 携带CD4 CAR基因的AAV。PBS作为阴性对照。
上述研究以“AAV-Mediated In Vivo CAR Gene Therapy for Targeting Human T Cell Leukemia”为题于2021年6月23日发表在Blood Cancer journal （https://www.nature.com/articles/s41408-021-00508-1）。南京大学博士生Waqas Nawaz为该论文第一作者，南京大学医学院吴稚伟教授和吴喜林特任副研究员为本文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、“十三五传染病重大专项”基金、江苏省六大人才高峰、江苏省双创博士等项目的支持。