综述:加速免疫疗法发现与转化的微系统技术

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Nature Reviews Drug Discovery 101.8

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  本综述系统阐述了微系统技术(Microsystem Technologies)如何通过微流控(Microfluidics)、微电子(Microelectronics)和微支架(Microscaffolds)等创新手段,解决免疫疗法(Immunotherapies)在疗效、毒性、可预测性及成本效益方面的核心挑战,为单克隆抗体(mAbs)、工程化免疫细胞等疗法的研发与转化提供全新范式。

  

微系统技术:重塑免疫疗法的研发范式

免疫疗法虽在癌症和自身免疫疾病领域取得突破,但患者响应率的异质性仍是重大挑战。微系统技术凭借其微型化、高通量和精准操控的特性,正成为突破免疫疗法研发瓶颈的关键引擎。

技术核心:微型化平台的协同效应

微流控芯片(Microfluidics)可实现单细胞水平的免疫细胞筛选,其微米级通道结构能模拟体内微环境,用于评估T细胞受体(TCR)与抗原的亲和力;微电子传感器(Microelectronics)可实时监测细胞因子(如IL-2、IFN-γ)的皮摩尔级浓度变化;而可降解微支架(Microscaffolds)能定向递送CAR-T细胞至肿瘤部位,显著降低细胞因子释放综合征(CRS)风险。

应用突破:从研发到临床的全链条优化

抗体发现阶段,纳米级微腔室阵列可在单克隆水平筛选106个B细胞,较传统杂交瘤技术效率提升百倍;生物制造环节中,集成微反应器(μ-Bioreactors)通过动态灌注培养使CAR-T细胞扩增成本降低60%;疗效预测方面,器官芯片(Organ-on-a-Chip)模型成功模拟PD-1/PD-L1阻断剂的跨组织毒性,为临床试验设计提供预判依据。

临床转化:机遇与挑战并存

尽管微系统技术已推动个体化肿瘤疫苗(Neoantigen Vaccine)的快速制备,但监管框架尚未覆盖微流控培养的细胞产品。未来需建立标准化质控体系,并解决微传感器植入后的免疫排斥问题。微型化技术的迭代,或将使"床边免疫工厂"(Bedside Immunotherapy Manufacturing)成为现实。

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