当癌症免疫疗法遇上超声波，结果是无创、无副作用消灭实体肿瘤！

一种新的癌症免疫疗法将超声与特殊工程的CAR-T细胞配对，在保留正常组织的同时摧毁恶性肿瘤。这种新的实验疗法显著减缓了小鼠实体癌肿瘤的生长。

　　

加州大学圣地亚哥分校的生物工程师已经开发出一种癌症免疫疗法，将超声波与抗癌免疫细胞配对，以摧毁恶性肿瘤，同时保留正常组织。

这种新的实验疗法显著减缓了小鼠实体癌肿瘤的生长。

该团队由加州大学圣地亚哥分校生物工程教授Peter Yingxiao Wang和生物工程名誉教授Shu Chien领导，他们在8月12日发表在《Nature Biomedical Engineering》杂志上的一篇论文中详细介绍了他们的工作。

这项工作解决了癌症免疫治疗领域一个长期存在的问题:如何使嵌合抗原受体(CAR) T细胞治疗安全有效地治疗实体肿瘤。

CAR-T细胞疗法是一种很有前途的治疗癌症的新方法。它包括收集病人的T细胞，并对其进行基因工程，使其在表面表达一种叫做CAR的特殊受体，这种受体能识别癌细胞上的特定抗原。然后，产生的CAR-T细胞被注入病人体内，寻找并攻击表面含有癌症抗原的细胞。

这种疗法对一些血癌和淋巴瘤的治疗效果很好，但对实体肿瘤无效。这是因为这些肿瘤上的许多目标抗原也在正常组织和器官上表达。这可能会产生毒副作用，杀死细胞——这些作用被称为靶上、肿瘤外毒性。

第一作者Yiqian (Shirley) Wu说:“CAR-T细胞是如此强大，它们也可以攻击正常组织，表达低水平的目标抗原。”

“标准的CAR-T细胞的问题是它们总是在——它们总是表达CAR蛋白，所以你无法控制它们的激活，”Wu解释说。

为了解决这个问题，研究小组取了标准的CAR-T细胞，并对它们进行了重组，使它们只在使用超声波能量时表达CAR蛋白。这使得研究人员可以选择CAR-T细胞基因启动的时间和地点。

“我们利用超声波成功地在体内直接控制CAR-T细胞用于癌症免疫治疗，”Wang说，他是加州大学圣地亚哥分校医学工程研究所和纳米免疫工程中心的教员。Wang指出，使用超声波的令人兴奋之处在于，它可以穿透皮肤下几十厘米，所以这种类型的治疗有潜力非侵入性地治疗深埋在体内的肿瘤。

该团队的方法包括将改造过的CAR-T细胞注射到小鼠的肿瘤中，然后在肿瘤上方的皮肤区域放置一个小型超声波传感器来激活CAR-T细胞。这种换能器使用所谓的聚焦超声束来聚焦或集中肿瘤上的短脉冲超声能量。这会导致肿瘤适度升温——在这种情况下，温度达到43摄氏度(109华氏度)——而不影响周围的组织。这项研究中的CAR-T细胞配备了一种只有在受热时才能产生CAR蛋白的基因。因此，CAR-T细胞只在应用超声波的地方启动。

研究人员将他们的CAR-T细胞与标准的CAR-T细胞进行测试。在用新的CAR-T细胞治疗的小鼠中，只有暴露在超声波下的肿瘤被攻击，而体内的其他组织则不受影响。但在用标准CAR-T细胞治疗的小鼠中，所有表达目标抗原的肿瘤和组织都受到了攻击。

Wu说:“这表明我们的CAR-T细胞疗法不仅有效，而且更安全。它有最小的靶上和肿瘤外副作用。”

这项工作仍处于早期阶段。在进入临床试验之前，该团队将进行更多的临床前试验和毒性研究。

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Peter Yingxiao Wang是Cell E&G Inc.和Acoustic Cell Therapy Inc.的科学联合创始人，并持有财务权益，该公司旨在授权该技术进行进一步开发。这些财务利益不影响本研究的设计、实施或报告。

原文检索：Nature Biomedical Engineering. DOI 10.1038/s41551-021-00779-w