西北大学最新成果,提高TIL细胞回收率达4倍，使小鼠体内肿瘤完全消失！

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肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)是继淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)之后的第二代抗肿瘤免疫活性细胞。大量实验证实TIL体外活化扩增后具有显著的抗肿瘤作用，在以往的诸多临床试验中也证实了相较于LAK细胞，TIL细胞具有更高的杀瘤活力和更好的靶向性。

然而令人遗憾的是,TIL细胞作为一种特异性免疫活性细胞,尽管其用于肿瘤治疗已有20多年的历史,至今国内外还没有关于获取和活化培养TIL细胞的统一技术规范。

过继细胞疗法需要高效的肿瘤浸润淋巴细胞 (TIL) 的提取和扩增，然而肿瘤中的TILs罕见且难以有效分离，这阻碍了该疗法在癌症免疫治疗中的应用。不过，根据近日一项新的研究中的信息来看，这一瓶颈有望被突破。

美国西北大学(Northwestern University)的科学家们开发了一种新装置，可以高效率分离肿瘤中的免疫细胞并有效地对抗癌症。该装置由永磁体夹在中间，平衡磁力和流体阻力，以对标记有磁性纳米粒子的细胞进行分类，这些细胞与目标标记物的抗体结合。

与传统细胞分选相比，免疫磁性细胞分选回收的 TIL细胞是更高水平TIL亚群，特别是具有中等水平CD39（T细胞对肿瘤反应性和T细胞衰竭的标志物）的TIL，这不仅提高了扩增效率，并且增强了治疗效力。

相关研究结果于2022年1月27日发表在《自然生物医学工程》nature biomedical engineering杂志上，借助这一新型3D打印的微流体装置，与传统的细胞治疗方法相比，小鼠的肿瘤显著缩小。该团队选取、扩增并收获了数亿个细胞，比传统方法多回收了400%的吞噬肿瘤的Til细胞。

大多数癌症治疗都涉及有的毒化学物质，它们会引起有害的副作用并削弱人体的免疫反应。使用自体来源的免疫细胞可以降低副作用和排斥风险，以往的再生医学研究和癌症治疗中，许多免疫细胞疗法已在临床上获得关注,但偶尔也有马失前蹄的时候。

“人们已经在晚期黑色素瘤的临床中通过从肿瘤组织中提取的免疫细胞进行治疗，”转化生物技术的先驱、该论文的通讯作者 Shana O. Kelley（莎娜·凯利） 说。“问题是，由于细胞的采集方式过于局限，它们只对极少数患者有效。”

凯利是西北大学温伯格文理学院和麦考密克工程学院的 Neena B. Shwartz 化学和生物医学工程教授，也是西北大学范伯格医学院的生物化学和分子遗传学教授。

Kelley感兴趣的细胞，是一种称为肿瘤浸润淋巴细胞 (TIL)，一种天然的免疫细胞，它们通过与细胞进行肉搏战的形式侵入肿瘤组织，看起来就像有人在“杂草”上使用杀虫剂。但是，在这种情况下，以前的研究人员一直在用”半过期的化学品”（治疗作用不明显的免疫细胞疗法）攻击杂草。

当前许多临床使用的细胞疗法就是这种情况，其中多半情况是仍使用将杀伤力“耗尽”和不成熟的“幼稚”免疫细胞的混合物用于治疗肿瘤。从组织中提取细胞后，细胞在远离患者的实验室中生长。当它们繁殖并准备好回输体内时，而许多细胞已经筋疲力尽，无法战斗，因为它们在肿瘤中的时间太长了。

〡集结最“优秀的战士”

Kelley的研究小组使用一种称为浸润细胞微流体亲和力靶向 (MATIC) 的新技术，可以通过纳米级的细胞分选技术确定哪些细胞最活跃。在论文中，他们使用 MATIC 找到了作者所谓的“金发姑娘群体”细胞，从而为正在进行的小鼠模型实验产生了显著的治疗结果。与更传统的TIL疗法相比，小鼠的肿瘤显著缩小 - 并且一些小鼠体内中的肿瘤已完全消失 - 大大提高了存活率。

接下来就让我们看看FINGER研究是如何进行的，有什么我们可以在生活中复制粘贴的小秘籍吧~

“我们没有给小鼠使用具有不同表型的杂合细胞，而是给它们一种可以真正帮助它们的细胞表型，”凯利说。“当你真正进入 T 细胞反应的最佳位置时，你会看到更强的效力和更高的反应率。”

〡可复制、可访问的技术

Kelley 表示将这类技术所涉及的操作易于复制，且3D 打印设备体积很小可脱离实验室，能带入院内操作。这让细胞疗法的研发成本大大降低，最终会有更多人受益于细胞治疗。

3D打印设备易于操作并可在实验室和医院之间移动。肿瘤样本进入设备，高效吞噬肿瘤的免疫细胞被吐出。

可配置微流控细胞分选模块化装置的原理、制作和组装：

a，模拟了不同高度的装置内部流速的分布，颜色条单位（m·s -1）。捕获袋在空间上形成“X”形结构的中部；

b，不同横截面模拟流速的定量分析。在穿过“X”形结构中间的横截面中，捕获袋中的流速极低（<最大值的1%），有利于细胞捕获。在穿过 X 的横截面中，流速仍然很高，并且没有形成捕获袋；

c，高度达 800 µm的各种打印的“X”形结构的代表性的 SEM 图像，。所有设计的功能都正确打印，没有任何重大缺陷；

d，显示制造的模块化设备的代表性图片。红色食用染料用于可视化高度的变化，正如放大图片所示，所有“X”型的结构都正确粘合到玻璃片上；

e，图片展示了可配置微流体分选的关键组件，包括制造的模块化芯片、磁性支架和完成的定量分选设置。

Kelley 于 8 月从多伦多大学加入西北大学，并继续研究如何推进癌症的免疫细胞治疗。现在，她正在使用该设备在血液样本中搜选相同类型的 TIL细胞，这将消除在治疗前进行手术切除一小块肿瘤的需要。她们发明的装置，也可用于分析和测量体内其他的稀有细胞。

通讯作者：莎娜·凯利，Neena B. Shwartz 化学和生物医学工程教授

“当我们着手开发一项新技术时，我们通常会得到一把锤子，然后需要去找钉子，”凯利说。“我们被介绍到细胞疗法的问题，很明显这是一个完美的契合。”

该研究的第一作者，Daniel Wang 也将作为博士后从多伦多大学加入西北大学，并计划在芝加哥校区的 Kelley 小组实验室继续开发新的细胞治疗解决方案。

参考资料：

[1]https://doi.org/10.1038/s41551-021-00820-y

撰文丨摩西

编辑｜南风

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