Nature Immunology：巨噬细胞疗法：长期培养的巨噬细胞移植回体内后仍可发挥作用

巨噬细胞（Macrophages）是存在于我们身体各个器官中的免疫细胞。它们充当组织守护者，滋养其他细胞并清除有害物质，例如细菌、细胞碎片，以及肿瘤细胞。因此，巨噬细胞已成为科学家们关注的潜在新型活性药物，可以用于治疗受损器官、抗感染和抗癌。

然而，要实现这一目标，细胞必须在体外培养条件下大量生长且不会失去其特殊功能。但到目前为止，这一点对巨噬细胞来说是困难的。科学家们也严重怀疑实验室条件可能会使巨噬细胞失去特殊能力。

近日，德国德累斯顿工业大学的研究人员在 Nature 子刊 Nature Immunology 期刊发表了题为：Long-term culture-expanded alveolar macrophages restore their full epigenetic identity after transfer in vivo 的研究论文。

该研究显示，在实验室条件下长时间培养生长的巨噬细胞，在转移回体内后可以正常发挥作用，并且与从未离开组织的巨噬细胞无法区分，这一发现为基于巨噬细胞的新型细胞疗法铺平了道路。

在实验室中增殖细胞，即所谓的细胞培养，是多年来在生物学和医学方面取得巨大进步的一种常用技术。然而，在实验室中生长的细胞与其在体内的正常环境明显不同，细胞在培养皿中生长并浸泡在人工营养液中，它们需要适应这种新的培养环境。我们需要确切地知道这些细胞在长时间培养过程中发生的变化，以及这些变化是否是永久的。

研究团队小鼠肺泡巨噬细胞（Alveolar macrophages，AM）进行了深入研究，这是天然存在于肺泡中的免疫细胞。研究团队在实验室中将这些肺泡巨噬细胞培养了几个月并大量繁殖。虽然它们的外观和一般特征没有受到影响，但当更仔细地检查时，很明显这些细胞实际上已经产生了了许多适应新环境的变化。

众所周知，我们体内的每个细胞都有着相同的基因组，但各个细胞的不同之处在于不同的基因被打开和关闭，也就是基因的选择性表达。我们可以将其视为细胞的分子指纹，通过确定开启表达的基因的组合，我们可以将肺泡巨噬细胞和肠巨噬细胞、脑细胞等等区分开来。

然而，研究团队将实验室中长时间培养的小鼠肺泡巨噬细胞与小鼠体内的肺泡巨噬细胞基因表达模式进行分析，发现二者之间存在显着的实质性差异，二者之间的差异表达基因多达3000多个。

接下来，研究团队将实验室中长时间培养的肺泡巨噬细胞移植回小鼠肺部。详细比较表明，这些在实验室中长期生长的肺泡巨噬细胞在移植后，与从未离开肺的巨噬细胞没有区别。这表明巨噬细胞在实验室培养条件下出现的实质性适应和基因表达情况的改变被证明是完全可逆的。实验室培养的巨噬细胞在移植回肺部后，很快“忘记”了它们在实验室培养皿中经历和变化，完全恢复了成了它们的正常功能和状态。

体外培养的肺泡巨噬细胞移植回体内后恢复了正常肺泡巨噬细胞的转录特征

体外培养的肺泡巨噬细胞移植回体内后恢复了正常肺泡巨噬细胞的表观遗传特征

尽管这项研究是在小鼠身上进行的，但这项研究对人类治疗具有非常有希望的意义。在细胞培养条件下与其自然环境之间转移的巨噬细胞的能力显示出未来基于巨噬细胞的细胞疗法的巨大潜力。

肺泡巨噬细胞可以在实验室中进行增殖，并可以通过基因工程改造以对抗特定疾病，然后再被递送到患者的肺部，在那里它们可以立即开始发挥其功能。这对于治疗癌症、纤维化疾病或其他肺部感染疾病具有巨大潜力。

实际上，在此之前，Carisma Therapeutics 就启动了基因工程改造巨噬细胞的CAR-M细胞疗法，这是首款 CAR-M 人体临床试验，通过基因工程改造的 CAR-M 来治疗复发性或转移性 HER2 阳性实体瘤，该1期临床试验旨在验证 CAR-M 的安全性、耐受性和可行性。

并在近日公布了1期临床试验的初步结果，结果显示，输注到患者体内的巨噬细胞表现出高 CAR 表达和活性，并且耐受性良好。此外，初步数据还显示，CAR-M 具有改变实体瘤微环境以及改变骨髓细胞和T细胞组成的能力。详情：首个CAR-M细胞疗法人体临床试验，显示出治疗实体瘤的希望

具体来说，首先从患者血液中分离原代单核细胞，然后用所需的抗原特异性嵌合受体（例如抗HER2）对其进行修饰。由此产生的CAR-M细胞被冷冻保存，在需要时复苏并被输回患者体内。CAR-M可能到达免疫学上的“冷肿瘤”，或者那些通常无法检测到或对免疫系统无反应的肿瘤，从而激活它们以帮助更容易接受治疗。

仅靠肿瘤细胞难以刺激T细胞活化过程，但有巨噬细胞后，它们可以通过穿透实体肿瘤以引起反应，以不同的方式与肿瘤细胞接触，并且能在肿瘤内生存，这使得CAR-M与CAR-T完全不同，对于实体瘤有巨大潜力。

目前，Carisma Therapeutics共有3条CAR-M研究管线，靶点分别是HER2（治疗HER2阳性实体瘤）、Mesothelin（治疗间皮素阳性实体瘤）和PSMA（治疗转移性去势抵抗前列腺癌）。

原始出处：

Subramanian， S.， Busch， C.JL.， Molawi， K. et al. Long-term culture-expanded alveolar macrophages restore their full epigenetic identity after transfer in vivo. Nat Immunol (2022). https：//doi.org/10.1038/s41590-022-01146-w.