2024年02月05日
香港大學李嘉誠醫學院（港大醫學院）和香港科技大學（科大）的研究團隊合作，利用幹細胞生成人類免疫細胞，用於癌症免疫療法。這個突破性方法可複製人體生成免疫細胞的自然過程，有望提升癌症靶向療效。研究結果已發表於學術期刊《信號轉導與靶向治療》（Signal Transduction and Targeted Therapy）（按此瀏覽期刊文章）。
背景
過去十年，癌症免疫療法推動癌症治療領域的發展，其中一個挑戰是免疫細胞來源不足。眾多病例顯示，癌症患者的免疫細胞已變異或因化療而耗盡，因而無法有效對抗癌細胞，因此建立一個免疫細胞生成平台至關重要。
幹細胞具有強大的再生和分化能力，因而被視為免疫細胞的可靠來源。目前，科研人員使用基因編輯技術，如以慢病毒為載體轉導轉錄因子至人類幹細胞中，以生成免疫細胞，然而以基因編輯生成免疫細胞存在巨大的安全隱憂，病毒整合到基因組中可能引起後續致癌。因此，現時迫切需要在不改變基因組的情況下大量生成免疫細胞，以應用於癌症免疫療法。為避免進行基因改造，就要讓幹細胞遵循自然發育途徑產生免疫細胞。團隊利用類似胚胎發育過程所需要的成長因子混合物，在實驗室培養胚胎組織，以從幹細胞中衍生出免疫細胞。在這項研究中，團隊成功從人類幹細胞中生成胚胎組織，建立了一個無需基因改造即可穩定生成免疫細胞的新平台。
研究方法和結果
研究團隊採用一種稱為「人類擴展潛能幹細胞」[1]的特殊幹細胞，在實驗室環境中產生免疫細胞。這種幹細胞具有分化成任何類型組織的潛力，這方面較傳統的誘導多能幹細胞優勝。為模擬人類胚胎發育過程，團隊利用胚胎發育所需的生長因子，模擬胚胎在子宮中的生長環境。
團隊觀察基因表達發現，他們用幹細胞產生的類胚胎組織與人類胎兒樣本非常相似。團隊建立的新方法「新型空間組學演算法」，可精確分析患者樣本上的單個細胞和基因表達。研究結果表明，新平台能夠如實複製人體生成免疫細胞的自然過程，有助醫生在臨床上對患者作診斷和預後。
研究意義
港大醫學院生物醫學學院助理教授、本研究的領導者杉村竜一博士表示：「聯合研究團隊首次利用『人類擴展潛能幹細胞』為生成功能性免疫細胞建立一個強大的新平台，有助顯著提高癌症免疫療法的療效和可及性。我們的團隊已針對香港常見的肝癌制定策略，以提高免疫細胞的癌症靶向療效。」
這項研究的臨床轉化目標是大規模生產免疫細胞並誘導嵌合抗原受體（CAR-T 細胞），團隊相信這突破開創新的可能性，為癌症治療提供可持續和安全的免疫細胞來源，造福不同類別的癌症患者。
研究團隊
此研究由港大醫學院生物醫學學院助理教授杉村竜一博士領導。團隊成員包括港大醫學院生物醫學學院和幹細胞轉化研究中心的博士研究生巢怡茗、港大醫學院生物醫學學院的博士研究生向陽。其他參與研究的人員包括科大肖家順、港大醫學院生物醫學學院鄭煒忠、美國匹茲堡大學Mo Ebrahimkhani博士、科大楊燦博士及吳若昊博士、港大醫學院生物醫學學院和幹細胞轉化研究中心劉澎濤教授及黃淵華博士。
鳴謝
本研究得到香港研究資助局「傑出青年學者計劃」（27109921）、港大醫學院生物醫學學院啟動資金、香港特別行政區政府創新科技署創新及科技基金（Health@InnoHK）及美國國家心臟、肺和血液研究所RO1（HL141805）的資助。
