如何控制免疫细胞杀死癌症

研究人员通过改造可以通过遥控非侵入性操作的杀死癌细胞的T细胞，为一种已经很有前景的称为CAR T细胞疗法的免疫疗法增加了一个潜在的强大功能。

由加利福尼亚大学圣地亚哥分校（UCSD）领导的这项研究报告将在“ 美国国家科学院院刊”上发表。

免疫疗法是一种相对较新的对抗癌症的方法，操纵和加强了患者自身的免疫系统以消除肿瘤。

一种快速出现的免疫疗法是嵌合抗原受体T细胞（CAR T细胞）治疗。

在CAR T细胞治疗中，被称为T细胞的免疫细胞从人体中获取，并在实验室进行基因修饰，从而更有效地识别和杀死癌细胞。工程细胞然后倍增

旨在杀死癌细胞

T细胞的遗传修饰部分是嵌合抗原受体（CAR）。它含有各种合成元素，包括能够识别肿瘤细胞的独特特征（称为肿瘤相关抗原），另一种激活T细胞杀死靶标。

随着新一代CAR T细胞疗法的发展，CAR已经变得越来越复杂，并且获得了更多的特征，包括一些增强修饰的T细胞的抗肿瘤能力和持久性的特征。

美国最近批准了两种CAR T细胞疗法：一种用于治疗儿童急性淋巴细胞白血病，另一种用于治疗成人晚期淋巴瘤。

但是，现在担心这种免疫疗法是否可以有效地用于治疗具有实体瘤的癌症，如乳腺癌和结肠癌。

一个问题是工程化的T细胞是否可以做得足够强大以克服实体肿瘤内的微环境对免疫应答的抵抗力。

CAR T细胞治疗的早期先驱Renny J. Brentjens医学肿瘤学家说，所需要的是“超级T细胞”。

他和他在纽约市纪念斯隆凯特林癌症中心的团队正在研究解决他们称之为“装甲CAR T细胞”的微环境抗性问题。

机械功能添加到T细胞

另一个对治疗开发者构成挑战的担忧是，“CAR T细胞针对非恶性组织的非特异性靶向可能会危及生命”，UCSD生物工程学教授Peter Yingxiao Wang和新的高级研究人员之一研究。

在他们的期刊报告中，王教授和其他研究小组描述了他们如何在CAR T细胞治疗中增加新功能，其中T细胞携带的模块可以通过遥控和非侵入性超声操纵产生基因和细胞变化。

他们认为，这些新的特征有可能使CAR T细胞治疗在抗癌方面更加强大，并且不太可能产生不良的副作用。

他们说，对于能够以这种方式工作的工具存在“关键需求”，特别是在将新的实验处理转化为动物和人类时。

新的方法是机械遗传学的一个例子，机械遗传学是一个新的领域，它操纵细胞水平的机械性质来改变基因表达和细胞功能。

“前所未有的精确度和效率”

该研究小组设计了T细胞上的CAR，以携带载有微泡的机械传感器，该微泡在暴露于超声波时振动。

微泡激活由压电型机械敏感性离子通道成分1（PIEZO1）基因编码的蛋白质。PIEZO1蛋白是一种“机械活化的离子通道，将机械力与生物信号联系起来”。

激活后，PIEZO1通道允许钙离子进入T细胞。这一行动触发了一系列的分子反应，开启了帮助T细胞识别和杀死癌细胞的基因。

“这项工作，”王教授说，“可以最终导致CAR T细胞免疫治疗实体肿瘤的前所未有的精确度和效率，同时最大限度地减少肿瘤的毒性。

“CAR T细胞疗法正在成为一种治疗癌症的范式转换治疗方法。”