南加大团队用 AI 重编程脑胶质瘤:把癌细胞变成「带路党」免疫细胞
南加州大学团队在《Cancer Immunology Research》发表成果,借助机器学习从数万个基因中筛出关键位点,将胶质母细胞瘤细胞直接重编程为能引导免疫攻击的树突状细胞。在小鼠模型中,结合免疫疗法将存活率提升了75%,巧妙绕过了血脑屏障难题。

面对人类最凶险的脑癌,科学家想出了一个近乎特工电影的打法:既然外面的免疫大军冲不进肿瘤,那就把肿瘤内部的癌细胞策反,让它们自己向免疫系统报信。
来自南加州大学凯克医学院等机构的研究团队,在《Cancer Immunology Research》上公布了这项新成果。他们利用机器学习模型,成功找到了能改变细胞命运的关键基因,把胶质母细胞瘤细胞直接重编程为树突状细胞。
在小鼠模型中,这种让癌细胞同室操戈的疗法,把生存几率最高拉升了 75%。更关键的是,团队已经借助 AI 找到了对应的人类基因组合,正准备通过病毒载体送入体内展开后续验证。
绕过血脑屏障,直接在肿瘤内部策反
胶质母细胞瘤是成人中最常见、也是最致命的脑部恶性肿瘤,确诊后五年生存率还不到 10%。这些年大红大紫的肿瘤免疫疗法,在这个病面前几乎节节败退。
核心瓶颈在于血脑屏障。大脑有一道极其严密的防御网,外来的免疫细胞很难穿透屏障进入肿瘤微环境,更谈不上消灭病灶。
研究团队的带头人 David Tran 博士换了个思路。既然送不进去树突状细胞,不如就地取材。
树突状细胞就像免疫系统的侦察兵,专门负责抓取抗原并呈递给 T 细胞大军,发出围剿信号。如果能让肿瘤内部的癌细胞自己变成树突状细胞,血脑屏障的难题就被直接绕过去了。
让 AI 从两万个基因里抓出开关
要把一种已经定型的细胞强行扭转成另一种细胞,难度堪比大海捞针。人类细胞里有大约两万个基因,彼此之间的调控连接多达数百万条。
过去科学家只能靠经验手动筛查,但在如此庞大的排列组合面前,传统分子生物学手段几乎寸步难行。而南加州大学开发的机器学习模型,专门用来检索基因之间的复杂网络,寻找决定细胞命运的开关。
更要紧的是特异性。如果胡乱把健康的脑细胞也重编程成免疫细胞,肿瘤哪怕缩小了,患者的大脑也会遭遇不可逆的损伤。
AI 筛选出了一组高特异性的基因组合,它们只针对胶质母细胞瘤细胞起效。在小鼠实验中,单独使用免疫检查点抑制剂或传统树突状细胞疫苗,对这种脑癌完全不起作用。
但一旦配合这套重编程手段,联合免疫检查点疗法直接让小鼠的生存几率提高了 75%,联合传统 DC 疫苗甚至让生存几率翻倍。
为什么重要
对饱受胶质母细胞瘤威胁的患者和临床医生来说,这项研究带来了一条全新的解题思路。但这并不是明天就能进医院开出来的药,研究团队估计还要几年时间进行动物安全测试,才能正式走向人体临床试验。
在行业层面,这项成果展示了 AI 在生物医药领域正在发生的质变。过去的 AI 更多是用来预测蛋白质结构、筛选小分子靶点,而南加州大学团队是在用 AI 直接做细胞命运工程,从系统层面改写细胞的身份。
我们认为,这套打法最聪明的地方在于借力打力。它没有硬碰硬去攻克坚固的血脑屏障,而是把恶劣的肿瘤微环境本身变成了加工厂,让癌细胞去给免疫系统带路。
不过隐患也同样明显。未来在人体上落地,必须依赖病毒载体把基因送入颅内,载体的递送效率、长期安全性以及体内会不会脱靶重编程其他细胞,每一个都是极其严苛的关卡。如果这一套机制在人体临床上跑通,它不仅能攻破脑癌,甚至可能复制到更多实体瘤的治疗中。
来源 (1)
- news-medical.net(在新标签页打开)原文news-medical.net