科學家首次3D生物打印出血管化腫瘤，併成功使用免疫療法治療_風聞

近些年，癌症治療領域不斷取得了突破性進展，但仍缺乏標準化和生理相關的體外測試平台。一個關鍵性障礙是腫瘤微環境和免疫反應之間複雜的相互作用。因此，該領域研究人員不得不依賴臨牀試驗來測試治療效果，最終限制了抗癌治療藥物的臨牀成功轉化。

近日，發表在《Advanced Functional Materials》上的一項新研究中，來自賓夕法尼亞州立大學領導的研究團隊首次開發出基於動態流的3D生物打印多尺度血管化乳腺腫瘤模型，可以對化療藥物和免疫療法產生反應。該研究有助於科學家們瞭解人類免疫細胞如何與實體瘤相互作用，併為精確開發腫瘤模型奠定了基礎。在未來抗癌療法的研究和開發過程中或將不再需要使用動物實驗。

免疫療法已經被證明是治療血液惡性腫瘤的一種很有前景的方法。從本質上講，這種方法是將患者的免疫細胞移出體內並通過基因編輯使其對癌細胞具有細胞毒性，然後再重新引入患者血液。工程化的CAR-T細胞需要在全身移動，因此循環至關重要。然而，對於腫瘤來説，這種有效的循環是不存在的，所以該團隊開發了新的腫瘤模型，以試圖更好地瞭解腫瘤對免疫治療的反應。

根據世界衞生組織發佈的數據顯示，乳腺癌已取代肺癌成為全球第一大癌症。僅2020年，全球新發病例就高達226萬例。

在這項新研究中，該團隊首次在血管化和動態流動的乳腺腫瘤微環境中研究了CAR-T誘導的細胞毒性。他們採用抽吸輔助生物打印，由人內皮細胞、癌細胞和成纖維細胞組成的異型腫瘤被精確地生物打印在中央血管系統的特定位置。內皮細胞與癌細胞的加入使腫瘤血管化，為體外研究腫瘤-內皮相互作用提供了一個理想的共培養模型。異質腫瘤微環境的RNA測序顯示了腫瘤模型中上調的基因，這在人真皮成纖維細胞存在的情況下對轉移和血管生成產生了積極影響。

在這種血管化和動態的腫瘤微環境中，研究人員有效研究了化學療法和基於CAR-T細胞的免疫療法療效。

他們首先將一種常用於治療乳腺癌的蒽環黴素類化療藥物阿黴素灌注72小時來驗證該腫瘤模型的精確性。結果顯示，3D生物打印的腫瘤對化療產生了反應，導致腫瘤體積呈劑量依賴性減少。

然後，他們使用了被設計用於識別侵襲性乳腺癌細胞上的表皮生長因子受體2（HER2）的人類CAR-T細胞。經過基因編輯的CAR-T細胞在腫瘤中循環72小時後，研究人員發現，廣泛的CAR-T細胞向內皮細胞募集、大量T細胞活化並向腫瘤部位浸潤，從而導致腫瘤體積減少了約70%。

對腫瘤空間位置的精確控制證實了腫瘤與灌注血管系統的距離會影響腫瘤血管生成和癌症侵襲，這是癌症的兩個主要特徵。

總之，該研究設計了一種在血管化腫瘤微環境中研究CAR-T與實體瘤相互作用的方法，從而為理解和開發更多靶向治療策略開闢了新的途徑。

論文鏈接：

https://dx.doi.org/10.1002/adfm.202203966