2026年1月2日，深圳湾实验室分子生理学研究所蔡羽轩课题组和合作者在Journal of the American Chemical Society在线发表了题为Disulfide-directed multicyclic peptides for chimeric antigen receptors targeting solid tumors的研究论文。该研究工作把嵌合抗原受体（CAR）的识别“眼睛”从传统抗体片段（scFv）换成定向二硫键多环肽（DDMP），让CAR T在“该出手时出手”：对抗原高表达肿瘤细胞保持强杀伤；对抗原低表达细胞则显著减少结合与杀伤，同时释放更少促炎细胞因子，从源头降低细胞因子风暴等安全风险。

实体瘤CAR T为何“难而慢”？

CAR T在部分血液肿瘤中取得显著疗效，但在实体瘤中推进缓慢，关键瓶颈主要集中在两类安全性风险：

1. 靶点结合，非肿瘤靶向（on-target, off-tumor）毒性：许多实体瘤相关抗原并非肿瘤独占，正常组织也可能存在低水平表达，CAR T一旦“过敏”，就可能误伤关键器官。HER2-CAR T早期临床曾报告严重肺毒性并导致死亡，成为领域内的经典警示案例。

2. 细胞因子释放综合征（CRS）：CAR T强烈激活后释放IFNγ、TNFα、GM-CSF等炎症信号，这些细胞因子可进一步驱动髓系细胞并放大IL6通路，产生细胞因子风暴，严重时出现高热、低血压、多器官功能损伤。

因此，一个理想的实体瘤CAR T需要同时做到：更精准区分“高抗原肿瘤”与“低抗原正常组织”，并且在杀伤有效的同时不过度点燃炎症。

我们的思路：先从CAR最上游“识别基元”动手

传统CAR几乎清一色使用抗体来源的scFv作为识别结构域，本研究提出并验证一种替代路径：用定向二硫键多环肽（DDMP）作为CAR识别结构域，构建靶向HER2与TROP2的DDMP-CAR。DDMP具备尺寸小（<5 kDa）、结构稳定、可通过展示技术定向进化等特点，为CAR设计释放更多空间与自由度。

关键结果一：对HER2呈现“抗原密度门控”，扩大安全窗口

我们将HER2(DDMP)-CAR T与两种曲妥珠单抗来源的HER2(scFv)-CAR T进行对比。结果非常清晰：

• 面对HER2高表达肿瘤细胞，三种CAR T均能高效杀伤；

• 面对HER2低/中表达细胞，scFv-CAR T仍可观察到显著杀伤，而DDMP-CAR T杀伤明显受限，更倾向于“抗原足够高才启动”。

进一步在异种移植瘤模型中验证：DDMP-CAR在HER2高表达肿瘤上保持体内控瘤能力，但对HER2低表达模型呈现“更少介入”的表型，从而为降低潜在脱靶毒性提供了直接证据。

关键结果二：炎症“更克制”，促炎细胞因子显著降低

在与靶细胞共培养后，HER2-DDMP-CAR T分泌的IL2、IFNγ、TNFα、GM-CSF整体显著低于对照scFv-CAR T；且这一差异在不同效靶比条件下仍一致。

我们特别关注T细胞来源的GM-CSF/IFNγ/TNFα等上游炎症因子：它们可驱动髓系细胞活化并触发IL6放大回路，是细胞因子风暴的重要“起火点”。

此外，既往研究也显示GM-CSF抑制可降低细胞因子风暴与神经毒性，并可能增强CAR T功能。

关键结果三：为什么DDMP能“只打高表达”？其功能亲和力呈“阈值型”上升

我们用z-Movi测量CAR T在细胞层面的親合力（avidity）。结果揭示了一个关键机制：

• DDMP-CAR T对HER2低/中表达细胞几乎不增加親合力；

• 一旦HER2密度超过阈值（高表达），親合力会出现陡峭上升，从而形成“阈值/协同性（cooperative）”曲线；

• 相比之下，scFv-CAR T的親合力，在较低HER2密度区间就已明显上升，因而更容易提前启动效应功能。

换句话说：DDMP像一个“密度门控器”，把CAR T的有效激活更集中到抗原真正过量的肿瘤细胞上。

关键结果四：跨靶点验证（TROP2），显示平台化潜力

为验证普适性，我们将策略拓展到另一重要实体瘤抗原TROP2。在A549-TROP2模型中，DDMP-CAR与scFv-CAR在体内外控瘤效果相当，但DDMP-CAR在靶向杀伤时分泌的IL2、IFNγ、TNFα、GM-CSF显著更低。

这项工作意味着什么？

把“安全性”前移到CAR的第一步：识别。与增加额外开关模块（suicide gene、on-switch等）相比，本研究从最上游的识别结构域出发，通过DDMP这一化学创新骨架，系统性地同时实现：

• 抗原密度选择性（更少误伤）

• 更克制的炎症输出（更低细胞因子风暴的风险）

• 不牺牲对高表达肿瘤的控瘤能力

这为下一代实体瘤CAR T提供了一条可复制的设计路线：不仅“能打”，而且“懂得何时不打”。

本研究由深圳湾实验室分子生理学研究所蔡羽轩课题组牵头开展，课题组博士后蒙晓婷为论文第一作者。研究工作在厦门大学化学化工学院吴川六教授与深圳湾实验室转化创新中心康曦研究员的共同指导下完成。该研究获得深圳湾实验室、深圳市医学研究专项资金（D2501002）、中国博士后科学基金（2024M752146）及国家自然科学基金（22107076）的资助支持。论文全文可通过期刊官网（https://doi.org/10.1021/jacs.5c13642）或浪淘沙预印本平台（https://doi.org/10.65215/6apa6c74）查阅获取。

原文信息：

Disulfide-directed multicyclic peptides for chimeric antigen receptors targeting solid tumors

文章来源|蔡羽轩课题组

编辑|鲍 啦

责编|远 山

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