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在CAR-T細胞療法中，患者自身的T細胞經(jīng)過基因改造后，被移植回患者體內(nèi)以發(fā)現(xiàn)并殺死癌癥。這類免疫療法已引發(fā)了某些癌癥的治療變革。
在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種追蹤體內(nèi)CAR-T細胞的方法。研究人員對CAR-T細胞進行基因改造，使得它們攜帶分子標簽，這樣就能夠在動物模型中利用正電子發(fā)射斷層成像（PET）監(jiān)測它們。
目前，了解體內(nèi)基因或細胞療法仍然在體內(nèi)存在的方法是定期進行腫瘤活檢或抽血，這提供了對治療的非常粗略的測量。借助技術(shù)，臨床醫(yī)生將能夠定量地觀察隨著時間的推移，CAR-T細胞在體內(nèi)持續(xù)存在的數(shù)量和位置，這是這種療法的持久性和潛在功效的指標。對CAR-T細胞進行成像觀察也將允許人們在研究環(huán)境下更輕松地測試和修改針對許多不同類型疾病的療法。
PET掃描通過使用放射性示蹤劑產(chǎn)生彩色的多維人體圖像，放射性示蹤劑通常是可以在腫瘤中積累或與特定蛋白結(jié)合以指示疾病存在的小分子，比如葡萄糖。比如，當將放射性示蹤劑氟脫氧葡萄糖（flourodeoxyglucose, FDG）注入體內(nèi)時，癌細胞以比周圍細胞更高的速率攝入這種分子。照相機拍攝這些癌癥“熱點"的圖片，并在計算機上對它們進行重建，從而使臨床醫(yī)生可以看到疾病存在的地方。
但是，就細胞療法（比如CAR-T細胞療法）而言，這些治療性細胞看起來就像人體的正常免疫細胞，這就使得PET掃描無法區(qū)分這兩者。為了解決這個問題，這些研究人員選擇一種不是來自人類而是來自細菌的酶---大腸桿菌二氫葉酸還原酶（E. coli dihydrofolate reductase, eDHFR）---對CAR-T細胞進行基因改造。為了體現(xiàn)CAR-T細胞和正常免疫細胞之間的區(qū)別，他們構(gòu)建出一種源自抗生素甲氧芐啶（trimethoprim）的放射性示蹤劑，它對eDHFR具有高親和力，而對人二氫葉酸還原酶則具有低親和力。
這種親和力上的差異使得我們認為表達eDHFR的CAR-T細胞將具有高對比度或高信噪比。在這項新的研究中，CAR-T細胞經(jīng)過基因改造后被標記上細菌蛋白eDHFR（稱為PET報告基因），然后被移植到小鼠模型中。
在給這些小鼠注射甲氧芐啶后，CAR-T細胞亮了起來，這就使得這些研究人員可以通過PET/CT掃描實時追蹤它們。而且，鑒于這些CAR-T細胞攜帶的分子標簽是基因編碼的，因此一旦它們發(fā)生增殖，新產(chǎn)生的細胞也攜帶這種相同的PET成像標記。
針對這些動物模型的PET/CT圖像顯示在七天后，CAR-T細胞在脾臟中積聚，到十三天時，它們開始在抗原陽性腫瘤中積聚。Sellmyer說，這些發(fā)現(xiàn)表明CAR-T細胞可能存在早期和晚期“港口"，而且他們了解了很多關(guān)于它們在人體中的位置和數(shù)量的信息。這些研究人員還吃驚地發(fā)現(xiàn)，他們的放射性示蹤劑對于檢測腫瘤內(nèi)的CAR-T細胞具有*的靈敏度---每立方毫米11000個細胞。
這些研究人員計劃終在人類患者的臨床試驗中測試這種配對的報告基因和放射性示蹤劑。初步研究表明這種細菌蛋白標簽似乎并未讓CAR-T細胞具有免疫原性，這意味著人體免疫細胞不會將CAR-T細胞識別為外來入侵者，也就不會攻擊它們。對未來的希望是許多基因或細胞療法，比如CAR-T細胞療法，都將在體內(nèi)進行標記和追蹤。
