由香港城市大學（香港城大）科學家領(lǐng)導的研究團隊，最近開發(fā)了新一代的微針技術(shù)，能夠以極低入侵性的微創(chuàng)方式在皮內(nèi)傳送活細胞。實驗結(jié)果證明，利用這種冷凍微針（cryomicroneedles）的突破性新技術(shù)，替小鼠皮內(nèi)接種治療性細胞後，成功在小鼠體內(nèi)引發(fā)強勁的免疫反應(yīng)以對抗腫瘤。有關(guān)研究成果為日後研發(fā)易於使用、針對癌癥等其他疾病的細胞療法和創(chuàng)新療法，開闢新方向。  

這項研究由香港城大生物醫(yī)學工程學系副教授徐臣杰博士領(lǐng)導，研究成果已於科學雜誌《自然·生物醫(yī)學工程》發(fā)表，題為〈Cryomicroneedles for Transdermal Cell Delivery〉。

細胞療法又稱為細胞移植，是一種將免疫細胞或幹細胞等活細胞注射、移植或植入患者體內(nèi)，以達到治療效果的療法。細胞療法的進步，為患上癌癥等棘手疾病的病人提供了嶄新的治療手段，為生活帶來了希望。在2020年，細胞療法在全球的市場規(guī)模已擴大至78億美元1 。

「不過，與細胞療法應(yīng)用相關(guān)的許多問題，仍有待解決。」徐博士說。例如，目前治療用的活細胞需要經(jīng)手術(shù)移植或靜脈注射的方法來傳送到病人體內(nèi)，但這些方法屬於入侵性治療，病人會感到痛楚和有受感染風險，而且過程複雜和效率低，並必須由具經(jīng)驗的醫(yī)護人員來進行。此外，目前細胞療法使用的溶液狀配方也難以儲存和運輸。
 
為了解決這種種挑戰(zhàn)，徐博士和他在香港城大的科研團隊，成功開發(fā)了冷凍微針新技術(shù)。這些冷凍微針由低溫凍存液製成，每支短於1毫米，可「攜帶」具治療作用的活細胞，並輸送到皮層內(nèi)。「這是一個類似皮膚貼片的裝置，可以裝載、儲存和在皮內(nèi)輸送有治療性效果的活細胞。」徐博士解釋說。

_{把冷凍微針貼片放在手上，以展示微針在皮膚上融化的情況（註：影片中沒有按壓把微針刺進入皮膚）。(影片來源︰DOI number: 10.1038/s41551-021-00720-1）}

冷凍微針的運作原理是先把表面附有冷凍微針的貼片放在皮膚上，然後稍稍施壓，一支支的冷凍微針便會穿透皮膚表層，然後在皮內(nèi)融化，並從貼片上分離出來。微針內(nèi)含的細胞隨即會被釋放出來，並在皮膚內(nèi)部遷移及繁殖。這種創(chuàng)新的微針貼片裝置可以在雪櫃裡儲存幾個月，並且易於運輸和使用。

冷凍微針的其中一個潛在應(yīng)用，是用來進行細胞為基礎(chǔ)的癌癥免疫療法，在皮內(nèi)傳送樹突狀細胞疫苗。為驗證有關(guān)概念，研究團隊以小鼠進行實驗，探索利用這新技術(shù)來進行細胞為基礎(chǔ)的癌癥免疫療法的可行性。他們利用冷凍微針貼片裝置，在小鼠皮內(nèi)注射卵清蛋白修飾的樹突狀細胞，結(jié)果成功在有腫瘤的小鼠身上引發(fā)了強而有力的免疫系統(tǒng)反應(yīng)，為小鼠提供了抵抗腫瘤的有力保護，效果比傳統(tǒng)的標準活細胞接種方法（如皮下注射或靜脈注射）更好。 

 

「這種微針裝置的應(yīng)用範圍，並不限於活細胞的輸送，它還可以裝載、儲存和傳遞其他類型的活性生物治療劑，例如蛋白質(zhì)、肽、mRNA、DNA和疫苗。我希望這個新裝置能夠提供一種容易使用及有效的替代治療方案，方便醫(yī)護人員在診所內(nèi)使用。」徐博士說。

徐博士是論文的通訊作者，香港城大生物醫(yī)學工程學系的常皓博士是第一作者，同系的王東安教授和史鵬博士也是研究團隊成員之一。研究團隊其他成員則來自南洋理工大學和新加坡國立大學。是次研究由香港城大提供部分資助，研究團隊並已透過香港城大提交了專利申請。

DOI: 10.1038/s41551-021-00720-1

¹ https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/cell-therapy-market