Trends Biotechnol：告别DMSO！用“抗冻糖”保护CAR-T细胞，解冻即用，让更多医院能提供治疗

被工程化改造以攻击癌细胞的免疫细胞，称为CAR-T细胞，用于治疗某些类型的血液癌症。然而，美国只有约5%的医院能够生成CAR-T细胞并将其提供给患者。对许多患者来说，这意味着这些细胞需要被冷冻并长途运输。

为了帮助使这种疗法惠及更多人，MIT的研究人员开发了一种新方法，保护细胞在冷冻储存和运输过程中免受损伤。他们的技术显著减少了目前用于保护细胞的一种化学防腐剂的使用，这应能使更多医院更容易为患者提供这种治疗选择。

研究人员没有用必须在治疗前去除的冷冻保护化学物质处理细胞，而是能够用一种无毒的防冻糖来保存它们。

“用这种方法，理论上你只需解冻细胞然后注射，无需任何额外处理步骤。我们认为这可能使更多癌症治疗中心能够提供CAR-T细胞疗法，”Ana Jaklenec说，她是MIT Koch综合癌症研究所的首席研究员，也是该研究的主要作者之一，该研究发表于Trends in Biotechnology。

在这项研究中，研究人员表明，用这种方法保存的细胞具有更高的存活率，并成功用于治疗小鼠的淋巴瘤和胶质母细胞瘤。Robert Langer，MIT的David H. Koch研究所教授，也是该论文的资深作者。MIT博士后Amy Lee和Khanh Tran是该论文的第一作者。

保存细胞

为了制造CAR-T细胞，医生从患者血液样本中分离T细胞。然后对这些细胞进行工程化改造，使其表达一种称为嵌合抗原受体（CAR）的蛋白质，该受体可被设计为靶向癌细胞上发现的特定蛋白质。

然后，这些细胞增殖数周，直到数量足够回输给患者。少数医院具备生成和给予这些细胞的条件，但大多数CAR-T细胞在集中实验室设施中生成。一旦准备好，这些细胞被冷冻并运送到医院或癌症治疗中心。

为了保护细胞免受可能损伤其膜的冰晶影响，细胞用一种称为二甲基亚砜（DMSO）的化学物质处理，该物质可防止冰晶形成。这种化合物必须在细胞回输前去除，但大多数医院不具备这样做的专业知识，这限制了它们提供CAR-T细胞治疗的能力。

去除DMSO的过程也可能损害细胞，减少有活性和有效的CAR-T细胞数量。在这项新研究中，MIT团队希望找到一种减少或消除该过程中DMSO的方法，这可使这些细胞更容易到达更多患者。

“我们研究了这个细胞制造过程，看看是否有方法改进它，提高疗效，并希望最终达到这些细胞可以轻松分发到治疗中心的地步，”Jaklenec说。“我们的目标是消除添加这种化学物质，真正专注于安全的辅料，如糖。”

研究人员使用了两种科学家此前用于帮助细胞在低温下存活的糖。这些糖——海藻糖和蔗糖，帮助细胞自然对抗寒冷，保护蛋白质免于变性并防止冰晶形成。这种防冻机制存在于许多北极生物中，如北美林蛙，并帮助它们在极端零度以下温度中存活。

为了将糖分子导入细胞，研究人员使用了一种称为电穿孔的技术。通过对细胞施加小电流，他们可以短暂地在细胞膜上制造孔洞，允许糖等大分子通过。他们发现仍需要添加少量DMSO，但不足以需要后来去除。

“我们相信我们的冷冻保存策略能真正改善细胞治疗的可及性，因为用我们的策略，你不需要去除冷冻保护剂。你可以在解冻后直接使用细胞，”Lee说。

更有效的治疗

研究人员在CAR-T细胞以及间充质干细胞上测试了这项技术，间充质干细胞可分化为许多其他细胞类型，并在再生医学中具有潜力。对于这两种细胞类型，当糖作为主要冷冻保护剂而不是DMSO时，更高比例的细胞在冷冻和解冻过程中存活下来。

他们还使用解冻的CAR-T细胞在小鼠模型中治疗非霍奇金淋巴瘤和胶质母细胞瘤。接受用新策略保存的CAR-T细胞治疗的小鼠，比接受用传统DMSO方法保存的细胞治疗的小鼠有更高的存活率。

“活体生物治疗药物的保存方法创新有限，在大规模上仍表征不足，并且常常损害解冻后的细胞活力和功能，”Tran说。“我们相信我们的发现强调了彻底表征和优化细胞治疗制造每个阶段的重要性，这可能对治疗效果产生巨大影响。”

研究人员现在希望与医院合作，探索他们的新技术是否能轻松整合到生产和解冻CAR-T细胞的过程中。

“如果从细胞活力和功能角度来看是成功的，也许我们会进行一项小型患者试验，”Jaklenec说。

Vijay G. Sankaran，波士顿儿童医院和哈佛医学院儿科学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员，未参与该研究，他说他对这项研究的潜在应用感到兴奋。

“作为一名儿科血液学家和肿瘤学家，我们使用的许多细胞疗法，包括CAR-T细胞和血液干细胞，都需要我们收集并冷冻大量细胞，以便在患者需要治疗时，解冻后有足够的健康细胞可用，”Sankaran说。

“这项工作提出了一种创新方法，可能帮助更多细胞在冷冻和解冻过程中存活，可能使这些强效疗法更可靠、更有效。当然，还需要进一步工作，在可临床应用的场景中验证这些结果。”（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Amy H. Lee et al, Cryopreservation of cell-based therapies with enhanced cell viability and therapeutic efficacy, Trends in Biotechnology (2026). DOI: 10.1016/j.tibtech.2026.07.019.