中国博后一作兼通讯Nature：建立人类T细胞体内全基因组CRISPR筛选平台，发现增强实体瘤T细胞治疗的新靶点

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

对于白血病和淋巴瘤等血液类癌症患者，CAR-T 细胞疗法可能挽救他们生命。该疗法首先提取患者自身的 T 细胞，在实验室中进行基因工程工程改造，使其更有效地识别并攻击癌细胞，然后进行扩增，再将其重新输回患者体内。然而，对于肺癌、胰腺癌、卵巢癌、结肠癌、乳腺癌等占据癌症绝大多数的实体瘤而言，CAR-T 细胞疗法的效果仍不尽如人意。

在人类 T 细胞中进行大规模CRISPR 筛选，具有重要前景，可识别增强细胞免疫治疗的基因修饰。然而，许多在实体瘤中调控 T 细胞功能的因子在体外并未被发现。在荷瘤小鼠中进行体内筛选更具生理相关性，但这受限于肿瘤内的 T 细胞回收率低，导致难以维持全基因组筛选文库所需的覆盖度。

2026 年 8 月 12 日，加州大学旧金山分校博士后刘琪（博士毕业于上海交通大学医学院）作为第一作者兼共同通讯作者，在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：In vivo genome-wide CRISPR screens of human T cells in solid tumours 的研究论文。

该研究开发了一种体内模型，可高效地从实体瘤中回收人类 T 细胞，从而允许使用少量小鼠即可进行体内全基因组 CRISPR 筛选，实现在活体小鼠体内全面研究基因编辑对CAR-T 细胞的影响，不再局限于培养皿中的离体细胞培养。

在此基础上，研究团队筛选出了两个调控 T 细胞肿瘤迁移、浸润以及抵抗免疫抑制的关键基因——P2RY8和GNAS，同时敲除这两个基因，能够显著增强 CAR-T 细胞和 TCR-T 细胞的抗肿瘤效果。更重要的是，这种灵活、可扩展的筛选平台可适用于系统性地发现改善实体瘤 T 细胞疗法的遗传策略。

论文通讯作者表示，我们已逐渐意识到，许多在培养皿中的实验并不能真实模拟 T 细胞在活体生物体内所面临的环境。多年来，该领域一直缺乏一种能够在活体肿瘤中直接对人类 T 细胞进行全基因组规模基因筛选的方法。通过开发出克服这一难题的筛选平台，我们成功识别出了一些在传统细胞培养系统中可能被遗漏的治疗靶点，使我们更接近真正能够对抗实体瘤的疗法。

一种新型筛选系统

多年来，科学家们一直在利用CRISPR 基因编辑技术对T 细胞进行不同的基因工程改造，并筛选出了能够增强细胞抗癌能力的类型。但以往的方法仅在实验室培养皿中测试这些 T 细胞。

但在真实肿瘤这种复杂而充满敌对的环境中进行基因筛选，似乎遥不可及，主要原因在于只有极少数 T 细胞才能够在实体瘤周围存活，这使得难以得出关于哪些基因有助于或损害生存的具有统计学意义的结论。

在这项最新研究中，论文第一作者、博士后刘琪尝试了一种新方法——通过基因工程改造肿瘤细胞，在肿瘤细胞表面表达抗CD3单链可变片段（anti-CD3 scFv），这是一种能够吸引 T 细胞的信号，从而招募 T 细胞并使其在肿瘤部位聚集。

这些招募而来的 T 细胞仍然难以杀死癌细胞，但它们存活的时间足够长，从而能够从肿瘤环境中高效回收并进行研究。在以往的方法中，研究人员每次只能从肿瘤中回收数万到数十万个 T 细胞。而在采用新技术后，研究团队能够从每个肿瘤中回收数百万个 T 细胞，从而使得 CRISPR 筛选成为可能。

刘琪表示，我们开始使用人类 T 细胞治疗小鼠体内的人工肿瘤，发现每个肿瘤中会能够回收 500 万到 1000 万个 T 细胞，这彻底改变了我们所能实现的目标。那一刻我们意识到，终于克服了长期存在的技术瓶颈，为在活体动物体内同时测试基因组中的每一个基因打开了大门。

一对强大的基因

在该筛选系统建立后，研究团队利用经过 CRISPR 改造的健康人类 T 细胞进行了两项互补性筛选，这群 T 细胞被设计为关闭人类基因组中几乎所有的基因。第一项筛选旨在寻找能使 T 细胞更有效地在小鼠肿瘤中聚集的基因编辑；第二项则聚焦于成功进入肿瘤的 T 细胞，以确定哪些基因编辑有助于它们保持更高的活性，并产生更多关键的“抗癌”信号分子——干扰素-γ。

在近 2 万个被编辑的基因中，有2 个基因显得尤为重要——P2RY8和GNAS。

缺失了P2RY8基因的 T 细胞比正常情况下更多地涌入肿瘤（浸润肿瘤）。肿瘤通常会分泌一种分子，激活邻近免疫细胞中的 P2RY8，从而抑制 T 细胞向肿瘤浸润的能力，而当该基因缺失时，这种抑制作用便消失了。

一旦进入肿瘤内部，缺乏了GNAS基因的 T 细胞所产生的干扰素-γ 水平高于其他 T 细胞。研究团队发现，GNAS 在处理抑制实体瘤细胞以及肿瘤微环境中其他细胞的信号方面发挥着核心枢纽作用——肿瘤会向 T 细胞释放大量不同的抑制信号，通常每种信号都像一个独立的关闭开关，而许多这样的关闭开关都通过一个共同的信号通路发挥作用，敲除 GNAS 基因后，T 细胞能够同时停止对所有这些信号的响应，从而使其能够维持抗肿瘤活性。

研究团队进一步揭示，在多种实体瘤小鼠模型中（包括黑色素瘤、肺癌、胰腺癌、胃食管腺癌和子宫肉瘤)，敲除GNAS基因的CAR-T细胞、TCR-T细胞均能有效地抑制这些实体瘤。而同时敲除GNAS和P2RY8基因则带来了更显著的治疗效果，即使在极低剂量的 CAR-T 细胞条件下，肺癌模型中三分之二的小鼠在研究结束时已无肿瘤，而接受对照组编辑的 T 细胞的小鼠则无一达到这一结果。

重要的是，这些发现也适用于患者来源的 T 细胞，当研究团队使用卵巢癌和黑色素瘤患者来院的 T 细胞重复实验时，这些基因编辑同样能使 T 细胞有效对抗肿瘤。

更多发现即将到来

基于该研究的基因编辑的 CAR-T 细胞在进入人体临床试验前仍需进一步测试，但初步结果表明其安全性良好——研究团队在小鼠肿瘤消失后持续追踪了 6 个月以上，未发现长期副作用的存在。

研究团队推测，这种安全性将得以维持，因为这些被基因编辑的 T 细胞与正常 T 细胞看起来完全一样，它们只有在肿瘤微环境中才显示出差异，也就是实现了真正的精准编辑。

除了继续探索GNAS和P2RY8基因的编辑效果外，研究团队还计划利用其新开发的筛选平台，进一步探索 T 细胞生物学的更多问题。这一方法同样可应用于不同类型的肿瘤或遗传扰动，以及此前在活体动物中难以进行全基因组规模研究的其他 T 细胞功能。

研究团队表示，这一筛选平台为细胞治疗开启了一个全新的发现时代，远超论文中描述的这两个基因。该平台所能揭示的内容，才刚刚开始。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10906-9