加州大学尔湾分校的研究人员开发了一种新的免疫治疗筛查技术,可以快速创建个性化的癌症治疗方法,帮助医师们有效地靶向肿瘤而不会产生标准癌症药物的副作用。

这一研究成果公布在Lab on a Chip杂志上,由华人科学家赵伟安教授(Weian Zhao)与诺奖得主David Baltimore合作完成,他们开发了一种跟踪和筛查系统,可以在短短几天内识别出对个体肿瘤具有100%特异性的T细胞受体。

在人体免疫系统中,T细胞能与外来或癌细胞表面上的抗原结合,为了能李咏T细胞疗法治疗肿瘤,研究人员必须明确知道哪种受体分子对特定肿瘤的哪个抗原起作用。

“这项技术特别令人兴奋,因为它消除了癌症治疗方面的主要挑战,”赵教授说,“这种液滴微流体筛查方法能显著降低制造新的癌症免疫疗法的成本,这些疗法与标准化疗药物相比,副作用更小,而且能大大加快了治疗的时间。”

他还补充说,传统的癌症治疗方法是一种“一刀切”的方法,因此化疗药物可能会导致全身性严重副作用。

最新研究提出的T细胞受体(TCR)-工程T细胞疗法(T cell receptor (TCR)-engineered T cell therapy)是一种升级版治疗技术,它李咏患者自身的免疫系统来攻击肿瘤。癌细胞表面是抗原,这些分子能被人体的免疫系统T细胞识别。这种新疗法将工程分子置于患者的T细胞上,后者将与其癌细胞抗原结合,从而使T细胞能够破坏癌细胞。TCR治疗可以个性化,因此每个患者可以具有专门为其肿瘤细胞设计的T细胞。

这种抗原-TCR识别系统特异性非常高,由于可能有数亿种不同类型的TCR分子,因此TCR-T细胞疗法开发的一大挑战就是从数百万种可能性中识别出特定的TCR分子。找到匹配可能需要长达一年(许多癌症患者没有这么长的时间),而且每次治疗可能花费50万美元或更多。

这一研究团队利用微小的水滴,设计了一种装置,能让单个T细胞与微观液体容器中的癌细胞结合。与癌细胞抗原结合的TCR可以在几天内分类和鉴定,比以前技术所需的一个月或一年快得多。而且这种技术还能显著降低制造个性化TCR的成本,加速了TCR-T细胞治疗的临床应用。

通过与UCI创建的公司:Amberstone Biosciences的合作,整个平台和筛选过程将在几个月内供制药公司用于药物开发。该技术不仅可以帮助革新TCR-T细胞治疗癌症,而且还可以成为发现其他免疫因子(包括抗体和CAR-T细胞),以及深入阐明新的免疫学和癌症生物学的有力工具。

来源:生物通

作者简介:

赵伟安博士,1980年生,加州大学欧文分校“Sue & Bill Gross”干细胞研究中心做助理教授,从事干细胞/癌细胞生物学、功能化核糖核酸、纳米科技以及材料化学和工程等研究领域工作。2008年获得加拿大McMaster University化学系的博士学位,在学习期间获得多项高知名度的学术奖和奖学金,其中主要包括:Human Frontier Science Program博士后基金(2009年全世界仅有的11个跨领域获奖者之一)、加拿大自然科学与工程研究理事会博士后基金、加拿大自然科学与工程研究理事会创新奖、国际材料研究学会研究生奖、BioContact/CIHR下一代奖、Manske-MacLean奖学金、国家优秀自费留学生奖学金等。2008~2011赵博士在哈佛医学院、哈佛干细胞研究所以及哈佛-MIT健康科技研究中心(HST)做博士后期间,主要研究课题为“干细胞在体内的归巢(homing)及其在临床上的应用”。由于出色的研究工作,曾受邀请参与撰写了“间充质干细胞的临床应用”和“干细胞的归巢”书籍。

迄今,赵博士在该领域取得了一系列高水平、高影响力的研究成果。比如,赵博士用DNA进行三维周期性纳米组装的论文在《德国应用化学》(Angew Chem)发表后被评为“非常重要的文章”;他对DNA适配体(aptamer)在金颗粒表面折叠(folding)的研究发表在《美国化学会志》(JACS)上并被编辑评选为“化学在纳米-生物界面”的关键论文之一;在Chem Bio Chem上发表的两篇关于金纳米颗粒生物传感器的文章同时被列为2008、2009年“阅读最多的论文”之一。最近,他在“如何用生物和纳米材料控制干细胞在体内的命运”领域研究方面取得了突破,相关成果已发表在Nature Materials, Nature Nanotechnology、ChemBioChem、Materials Today等著名杂志上。

原文标题:

Functional TCR T cell screening using single-cell droplet microfluidics