美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院與紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)出一種微型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備——“白血病芯片”,,距離人們實(shí)現(xiàn)白血病及其他癌癥的精準(zhǔn)治療又近了一步,。該成果發(fā)表于最新一期《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》,,標(biāo)志著個(gè)性化免疫治療研究邁入新階段,。
嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞療法是近年來(lái)癌癥治療領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破,。它通過(guò)改造患者自身的免疫細(xì)胞,,使其具備識(shí)別并攻擊癌細(xì)胞的能力,,為許多血液系統(tǒng)惡性腫瘤,,尤其是白血病患者帶來(lái)了新的希望。在傳統(tǒng)療法無(wú)效的情況下,,CAR-T療法常成為“最后一根救命稻草”,。
然而,盡管這種療法潛力巨大,,仍有近一半的患者出現(xiàn)復(fù)發(fā),,且部分人會(huì)經(jīng)歷嚴(yán)重的副作用,。為了找出其中個(gè)體區(qū)別,科學(xué)家一直在尋找更高效的測(cè)試手段,,而傳統(tǒng)的2D細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物模型難以滿(mǎn)足需求,。
新設(shè)備大小如同一塊顯微鏡載玻片,卻成功模擬了骨髓的三維結(jié)構(gòu),,并整合了功能性人類(lèi)免疫系統(tǒng),。這是首次在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中同時(shí)還原骨髓微環(huán)境和真實(shí)免疫反應(yīng),為研究CAR-T細(xì)胞如何作用于白血病提供了前所未有的精確平臺(tái),。
團(tuán)隊(duì)在芯片上重建了骨髓中的三個(gè)關(guān)鍵區(qū)域:血管,、骨髓腔和外骨襯里。當(dāng)植入患者來(lái)源的骨髓細(xì)胞后,,這些細(xì)胞能夠自發(fā)形成包括膠原蛋白,、纖連蛋白和層粘連蛋白在內(nèi)的結(jié)構(gòu)支持網(wǎng)絡(luò),不僅構(gòu)建了物理框架,,還保留了復(fù)雜的免疫微環(huán)境,。借助先進(jìn)的成像技術(shù),團(tuán)隊(duì)首次清晰記錄了CAR-T細(xì)胞在模擬血管中“巡邏”,、識(shí)別癌細(xì)胞并將其消滅的全過(guò)程,。
利用該芯片,團(tuán)隊(duì)成功再現(xiàn)了臨床上常見(jiàn)的幾種治療結(jié)果:完全緩解,、耐藥以及初期有效后復(fù)發(fā),。測(cè)試結(jié)果顯示,新一代CAR-T細(xì)胞在低劑量下表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)版本,。
該芯片可在半天內(nèi)完成組裝,,支持長(zhǎng)達(dá)兩周的連續(xù)實(shí)驗(yàn),而使用動(dòng)物模型則通常需要數(shù)月準(zhǔn)備時(shí)間,。團(tuán)隊(duì)成員表示,目前能在完全可控的環(huán)境下觀察癌癥治療過(guò)程,,而無(wú)需依賴(lài)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),。
就在近期,美國(guó)食品和藥物管理局宣布將逐步減少對(duì)單克隆抗體等藥物研發(fā)中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的依賴(lài),,并制定了相應(yīng)的替代路線(xiàn)圖,。(記者張夢(mèng)然)
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