【探访实验室】宾夕法尼亚大学细胞免疫疗法中心：使用安捷伦仪器快速评估 CAR-T 细胞

通过工程改造，达到更好的癌症治疗效果

 

Paul Ehrlich 提出的“魔法子弹”概念推动了化学疗法的发展史，其定义为：寻找一种特殊的药物，它既能选择性且高效地杀死致病因子，又不会伤害宿主的身体。这一概念在治疗微生物疾病方面取得了巨大成功，但如果要消灭的目标是宿主自身细胞的异变（比如癌症）时，情况又会怎样？

 

这一挑战催生了 CAR-T 细胞疗法的发展，即通过对人体的 T 细胞进行基因修饰，以识别和攻击癌细胞。这一过程包括提取患者自身的 T 细胞，并对其进行工程改造，使其产生嵌合抗原受体（CARs）（T 细胞表面的特殊受体），使它们能够特异性地识别、结合和杀伤免疫系统可能忽略的癌细胞。这是一种颇具前景的方法，但仍然存在巨大的障碍，其中最主要的障碍是癌细胞的多样性令人震惊，这就需要为每种癌症病例制造出独/一无二的“子弹”。

 

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院病理学和实验室医学助理教授 Saba Ghassemi 博士深知，有时克服障碍的最佳方法是迂回攻破，而非正面应对。Ghassemi 博士领导着细胞免疫疗法中心（CCI）的一个多学科团队，该团队由免疫学家、分子生物学家、生物工程师等组成，他们力求整合不同的问题解决视角，以增强 CAR-T 细胞疗法的功能、持久性和可及性。

 

Ghassemi 博士解释道：“我在宾夕法尼亚大学细胞免疫治疗中心的实验室旨在大幅促进合作与创新，体现了‘团队合作成就梦想’的信念。中心营造的合作环境让我们能够迅速适应新的研究成果，避免思维固化。”

 

 

Ghassemi 博士将工程师的视角带入了实验室内的各种专业技术中，她在机械工程方面的背景起到了非常宝贵的作用。她说：“我所接受的培训让自己能够在应对挑战时摒弃传统生物科学中常见的先入为主的观念。我的一大优势是对轶事科学（通常不受质疑的假设和信念）免疫。我能够从不同的角度审视生物问题，并以全新的批判眼光看待既定的做法。”

 

 

这一观点加深了我们对基于 CAR-T 细胞的免疫疗法的理解；她的实验室已经证明，质量（而非数量）才是最重要的。

 

Ghassemi 博士说：

“我们已经证明，少量的高质量 CAR-T 细胞比大量的低效价 CAR-T 细胞更有效。在我们努力完善 CAR-T 细胞制造工艺和细胞本身，以大幅改善治疗效果的过程中，这一观察结果为我们的工作提供了指导。”

 

Ghassemi 博士的工作包括但不限于优化现有的 CAR-T 细胞模型。

 

Ghassemi 博士解释说：

“我们发现了增强 T 细胞防御机制对于更好地对抗实体瘤的重要性，并通过在制造过程中修饰 T 细胞或生成‘装甲’ CAR-T 细胞来实现这一点。我们还在探索综合方法，例如，将 CAR-T 细胞与自然杀伤（NK）细胞相结合，以提高其有效性。我们的跨学科方法对开发新方法和新技术至关重要。”

为了追求更好的研究成果，Ghassemi 博士博采众议，并特别重视与行业领军者的合作。她表示：“创新技术是我们的研究支柱。先进的基因工程工具使我们能够创建更精确、高效的 CAR 结构，而前沿细胞培养系统和生物反应器使我们能够优化和放大制造工艺。xCELLigence RTCA eSight 或 XF Pro 等技术提供实时数据分析和高通量筛选，帮助我们快速评估 CAR-T 细胞的功能和效价。我们利用这些技术来提高现有疗法的安全性和有效性，并加速新疗法的开发。”

 

当然，所有这些先进的技术知识都服务于癌症医学的最终目标，即改善生活。她说：“能够帮助前途无量的年轻患者，激发了我对创新和发现的热情。看到 CAR-T 细胞疗法对已经用尽其他治疗方案的患者产生的变革性影响，我感到无比振奋，但治疗的随时可及性至关重要。我们实验室的一项重大成就是将 CAR-T 细胞的生产时间从数周缩短至仅 24 小时，我们将继续简化流程，提高 CAR-T 细胞制造的可扩展性和一致性。”

 

CAR-T 细胞疗法的前景如何？Ghassemi 博士认为，不断整合互补方法和技术是提高疗效和可及性的关键。她说：“CAR-T 细胞疗法的未来在于精确设计增强型治疗产品 — 精心设计的不同细胞亚群和 CAR 结构的组合。随着我们的研究目标转向更具针对性的个性化治疗方法，目前强调数量的做法将被淘汰。至于可及性，我们预计将转向即时制造，缩短生产与治疗之间的距离。这将简化流程，优化成本，从而实现快速生产，并向有需要的患者提供定制疗法。”

 

如需了解有关宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院病理学和检验医学助理教授 Saba Ghassemi 博士的更多信息，请访问 Upenn 网站。