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作者：Yun
导言：CAR-T免疫疗法通过工程化改造病人自身的T细胞，让它们特异性识别并杀伤病人本身的癌细胞，然后把改造扩增后的的T细胞回输到病人身体里，起到抗肿瘤的作用。但在实体瘤中，T细胞发挥作用要困难得多。那么，如何克服这样的困境呢？
美国科学家在80年代提出的早期抗癌免疫疗法CIK疗法，很可惜，这种方法有很大缺陷。其输入的免疫细胞特异性太差，99%以上都是对抗细菌、病毒这类的，根本没有专门针对癌细胞的能力。魏则西同学就是该疗法的牺牲者。而不同的免疫细胞功能不同，并不是数量多就行。为了克服这一弊端，合成生物学家和免疫学家尝试改造工程化T细胞来治疗癌症。CAR-T免疫疗法通过工程化改造病人自身的T细胞，让它们特异性识别并杀伤病人本身的癌细胞，然后把改造扩增后的的T细胞回输到病人身体里，起到抗肿瘤的作用。
尽管已经成功地将免疫疗法用于血液或造血器官中的某些类型的癌症中，但在实体瘤中，T细胞发挥作用要困难得多。
近日，由美国明尼苏达大学双城分校生物医学工程研究人员领导的一项突破性研究发表在《Nature Communications 》期刊上，题为“Engineering T cells to enhance 3D migration through structurally and mechanically complex tumor microenvironments”。研究表明新的癌症疗法中使用的工程化免疫细胞可以克服物理障碍，从而启动患者自身的免疫系统来抵抗肿瘤。这项研究可能在未来会为全球数百万癌症患者改善治疗方法。
明尼苏达大学生物医学工程副教授Paolo Provenzano说：“肿瘤如下图所示，T细胞必须穿过障碍物才能到达癌细胞。这些T细胞进入肿瘤后，却不能很好地移动，也无法在精疲力尽之前到达所需的位置。”
图 显示了T细胞如何改变形状，以便在肿瘤样环境中更快地迁移
细胞毒性T细胞在胰腺肿瘤中的迁移
在这项首创的研究中，研究人员正在对T细胞进行工程设计，并制定工程设计标准以机械优化T细胞或使其更“适合”克服障碍。如果这些免疫细胞可以识别并进入癌细胞，那么它们就可以消灭肿瘤细胞。
在肿瘤的纤维块中，肿瘤的僵硬会导致免疫细胞的移动减慢大约两倍速度，就像流沙缓慢运转一样。
Provenzano副教授表示：“这项研究是我们的第一篇出版物，其中我们确定了一些结构和信号传导元件，可以调节这些T细胞，使其成为更有效的抗癌药。肿瘤中的每个障碍过程都略有不同，但都有一些相似之处。对这些免疫细胞进行改造后，我们发现它们穿过肿瘤的速度几乎快两倍，无论它们遇到什么障碍。”
为了工程化细胞毒性T细胞，作者使用了先进的基因编辑技术（也称为基因组编辑）来改变T细胞的DNA，以便它们能够更好地克服肿瘤的障碍，最终目标是减慢癌细胞速度并加快工程免疫细胞的速度。研究人员正在努力创造出能克服各种障碍的细胞，当这些细胞混合在一起时，可以使免疫细胞群克服所有不同类型的屏障到达癌细胞。
视频显示T细胞在经过改造的纳米图案上迁移，这些纳米图案被设计成模仿肿瘤的结构
Provenzano副教授说，下一步将继续研究细胞的机械特性，以更好地了解免疫细胞和癌细胞之间如何相互作用。研究人员目前正在研究啮齿动物中的工程免疫细胞，并且将来计划在人体中进行临床试验。
尽管最初的研究集中在胰腺癌上，但Provenzano教授表示他们正在开发的技术可以用于多种类型的癌症。
Provenzano教授说：“使用细胞工程方法对抗癌症是一个相对较新的领域，它允许非常个性化的方法应对多种癌症的治疗。我们正在扩展一条新的研究领域，以研究我们自己的身体如何对抗癌症，这在未来可能产生巨大影响。”
参考资料：
【1】/news/-03-safer-mri-contrast-agent-high-resolution.html
【2】/articles/s41551-021-00687-z
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
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原标题：《【Nature子刊】首创！新疗法让T细胞穿过肿瘤的速度提升近两倍，更快破坏肿瘤，可用于多种类型的癌症》
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