生物工程骨髓模型助力白血病研究，开创治疗新纪元

格拉斯哥大学的科学家成功地使用首个生物工程化骨髓模型开展重要的癌症研究，为该疾病的潜在治疗方案提供了新的见解。

这一突破在一项新研究中得到了详细记录，题为“合成肽水凝胶作为骨髓微环境模型，展示了联合CRISPR-CAR T细胞疗法在急性髓性白血病治疗中的疗效，” 发表在期刊生物材料上，标志着在不使用动物的情况下开展医学研究的重要进展。

这项研究详细介绍了CAR T细胞疗法的有效性——一种有前景的新型血癌治疗方法——在靶向急性髓性白血病（AML）方面的效果，急性髓性白血病是成年人中最常见的白血病。研究人员表示，他们的新型生物工程模型能够提供当前依赖动物模型的研究方法迄今无法实现的与人类相关的见解和信息。

白血病是由造血干细胞（HSCs）中的突变引起的，这些细胞依赖与骨髓的相互作用来生长和存活。然而，在体外研究这些干细胞尤其困难。一旦从骨髓中移除，HSCs就会迅速变化或死亡，这使得在实验室中研究变得困难，甚至不可能。因此，直到现在，研究团队只能依赖动物模型来测试可能靶向血癌的新药。

实验室中测试CAR T细胞疗法

现在，由格拉斯哥大学的科学家领导的团队成功地将白血病造血干细胞（HSC）插入一种生物工程的水凝胶中进行研究，这种水凝胶模拟了自然骨髓环境。该团队随后使用CAR T细胞疗法针对癌细胞，以探究其是否能够有效靶向这种疾病。虽然这是一项早期研究，但这种方法为更精准的临床前测试铺平了道路，在未来十年，这可能有助于开发出更安全、更有效的疗法。

虽然CAR T细胞疗法在其他血液癌症中显示出希望，但其在急性髎系白血病（AML）中的应用受到多种问题的制约，其中包括对局部健康细胞的毒性。研究人员建议，将CRISPR-Cas9基因编辑与CAR T细胞疗法结合，可能有助于选择性靶向AML细胞，同时保护健康组织，基本上让健康细胞对CAR T细胞‘隐形’。然而，到目前为止，在临床试验前验证这种治疗组合的有效性受到人类与动物模型差异的影响。

利用他们的生物工程干细胞模型，研究团队能够提供关于CAR T细胞疗法在急性髓性白血病（AML）的疗效和安全性的关键新信息。他们发现，传统的测试方法——通常是在培养皿中的细胞——不仅高估了CAR T细胞疗法的有效性，还未能预测其对健康细胞的有害影响——这些问题是在使用生物工程组织模型时被发现的。这些新发现对未来CAR T细胞疗法在AML研究和临床前CAR T细胞测试方法有明确的影响。

研究的主要作者之一、格拉斯哥大学的研究员汉娜·唐纳利博士说：“在细胞疗法开发中存在一个重大的转化障碍——传统的、过于简化的测试方法往往无法预测疗法在人体内的效果。这个差距导致临床试验的高失败率，增加了成本，延误了患者的治疗。”

“通过在实验室中使用人类细胞与水凝胶结合，模拟骨髓的复杂结构，我们已经证明可以更早地评估疗法的有效性并检测非目标效应——在它们进入昂贵的临床试验阶段之前很久。”

“我们的结果显示了非动物技术在研究和开发新白血病疗法方面的潜力。这种方法可以逐渐减少药物测试中对动物模型的依赖，最终为患者研发出更高效、更有效的疗法铺平道路。”

更多信息： W. Sebastian Doherty-Boyd 等，合成肽水凝胶作为骨髓微环境的模型，展示了联合 CRISPR-CAR T 细胞疗法在急性髓性白血病治疗中的疗效，生物材料 (2026)。 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2025.123803