Nature子刊：开启微针细胞治疗新时代，徐臣杰团队首创冷冻微针，实现活细胞的负载与递送

2021

05/05

生物世界

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该研究成果开启了微针在细胞治疗领域的应用全新时代，为细胞治疗提供了一种简便、安全、高效和微创的策略。

细胞治疗，是一种通过将活细胞传递到体内实现治疗效果的新型的疾病治疗技术。细胞治疗为传统疗法无效或者效果不佳的疾病提供了更为高效和安全的策略。皮肤作为人体最大最容易接触的器官，是细胞治疗的重要途径之一。例如，将干细胞传递到皮肤可以有效治疗大疱性表皮松解症；通过皮内注射抗原标记的树突细胞能够实现黑色素肿瘤的免疫治疗。

当前，临床上普遍采用注射方法递送细胞。然而，传统注射会造成组织创伤和病人疼痛，需要专业人员操作，产生大量医疗垃圾，并且会带来潜在的感染风险。

2021年5月3日，香港城市大学生物医学工 程学系徐臣杰教授课题组在 Nature Biomedical Engineering 期刊发表了题为： Cryomicroneedles for Transdermal Cell Delivery 的研究论文， 首创了能够负载活细胞的微针——冷冻微针。

微针技术 以微创方式将药物控制并精确地输送到特定皮肤层和其他组织（例如粘膜和角膜）中。微针可以由多种材料制成多样的几何形状和空间排列。

现有的微针平台已经成功地实现了小分子药物，肽和蛋白质 （例如胰岛素，疫苗和抗体），寡核苷酸和纳米药物的透皮给药。然而，现有的微针无法实现活细胞的负载与递送。其关键原因是：现有微针无法保持所装载细胞的生存能力并具有穿透皮肤的机械强度。

冷冻微针负载与皮内递送活细胞示意图

徐臣杰 教授课题组首创的 冷冻微针 不仅能够长久保持所载细胞的活性，同时还具有良好的机械强度，仅通过按压便能使微针穿刺皮肤，将负载的细胞成功的递送到皮肤内部。通过控制细胞负载量和微针的长度，可以准确地控制细胞递送的有效计量以及递送的深度。冷冻微针作为“现成可用”的细胞递送装置，有效避免了传统细胞治疗过程需要提前配制细胞注射液的繁琐步骤，降低了污染细胞的风险。

该微针能够通过负载不同种类的治疗细胞，实现不同的治疗效果。作为概念验证，研究者将肿瘤抗原 （OVA）负载的树突细胞 （DC）装载到微针中。该微针轻松地实现DC的皮内递送和免疫接种。对比传统的注射方法递送DC （例如静脉注射和皮下注射），该微针递送DC策略能够在小鼠体内产生更强的抗原特异性免疫和肿瘤抑制作用。