在一项新的研究中，来自英国帝国理工学院、瑞士洛桑联邦理工学院和洛桑大学的研究人员发明了一种微流体设备，可以快速选择最有效地攻击癌细胞的T细胞。这种新的微流控设备可能能够用于快速加快新的基于T细胞的癌症免疫疗法的临床开发。相关研究结果于2022年6月3日在线发表在Advanced Healthcare Materials期刊上，论文标题为“Microfluidic T Cell Selection by Cellular Avidity”。

一种治疗癌症的新方法

作为一种治疗疾病的方法，免疫疗法利用身体的天然免疫防御系统。在一种相对较新的称为过继性细胞疗法的免疫疗法中，人体中自然存在的免疫细胞被分离出来，在某些情况下经过基因改造，以增强它们杀死病变细胞（如癌细胞）的能力，然后在将它们在体内进行大量培养，最后将它们输注回患者体内。

一些细胞免疫疗法已经获得批准并被用于成功治疗疾病。CAR-T细胞疗法涉及对T细胞进行基因改造使之识别在癌细胞表面上天然发现的特定抗原，于2017年进入市场，并被证明对治疗血癌有效。

然而，过继性细胞疗法仍处于起步阶段。作为一种仍在向临床审批推进的T细胞疗法，TCR-T细胞疗法有可能比CAR-T细胞疗法更具有多样性，因为该方法可以识别呈递在天然发生的主要组织相容性复合体（MHC）表面上的抗原。这使得TCR-T细胞疗法能够靶向存在于肿瘤细胞表面或内部的更广泛的抗原，从而刺激一种强有力的、特异性的抗癌免疫反应。

科学家们旨在开发这两种形式的T细胞疗法的新版本，以及基于各种免疫细胞的其他过继性细胞疗法，以治疗更广泛的癌症，特别是实体瘤。

加速T细胞疗法的开发

开发一种新的T细胞疗法是一项漫长而昂贵的工作，可能要花费数十亿美元。部分困难在于从数万亿个可用的克隆型（clonotype，即具有相同受体的一组T细胞）中识别和分离出有效的T细胞克隆型进行临床前研究的缓慢过程。

使用由帝国理工学院生物工程系讲师Sam Au博士和博士毕业生Julian Ashby博士设计的这种新的微流体设备可能会极大地加快这一阶段的研究和开发。他们开发的微流体设备可用来在30分钟内从混合的T细胞群体中区分和回收纯度高达100%的高强效的T细胞。

微流控设备与操作。图片来自Advanced Healthcare Materials, 2022, doi:10.1002/adhm.202200169。

虽然用于为临床前研究选择T细胞克隆型的现有技术探究了T细胞与癌症抗原的结合程度，但是这种新的微流体设备旨在评估T细胞和癌细胞之间更广泛的相互作用---他们称之为细胞亲和力（cellular avidity），不仅提供了快速的结果，而且更准确地描述了哪些T细胞对杀死癌细胞最有效。

在这项新的研究中，这些作者表示，这种微流体设备能够在短短30分钟内探测免疫细胞和癌细胞之间的10000次相互作用，并能帮助评估参与T细胞激活的许多共刺激信号和共抑制信号，并能进行重要的功能分析，如T细胞结合和摧毁肿瘤细胞的能力。

论文通讯作者、帝国理工学院生物工程系的Sam Au博士说，“我们开发的方法可以通过快速识别哪些候选免疫细胞最有可能在临床试验中失败或成功，从而极大地减少将新的过继性细胞疗法推向市场的时间和成本。我们目前正在探索与行业伙伴合作的机会，以帮助完善我们的方法，最终使患者受益。”

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