NExT 平台采用非病毒载体和高通量技术，能够高效地将遗传物质递送至免疫细胞内。这一创新平台为细胞治疗制造方法提供了更安全、更快速且更可扩展的解决方案，适用于包括难以治疗的实体瘤在内的多种癌症。

▲助理教授戴嘉平（右）、Arun Kumar 先生（左）及其团队开发出突破性的纳米管电驱转染技术，其原理类似“食品快递系统”，能高效递送抗癌基因至免疫细胞，显著增强其识别和杀伤癌细胞的能力。

新加坡国立大学的研究人员开发出一项可扩展的非病毒载体技术，能高效地将遗传物质递送至人类免疫细胞。该平台被称为纳米管电驱转染技术 (Nanostraw Electro-actuated Transfection)，通过微型中空纳米结构与电脉冲，可将蛋白质、mRNA 和基因编辑工具等多种生物分子高效递送至免疫细胞，且对细胞活性影响极小。

该研究团队由新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系助理教授戴嘉平 (Andy Tay) 领导，他同时任职于该校医疗健康创新与科技研究院。团队实验证实，NExT 单次运行即可完成逾1400万个免疫细胞的转染（即将遗传物质递送至细胞），其中包括 γδ T 细胞、调节性T细胞、树突状细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞和中性粒细胞等难转染细胞类型——这些细胞类型正被开发为替代性免疫细胞疗法。

NExT 技术使基因递送更快速、损伤更小，从而有助于降低制造成本并提高工程化细胞产品的稳定性，包括用于癌症治疗的嵌合抗原受体T细胞疗法 (CAR-T)。这项技术有望扩大患者获取癌症先进疗法的机会，突破当前因高昂成本和生产难题所产生的限制。

该研究成果已于2025年1月5日发表在《生物材料》(Biomaterials) 期刊上。新加坡国立大学杨潞龄医学院 (NUS Yong Loo Lin School of Medicine) 的研究人员也为这一科研突破作出了贡献。

下一代基因递送

癌症仍是全球主要致死病因之一，每年导致近千万人死亡。近年来最具前景的治疗策略当属 CAR-T 细胞疗法——通过改造患者自身免疫细胞，使其识别、靶向并杀死癌细胞。这种个性化疗法在治疗血癌方面成效显著，特别是对那些已经用尽常规治疗选择的患者。但该疗法仍存在费用高昂、操作流程复杂等问题。

2024年8月1日，新加坡卫生部开始对经评估兼具临床价值与成本效益的细胞、组织及基因治疗产品 (CTGTP) 提供补贴。首个纳入补贴范围的是一种名为“替沙来塞”(tisagenlecleucel) 的 CAR-T 细胞疗法，专门用于治疗血癌。

新加坡国立大学助理教授戴嘉平指出：“在新加坡，单次 CAR-T 细胞疗法的费用高达67万新元。尽管存在补贴政策，但通常只覆盖一小部分费用。随着治疗需求的增长，高昂的费用可能使大量患者望而却步。”

CAR-T 细胞制备的主要障碍之一在于如何将遗传物质递送到免疫细胞。目前行业标准疗法包括病毒载体转导和规模电穿孔法。一方面，病毒载体虽转导效率高，但存在安全性隐患，可能引发免疫反应并导致基因随机整合。另一方面，规模电穿孔技术依赖高压电脉冲，会对细胞造成压力与损伤，从而降低治疗用细胞的质量。

新国大团队研发的 NExT 平台成功突破了这些瓶颈。该平台通过让细胞与密集排列的纳米管“森林”（这些中空微型管道的直径不足人类发丝千分之一）进行界面交互，在施加温和电信号时，纳米管会在细胞膜上形成临时孔隙，使 mRNA 或 CRISPR/Cas9 复合物等生物分子直接进入细胞质。

“我们的 NExT 平台适用于多种免疫细胞类型，这在细胞治疗领域从传统 CAR-T 疗法向其他细胞类型拓展的当下具有特殊意义。”论文第一作者、新加坡国立大学戴嘉平助理教授指导的博士生 Arun Kumar 表示。

Kumar 先生补充道：“基因递送就像选择外卖服务。理想状态下，你希望配送速度快、可靠、能保持食物新鲜且价格合理。基因递送也应如此——高效、经济、对细胞压力小，还能适配各种不同的‘订单’，也就是生物分子。”

在临床前实验中，NExT 平台在原始 T 细胞中实现了高达94%的蛋白质转染效率，mRNA 转染效率超过80%，同时保持了细胞增殖、迁移和细胞因子分泌等关键生物功能。

“我们非常欣慰地发现，即便经过转染处理，这些免疫细胞仍保持着关键的抗肿瘤特性。这表明该平台不仅能提供高效的治疗方案，还能确保细胞质量达到有效治疗标准。”戴嘉平助理教授表示。

▲由新国大研究人员开发的 NExT 平台通过将细胞与密集排列的纳米管“森林”进行接触来实现基因递送。当施加温和的电信号时，这些纳米管会在细胞膜上开启临时孔隙，使 mRNA 或 CRISPR/Cas9 复合物等生物分子能够直接进入细胞质。

更普惠、更灵活的癌症疗法

NExT 平台能够改造出不易引发强烈免疫反应的替代性免疫细胞，某些情况下甚至无需与患者免疫特征匹配即可发挥作用，这使其非常适合“即用型”异体疗法。

此外，该平台的高通量特性专为解决细胞疗法生产中的规模与成本瓶颈而设计。新国大研究团队开发的多孔板版本平台单次运行可转染逾1400万个细胞，能够将不同遗传物质同时递送至来自多位供体的多种免疫细胞中，从而显著缩短生产周期。

为了实现临床转化，研究团队下一步将在临床前研究中验证该技术，随后推进至人体试验阶段。他们也正与行业合作伙伴探讨如何将该系统整合进现有的细胞疗法制造流程，并积极寻求在现实商业环境中测试该平台的机会。



（来源：NUS新加坡国立大学微信公众号）