五种方法来衡量免疫疗法的效力
免疫疗法显示出了希望，但距离完美还有很长的路要走。免疫疗法通过帮助免疫系统瞄准并杀死肿瘤细胞来增强免疫系统。这类治疗被批准用于治疗至少20种不同的癌症今天,但只有15-20%的人接受免疫治疗显示一个持久的反应副作用是并不少见．由于免疫疗法制造过程的复杂性，特别是过继细胞疗法，如CAR-T细胞疗法，免疫疗法的效力很难预测。随着科学家们寻求开发更安全、更有效的免疫疗法，并扩大其治疗其他癌症类型的范围，确保以细胞为基础的产品的一致性至关重要——选择正确的细胞效力测定方法也是如此。
效价测定应量化细胞产物的关键生物活性。对于免疫疗法来说，关键的生物学过程是免疫细胞靶向并杀死癌细胞的能力。研究人员使用细胞活力和细胞毒性测定来测量他们的治疗方法如何快速和彻底地杀死肿瘤细胞在体外这为衡量批次产品之间的性能提供了一个基准。这种评估效力的定量方法有助于确保与改善治疗结果的目标的一致性。
科学家可以用几种不同的方法来测试细胞毒性。以下是五种常用的细胞活力测定方法及其在免疫治疗效力检测中的优点和局限性。
1.
铬释放试验
铬释放试验是一种被广泛接受的细胞活力测定方法。自1968年以来，它一直是评估过继细胞疗法(如CAR-T细胞)细胞毒性最常用的方法。研究人员将目标细胞(如肿瘤细胞)装入铬的放射性同位素，然后将细胞暴露于活性CAR-T或CAR-NK细胞．经过一段潜伏期后，研究人员探测细胞培养基中的放射性信号。这种信号的强度与被破坏的靶细胞的数量成正比。
虽然这种检测方法已经变得很普遍，但一些实验室正在转向更强大和更敏感的检测方法。铬释放测定法由于其作为终点方法的性质而受到限制。研究人员只能评估一个时间点的细胞杀伤，这意味着他们无法测量细胞毒性的动力学来确定峰值杀伤率、慢性激活的迹象或t细胞衰竭的点。此外，这种测试使用有害辐射。新的检测方法使用不同类型的信号，对使用者的毒性更小。
2.
MTT检测
研究人员可以使用四唑盐MTT作为线粒体代谢率的指标，这是细胞活力的代表。如果有功能，线粒体酶会导致MTT形成紫色晶体，研究人员可以用分光光度计测量。紫色越浓，培养基中活细胞的数量越多。
许多研究人员使用这种方法来评估免疫疗法的细胞毒性。它是廉价的，易于执行，不像铬释放测定，它不使用辐射。但是像铬释放试验一样，MTT试验是终点反应，限制了研究人员可以收集的关于免疫疗法细胞杀伤行为的信息量。
3. LDH化验
乳酸脱氢酶(LDH)存在于所有细胞中，所以当免疫疗法破坏细胞膜时，这种化学物质就会泄漏出来。因此，细胞培养基中乳酸脱氢酶的浓度表明了治疗的细胞毒性的大小。
这种检测方法是确定免疫疗法效力的有效方法，但需要一个复杂的方案。研究人员通过量化其活性指数来测量乳酸脱氢酶的水平。乳酸脱氢酶将乳酸盐转化为丙酮酸，丙酮酸与四唑盐相互作用形成水溶性的红色分子，研究人员可以用比色法检测出这种分子。红色的浓度与细胞死亡的程度相关。
像铬释放和MTT测定法一样，LDH测定法只测量单个时间点的细胞死亡。这一限制使得难以评估疗法活性的动力学，并产生较少的数据用于效力计算。
4.
Live-cell成像
在目前所描述的所有方法中，活细胞成像是第一个实时测量细胞杀伤的方法。研究人员可以连续几天到几个月监测它们的细胞。这种能力在难以预测某些事件的时间的情况下是理想的，例如CAR-T细胞活性的动力学。然而活细胞成像也有其局限性。
活细胞成像使用光学技术来监测培养中的细胞。在测试过继细胞疗法时，研究人员将肿瘤细胞固定在平板上，并将工程免疫细胞放置在其上。但是免疫细胞可以阻挡肿瘤细胞的视野，这使得可靠地测量细胞杀伤具有挑战性。科学家可以使用染料来区分这两种细胞群，但这一额外步骤使程序复杂化，并有可能影响细胞的自然行为。此外，由于数据是可视化的，数据分析是主观的，需要训练有素的眼睛来解释结果。
5. 阻抗监测的生物电子分析
最新一代的细胞活力分析包括生物电子分析，它解决了许多固有的挑战，先前的细胞活力分析。生物电子分析能够实时、定量地测量免疫细胞介导的肿瘤细胞杀伤，而无需使用可能干扰细胞行为的染料或标签。
生物电子分析从一个多孔板开始，每个孔的底部都有生物电子传感器。研究人员将肿瘤细胞固定在平板上，这些细胞附着在电极上，阻碍了电信号。接下来，研究人员加入免疫细胞，观察它们如何杀死肿瘤细胞。随着肿瘤细胞死亡和分离，记录的阻抗下降。这种非侵入性技术使研究人员能够在几天、几周或几个月内实时定量测量细胞死亡。研究人员可以同时监测细胞死亡动力学和细胞浓度范围内的大小，以帮助研究人员确定治疗的效力。佐治亚大学副教授洛希塔什·卡鲁巴亚博士说，使用这个技巧评估一种新型CAR-T细胞疗法对抗胶质母细胞瘤细胞的效力。
测量细胞活力以评估免疫细胞效力
细胞活力分析，特别是那些能够实时监测免疫细胞-肿瘤相互作用的细胞活力分析，为研究人员分析新型免疫治疗候选药物的效力提供了可靠的方法。生物电子分析通过对免疫细胞动态的定量、非侵入性、连续监测提供了最好的方法。通过这些阻抗分析收集的数据可以帮助开发人员在早期开发过程中筛选出无效和有毒的生物治疗候选药物，并降低在制造过程中不合格治疗药物离开实验室的可能性。从长远来看，生物电子检测将有助于为有需要的患者带来更安全、更有效的治疗方法。
