科学家终于掌握了从干细胞培养辅助T细胞的方法,这一突破填补了有效癌症细胞疗法的关键空白。这项技术进展有望使"即用型"免疫治疗变得更加强大且广泛可及。
不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)研究人员首次在受控实验环境中,展示了如何稳定生产一种关键的人类免疫细胞——辅助T细胞。这项发表于1月7日《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)期刊的研究,突破了制约细胞疗法发展、降低其成本及实现大规模生产的重大障碍。通过解决这一难题,研究成果将推动针对癌症、传染病、自身免疫性疾病等的"即用型"治疗方案变得更加经济高效且易于获取。
"工程化细胞疗法正在革新现代医学,"共同资深作者、不列颠哥伦比亚大学生物医学工程学院教授兼主任彼得·赞德拉博士(Dr. Peter Zandstra)表示,"本研究解决了让这些救命疗法惠及更多人群的最大挑战之一,首次证明了可靠且可扩展的多种免疫细胞培养方法。"
"活体药物"的潜力与局限
近年来,CAR-T等工程化细胞疗法对曾被视为无法治愈的癌症患者产生了显著甚至救命的疗效。这些疗法通过重编程患者自身的免疫细胞来识别并摧毁疾病,实质上将细胞转化为"活体药物"。
尽管成效显著,细胞疗法仍面临成本高昂、制造复杂等全球性难题,许多患者难以获得治疗。关键原因之一在于现有疗法大多依赖患者自体免疫细胞,需为每位患者耗时数周专门采集和制备。
"长远目标是开发基于干细胞等可再生资源预先制造、大规模生产的'即用型'细胞疗法,"共同资深作者、不列颠哥伦比亚大学外科与生物医学工程教授梅根·利文斯博士(Dr. Megan Levings)指出,"这将使治疗更具成本效益,并在患者需要时随时可用。"
癌症细胞疗法在两类免疫细胞协同作用时效果最佳:杀伤T细胞直接攻击感染或癌变细胞;而作为免疫系统"指挥官"的辅助T细胞——负责检测健康威胁、激活其他免疫细胞并维持持久免疫反应——发挥着核心协调作用。尽管科学家已利用干细胞在实验室成功制造杀伤T细胞,但长期以来始终无法稳定生成辅助T细胞。
"辅助T细胞对强大而持久的免疫反应至关重要,"利文斯博士强调,"要最大化'即用型'疗法的效能和灵活性,必须同时具备这两种细胞。"
迈向干细胞免疫疗法的关键突破
在新研究中,不列颠哥伦比亚大学团队通过精细调控引导干细胞发育的生物信号,攻克了这一长期挑战。该方法使研究人员能够精确决定干细胞分化为辅助T细胞或杀伤T细胞。
科学家发现,一种名为Notch的发育信号在免疫细胞形成中起着重要但时效敏感的作用:早期发育阶段必需,但若信号持续过久则会阻断辅助T细胞的形成。
"通过精准调控该信号的减弱时机和强度,我们成功引导干细胞定向分化为辅助或杀伤T细胞,"共同第一作者、赞德拉实验室研究助理罗斯·琼斯博士(Dr. Ross Jones)解释,"我们在可控实验环境中实现了这一过程,其条件可直接应用于现实生物制造,这是将该发现转化为可行疗法的关键一步。"
团队还证实,实验室培育的辅助T细胞不仅形态相似,功能行为也与真实免疫细胞一致。这些细胞展现出完全成熟特征、携带多样化免疫受体库,并能分化为具有特定免疫功能的专业亚型。
"这些细胞在外观和行为上都如同真正的人类辅助T细胞,"共同第一作者、利文斯实验室博士生凯文·萨利姆(Kevin Salim)表示,"这对未来治疗潜力至关重要。"
研究人员指出,同时生成两种T细胞并精确控制其平衡的能力,将极大提升干细胞衍生免疫疗法的有效性。
"这标志着我们开发可扩展且经济型免疫细胞疗法的能力取得重大进展,"赞德拉博士总结道,"该技术现已为测试辅助T细胞在支持癌细胞清除中的作用奠定基础,并将推动新型辅助T细胞衍生细胞(如调节性T细胞)在临床应用中的开发。"
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