近(1)日，美國賓州大學佩雷爾曼醫學院(Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)與紐約大學坦登工程學院(Tandon School of Engineering at New York University)的研究團隊，共同研發出全球首個結合人類骨髓結構和免疫系統的微型裝置——白血病晶片，不僅可以模擬白血病患者體內的腫瘤與免疫反應，還能在無需動物實驗的條件下，預測嵌合抗原受體T(CAR-T)細胞療法的臨床成效，推動白血病的個人化、精準治療。
該研究發表於《Nature Biomedical Engineering》。
 
CAR-T細胞療法是近年癌症治療的重大突破，透過基因工程改造患者自體免疫細胞(T細胞)以辨識並攻擊癌細胞，對於治療白血病等血癌特別有效。
 
然而，近半數患者仍可能復發、出現嚴重副作用，且目前沒有有效分子生物標誌物能在治療前預測患者治療效果與安全性。
 
這款創新的白血病晶片約一塊顯微鏡載玻片的大小，能重建人類骨髓中發生白血病的三大關鍵區域──血管、骨髓腔與外骨襯(outer bone lining) ，在加入患者白血病骨髓細胞後會自動組織，產生結構蛋白，如膠原蛋白、纖連蛋白(fibronectin)、層粘連蛋白(laminin) ，不僅會形成與人體骨髓組織相似的物理結構，更保留類似人體的複雜免疫環境。
 
透過「白血病晶片」，研究團隊首次觀察到 CAR‑T 細胞如何在血管中移動、辨識，並逐一清除白血病細胞，甚至觸發「旁觀者效應(bystander effect)」──活化周邊未經工程化的免疫細胞，有助於提升療效和降低副作用。

研究團隊更藉由此晶片模擬出「完全緩解」、「療效不佳」與「復發」等臨床真實情境，並證明新一代「第四代」CAR‑T 細胞在低劑量下的效果優於傳統設計，為個人化療法的開發提供了重要依據。

此外，這項設備只需半天即可組裝完成，能進行長達兩週的實驗，大幅縮短傳統動物模型所需數月準備的時間。隨著美國食品藥物管理局(FDA)近期推出減少單株抗體等藥物臨床前動物實驗的新政策，這種新型人源化平台將成為未來癌症免疫療法開發的重要工具。

研究中率領紐約大學團隊的教授陳偉強指出，我們終於能在無動物、完全可控的環境中，精準地個人化追蹤癌症免疫療法的反應，也為白血病的免疫治療開啟了更安全且更有效的新方向。

參考資料:https://penntoday.upenn.edu/news/penn-med-first-immunocompetent-leukemia-device-car-t-immunotherapy-screening
 
(編譯/實習記者 康芸榛)