由明尼蘇達大學雙城分校的工程和醫學研究人員領導的一項突破性研究顯示，用於新癌症療法的工程免疫細胞如何克服物理障礙，讓患者自身的免疫系統對抗腫瘤。這項研究可以在未來改善全世界數百萬人的癌症治療方法。這項研究發表在《自然通訊》上，這是一份由自然研究公司出版的、經同行評審的、開放性的科學期刊。

免疫療法不是使用化學品或輻射，而是一種幫助病人的免疫系統對抗癌症的癌症治療。T細胞是一種白血球，對免疫系統具有關鍵的重要性。細胞毒性T細胞就像士兵一樣，搜索並摧毀目標入侵者細胞。

雖然使用免疫療法治療血液或造血器官中的某些類型的癌症已經取得了成功，但在應對實體腫瘤中，調動T細胞的工作要困難得多。

該研究的資深作者、明尼蘇達大學科學與工程學院生物醫學工程副教授保羅-普羅文扎諾（Paolo Provenzano）說：”腫瘤有點像一個障礙物，而T細胞必須跑過這個障礙才能到達癌細胞。這些T細胞進入了腫瘤，但它們就是不能很好地移動，它們不能在耗盡氣體並被耗盡之前去到它們需要去的地方。”

這段動圖顯示細胞毒性T細胞在胰腺腫瘤中遷移。明尼蘇達大學雙城分校的研究人員正在努力設計細胞毒性T細胞，使它們能夠更好地克服腫瘤的障礙並對抗癌細胞。資料來源：明尼蘇達大學普羅文扎諾小組

在這項首創的研究中，研究人員正在努力對T細胞進行工程設計，並製定工程設計標準，從機械上優化這些細胞，或使它們更”適合”克服障礙。如果這些免疫細胞能夠識別並到達癌細胞，那麼它們就能摧毀腫瘤。

在腫瘤的纖維團中，腫瘤的硬度導致免疫細胞的速度減慢了大約兩倍，它們就像在流沙中奔跑。

明尼蘇達大學共濟會癌症中心的研究員普羅文扎諾說：”這項研究是我們的第一份出版物，我們已經確定了一些結構和信號元素，在這些元素中我們可以調整這些T細胞，使它們成為更有效的癌症戰士。腫瘤內的每個’障礙物’都略有不同，但也有一些相似之處。在對這些免疫細胞進行工程設計後，我們發現，無論有什麼障礙物阻擋，它們穿過腫瘤的速度幾乎是原來的兩倍。”

這段高倍率視頻顯示T細胞在模仿腫瘤結構的納米圖案上遷移。明尼蘇達大學的研究人員正在研究這些細胞的機械特性，以更好地了解免疫細胞和癌細胞如何相互作用。資料來源：明尼蘇達大學普羅文扎諾小組

為了設計細胞毒性T細胞，作者使用了先進的基因編輯技術（也稱為基因組編輯）來改變T細胞的DNA，以便它們能夠更好地克服腫瘤的障礙。最終的目標是減緩癌細胞的速度，加快工程免疫細胞的速度。研究人員正在努力創造善於克服不同種類障礙的細胞。當這些細胞被混合在一起時，目標是讓免疫細胞組克服所有不同類型的障礙，以達到癌細胞。

接下來的步驟是繼續研究細胞的機械特性，以更好地了解免疫細胞和癌細胞如何相互作用。研究人員目前正在研究囓齒類動物的工程免疫細胞，並在未來計劃對人類進行臨床試驗。

雖然最初的研究集中在胰腺癌上，但普羅文扎諾說他們正在開發的技術可以用於許多類型的癌症。

普羅文扎諾說：”使用細胞工程方法來對抗癌症是一個相對較新的領域。它允許一種非常個性化的方法，適用於廣泛的癌症。我們正在擴大一個新的研究領域，研究我們自己的身體如何對抗癌症。這在未來可能會有很大的影響”。