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磁性奈米顆粒,能有效促進免疫療法?

電子顯微鏡下,健康人的T細胞。
電子顯微鏡下,健康人的T細胞。Credit: [email protected] CC BY 2.0

免疫療法

免疫療法,藉由駕馭和訓練患者身體內的免疫系統,來對抗感染癌症,在這幾年一直是研究和臨床努力發揚光大的方向之一。臨床上有不少患者,因為各種考量,無法開刀割除腫瘤,免疫療法藉由增強自身的免疫力,打垮癌細胞,效果顯著。事實上,免疫細胞療法,架構已經相當清楚,藉由抽血從患者身體內提出已經存在,能對抗疾病的白血球,也就是特定的T細胞,培養繁殖,再輸回患者體內,如此增加抵抗能力,就很有機會打垮癌細胞。然而,這整個過程仍受限於繁雜的過程和花費。因此,怎麼樣能更有效的訓練T細胞對抗疾病,將其從血液中分離出來和快速有效繁殖這些細胞,仍是免疫療法的挑戰。

奈米顆粒活化T細胞

美國「約翰霍普金斯大學」(John Hopkins University)設計一套裝置,應用一對「磁性柱」和特別設計的以「氧化鐵」為核心,稱作「人造抗原呈現細胞」(artificial antigen-presenting cells, aAPCs)的奈米顆粒 ,可有效分離出T細胞並加以加速繁殖,進而治療癌症。早年的研究已經證實了使用aAPCs具有活化T細胞的功效,當許多的aAPCs和T細胞上的各個受體接合之後,再將其暴露於磁場中,磁力會將這些身上已經附掛著氧化鐵奈米顆粒的T細胞加以吸引聚集,讓它們更能集合起來對抗在指定位置的癌細胞。然而,這種特定功能的T細胞,在血液中的數量非常少,那麼要如何能將它們有效分離出來繁殖,以便有更多的數量呢?

有效分離T細胞

若要有效地加以分離,就要應用一些已經存在的特性。就如前述所言,aAPCs的核心材質為「氧化鐵」,所以能被磁場吸引,因此研究員利用這種特性,讓含有aAPCsc和癌症病原的血漿通過兩個磁性柱,由於這些血漿中的aAPCs已經和抗病原的T細胞結合了,所以在通過磁性柱的時候,除了T細胞會因為磁場作用而被活化之外,也能夠被磁力吸引而被攔截留存下來,至於其它物質則是被洗掉了,接著把這些留下來的T細胞置入培養器中繁殖。一星期後,大約可以增加5,000~10,000倍的數量。藉由這樣快速繁殖出T細胞,這種技術很有希望讓免疫療法更有效率。

根據這項研究的背景資料,現在也有另一種免疫療法,應用的是白血球中的「腫瘤浸潤淋巴細胞」(tumor-infiltrating lymphocytes)來攻擊癌細胞,不少研究顯示,這種細胞已經能有效地加以分離並快速繁殖出來了,但可惜並非每一位患者體內都有這種細胞。相對地,所有的患者都有T細胞,所以這樣的T細胞有效分離和活躍的技術,確實提供患者另一個能實行的選擇。

接下來,除了癌症方面的應用,就是要讓這個技術能擴展到其他慢性感染疾病,像是「愛滋病毒」(HIV)的治療。如果順利,很有希望在一到兩年內進行臨床測試。

聽起來免疫療法很神奇,除了突破T細胞的分離和繁殖技術,相信在臨床上仍有其使用限制。不過,這套技術流程,很有希望可以商品化,設計成一套免疫療法T細胞生產錦囊。

文章參考:Johns Hopkins University
圖片來源:NIAID@Flickr  CC BY 2.0
原文參考:ACS Nano

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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