研究结果可能为患有特定自身免疫疾病或癌症的人们带来更好的个体化细胞治疗
使用全身磁性粒子成像(MPI)计数注射细胞。MPI细胞计数能够对组织中的细胞分布进行定量评估，允许对不同注射途径的有效性进行无创评估，以使细胞治疗达到其靶点。图片来源：Miranda Ansari提供。
约翰霍普金斯医学院的科学家表示，他们使用了一种磁性成像技术来追踪常用于治疗某些自身免疫疾病和癌症的细胞治疗注射。
这项小鼠研究的发现增加了越来越多的证据，表明磁性粒子成像(MPI)，一种让科学家能够在注射时可视化治疗细胞的新技术，最终可能帮助研究人员为个别患者个性化细胞治疗。这项由美国国立卫生研究院资助的研究于5月6日发表在《科学进展》期刊上。
现有的细胞疗法包括CAR-T细胞疗法，其中个体的免疫细胞被工程化以寻求并摧毁癌细胞。约翰霍普金斯大学医学院放射学和放射科学教授、约翰霍普金斯细胞工程研究所细胞成像主任Jeff Bulte（硕士、博士）表示，CAR-T细胞疗法的问题在于，现有的成像技术，包括传统的MRI和CT扫描仪，无法让临床医生看到实际递送了多少细胞以及它们去了哪里，以及有多少细胞最终靶向肿瘤或炎症组织。
"使用MPI，我们可以可视化治疗细胞在体内的最终位置，"Bulte说。"我们的研究建议MPI是帮助确定个体患者更精确细胞治疗剂量的一个有希望的途径。"
在实验中，科学家们使用了间充质干细胞（约25微米），这些细胞在临床试验中常被研究作为对抗自身免疫疾病和癌症的细胞治疗潜在途径，以及从诱导多能干细胞衍生的较小神经前体细胞（约10微米）。
论文第一作者、放射学和放射科学助理教授、细胞工程研究所成员Ali Shakeri-Zadeh博士表示："选择这些大小不同的细胞可以帮助我们比较细胞大小和递送途径对细胞治疗效果的影响。"
通过标记被工程化以对抗疾病的细胞，将它们注射到正常小鼠以及患有自身免疫性脑脊髓炎的小鼠体内，然后用MPI对这些细胞成像，Bulte表示，这项技术可能有助于科学家开发针对某些癌症、包括多发性硬化症(MS)在内的自身免疫疾病以及其他神经疾病（如肌萎缩侧索硬化症）的更有效治疗方法。
科学家们用一种特殊的超微小纳米粒子——"超顺磁性氧化铁纳米粒子"——标记了这两种细胞类型。一旦用这些磁性纳米粒子标记，科学家们就将较大的间充质干细胞注射到患有实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的小鼠体内，EAE是研究多发性硬化症的常用模型，同时也注射到正常小鼠体内。
使用MPI，科学家们可视化了有效递送的细胞数量以及它们的去向。
在使用MPI观察小鼠后，科学家们表示，将细胞注射到动脉中是一种有效的细胞治疗递送方法，导致更多细胞直接递送到关键的目标器官以对抗疾病，包括大脑和脾脏。科学家们还观察到细胞在其他器官（包括肺和肝）中的积累。科学家们在正常小鼠身上进行了同样的实验，发现细胞同样会到达肺、肝和大脑，但在脾脏中无法观察到可检测水平的细胞。
Shakeri-Zadeh说："在自身免疫疾病，特别是多发性硬化症中，人们认为有害的免疫细胞，或T细胞，是从脾脏释放出来的。我们在EAE小鼠（多发性硬化症的小鼠模型）中的实验表明，治疗细胞可以在源头——脾脏——抑制有害的免疫细胞。"
科学家们警告说，尽管通过动脉向大脑递送细胞在积累和对抗疾病热点方面被证明是有效的，但最佳的细胞治疗递送方法可能因人而异。
科学家们表示，未来他们打算扩大这些实验，并使用MPI来寻找在癌症以及神经疾病中递送细胞治疗的更有效方法。
"如果大规模使用，MPI细胞计数有潜力帮助为每位接受细胞治疗的患者个性化治疗，"Bulte说。
除了Bulte和Shakeri-Zadeh外，参与这项研究的其他科学家还包括来自约翰霍普金斯大学的Shreyas Kuddannaya、Kritika Sood、Asif Itoo、Cristina Zivko、Aline Thomas和Vasiliki Mahairaki，以及来自马里兰大学的Chengyan Chu和Piotr Walczak。
这项研究的资金由美国国立卫生研究院（EB028904、R01 EB036468、S10 OD026740和S10 OD032188）和马里兰干细胞研究基金提供。
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