科學家發現一種遠程控制系統能夠更精準指導CAR-T細胞殺死腫瘤！

近日，佐治亞理工學院生物工程師領導的一組科學家正在擴大一種革命性免疫療法的精確度和能力，這種療法已經在讓腫瘤學發生轉變。CAR-T細胞療法被患者、臨床研究人員、投資者和媒體譽為治療某些種類癌癥的可行方法。

CAR-T細胞療法所涉及的內容主要就是在實驗室改造病人的T細胞(一種白細胞)，然后加入嵌合抗原受體(CAR)，這些定制的免疫細胞會再次回到病人體內，然后找尋并摧毀癌細胞，這就是它的工作原理。

這是一個新的、而且是不斷蓬勃發展著的免疫治療領域，目前世界各地正在進行500多項分析CAR-T細胞用于癌癥治療的臨床試驗。

佐治亞理工大學和埃默里大學Wallace H. Coulter 生物醫學工程系的Gabe Kwong副教授說:“這些療法已經被證明對患有液態腫瘤的患者非常有效，液態腫瘤就是那些在血液中循環的腫瘤，比如白血病。不幸的是，對于實體腫瘤，比如：肉瘤、癌，它們這種免疫療法并沒有很好地發揮到什么作用，造成這種結果的原因有很多，其中一個很大的問題就是：CAR-T細胞會非常容易受到腫瘤微環境的免疫抑制。”

Kwong和他的合作者正在改變這種環境并對自身細胞進行一些改裝，以改善CAR-T細胞對抗癌癥的方式、增強它的治療作用。為了更好地達到這一目的，他們在細胞上安裝了一個基因開關，并研發了一個遠程控制系統，這種系統可以將改裝過的T細胞以更高的精準度運送到腫瘤入侵的微環境，這樣就可以促使T細胞完美地殺死腫瘤并防止復發。他們將這一研究成果發表在《Nature Biomedical Engineering》雜志一篇題目為“Enhanced intratumoural activity of CAR T cells engineered to produce immunomodulators under photothermal control”的文章中：

這項最新研究建立在該實驗室研究遠程控制細胞療法的基礎上，研究人員可以通過局部沉積的熱量，精確定位腫瘤；無論這些腫瘤在體內的什么地方，這種方法都可以非常有效的達到精準定位的目的。Kwong說：“這種熱量基本上激活了腫瘤內部的CAR-T細胞，克服了原先免疫抑制的障礙。在早期的研究中，研究人員沒有對腫瘤進行臨床治療，但他們現在正在把這種新型免疫方法置于實驗中。為了在老鼠的腫瘤中生成熱量，他們從動物的身體外照射激光脈沖到腫瘤所在的位置。植入腫瘤的金制納米棒將光波轉化為局部的、溫和的熱量，并且將溫度提高到了40-42攝氏度(相當于104-107.6華氏度)，這種環境剛好足以激活T細胞的開關，又不至于傷害健康組織或T細胞。一旦T細胞的開關被激活，細胞就開始運轉，從而不間斷地增加著抗癌蛋白的表達。”

真正的新奇之處在于臨床級CAR-T細胞的基因工程，這個團隊在過去的三年一直在研究具有挑戰力的工程。現在，除了研發這種能對熱量產生反應的開關外，研究人員還對T細胞進行了一些升級，比如：重新連接它們以產生刺激免疫系統的分子。必須對這些工程蛋白(細胞因子和雙特異性T細胞接合子)的本地化生產進行精準的控制。

這些抗癌蛋白確實可以很有效地刺激CAR-T細胞，但它們毒性太大，所以不能用于腫瘤外，也無法進行無法系統性地運輸。但通過我們的方法，就可以安全地定位這些蛋白質。從這種新研發的方法中，我們可以克服之前在腫瘤治療中的很多障礙，并且這一新方法的缺點還很少。最新的研究表明，運用這種精準的定位系統，小鼠的癌得到了治愈，不僅縮小了腫瘤，而且防止了復發，這對小鼠的長期健康存活起著關鍵的作用。進一步的研究將深入探究T細胞的額外剪裁和熱量是如何在腫瘤部位沉積的，柔和的激光是用來加熱腫瘤部位的，但在將來，當我們將這種技術運用到人類治療時，這種情況也許就不一樣了。

Kwong還說道：“我們將使用聚焦超聲這種技術，這是對患者完全不具有入侵性的，可以靶向身體的任何部位。但是，缺點之一就是：激光的一個限制就是它不能很深入地穿透身體。所以，如果你有一個位于很深部位的惡性腫瘤，那這就將會變成一個困難。相信通過我們的后期研究，這些問題都會被我們很好的解決。”