想象存在一種超強免疫細胞，能夠對頑固的實體腫瘤發起精準攻擊，持續數天破壞異常細胞而不知疲倦。近日，南加州大學團隊在生物工程領域取得突破性研究，開發出“EchoBack CAR T細胞”，有望克服在治療通常不適合免疫治療的腫瘤時遇到的重大障礙，同時保護健康組織的安全，相關研究成果發布于《細胞》。
嵌合抗原受體（CAR）T細胞療法是癌癥治療的一個充滿希望的領域，在治療白血病等血液癌癥方面取得了巨大成功。作為一種高度定制化的療法，從患者的血液中直接提取抗癌T細胞，并對其進行基因改造，以增強其靶向和殺死癌細胞的能力。南加州大學阿爾弗雷德·E·曼生物醫學工程系在該領域開展開創性研究，由教授王英曉領導。
最新發現表明，這些功能強大的新型EchoBack-CAR T 細胞攻擊腫瘤細胞的時間是普通 CAR T 細胞的五倍，且該技術已準備好用于醫學應用。這些細胞可以通過聚焦超聲遠程控制來靶向腫瘤，從而使治療更安全且更有效。
論文的通訊作者、南加州大學維特比工程學院助理教授劉龍偉表示，盡管第一代可超聲控制的CAR T細胞與標準療法相比顯著提高了安全性，但它們通常在24小時內就會耗盡，停止攻擊癌細胞。相比之下，EchoBack CAR T細胞通過在腫瘤位置被超聲激活發揮作用。從那里開始，CAR T細胞會繼續尋找并消滅癌細胞，至少持續五天而不會疲勞。
“你可以想象，當患者使用第一代細胞來醫院接受治療時，他們可能需要每天來一次。但使用新一代細胞后，治療現在需要的就診次數大大減少，比如每兩周一次，甚至更少。”劉龍偉說。
“這絕對是一個突破。”王英曉補充道，“它將使整個可超聲控制的CAR T療法真正適用于實際的醫療應用。”其實驗室的聚焦超聲技術作為CAR T細胞的“啟動開關”，這些細胞被設計為能夠響應短暫的10分鐘超聲脈沖。這隨后觸發細胞感知周圍環境中的癌細胞。
“它們在超聲短暫瞬時刺激后還具有這種持久的功能，因此，它們能夠在局部區域更好地殺死腫瘤。這絕對是該領域的一個里程碑和突破。從概念設計轉變為一個真正的實用應用系統。”王英曉說。
“每當附近有腫瘤細胞時，腫瘤細胞就會向我們的CAR T細胞發出信號，然后CAR T細胞就會產生更多的殺傷分子來殺死那些腫瘤細胞。”劉龍偉說，“這也是它安全的原因，因為當這些CAR T細胞從腫瘤中遷移出來時，CAR分子會逐漸降解，因此它們不會殺死正常組織。我們已經將它們設計成智能CAR T細胞。”
研究團隊在小鼠模型中進行了實驗室實驗，測試了新型CAR T細胞對包括前列腺癌和膠質母細胞瘤在內的一系列腫瘤細胞的效果。
“我們可以清楚地看到，可超聲控制的CAR加上兩輪超聲刺激，比標準CAR T細胞表現得更好。”劉龍偉說，“此外，當我們持續用腫瘤細胞挑戰我們的CAR T細胞時，標準CAR T細胞已經筋疲力盡，處于功能失調狀態，但我們的可超聲控制CAR T細胞功能更好，疲勞程度更低，殺傷能力更強。”
這一突破為更強大、更精確、更患者友好的癌癥治療打開了大門。劉龍偉表示，EchoBack-CAR T細胞不僅僅是一個想法——它們是邁向安全高效免疫治療未來的一大步，為難以治療的腫瘤患者帶來了新的希望。團隊現在希望這種新技術能夠成為一個模塊化工具，成功地應用于其他類型的實體瘤免疫治療，如乳腺癌和視網膜母細胞瘤。
“最令人興奮的部分是CAR T細胞很智能。它們能夠聽從超聲并感知腫瘤細胞。這類CAR T細胞以前從未被開發過，我們期待它在未來為患者帶來的益處。”劉龍偉說。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.035
