1891年,美國腫瘤科醫生William Coley觀察到一個神奇現象:某些癌症患者在感染特定細菌後,體內的腫瘤竟然縮小了。於是他開始嘗試將細菌注射進患者的腫瘤內進行治療。這項研究,為現今的免疫療法奠定了基礎。

在20世紀的絕大部分時間裡,免疫療法因放射治療和化療的興起而黯然失色,直至近幾十年才捲土重來,重新成為癌症治療的重要力量。透過訓練患者自身的免疫系統對抗癌症,此療法已成為多種疾病的一線治療方案。不過,難題仍未解決:雖然免疫療法對血癌等癌症成效顯著,但對實體腫瘤的效用甚微,原因在於其組織緻密、難以滲透。不幸的是,全球大多數癌症死亡病例都由實體腫瘤導致。

透過AI的客觀視角 洞察人類忽略的真相

問題的關鍵並非免疫系統火力不足,而是人類的識別能力有限。傳統研究方法依賴常見的細胞標記與人為設定的假設,一些較罕見或非典型的免疫細胞很容易被忽略。香港中文大學(中大)醫學院病理解剖及細胞學系鄧銘權教授帶領團隊,以截然不同的研究方法切入。他們運用先進的AI模型,分析了肺癌、肝癌、胰腺癌等多種實體腫瘤的數百萬個單細胞樣本。這種以數據為核心的研究策略,意外地揭示了一種從未被發現的新型T細胞——它們在不同的實體腫瘤中反覆出現,卻一直被人類所忽略。

「利用單細胞RNA測序,我們能看到單個細胞的基因表現,而不是整體的平均值。」鄧教授表示:「再結合無偏見的AI分析,我們完全排除了人的主觀判斷。AI就像客觀的見證者,純粹基於數據來辨識免疫細胞的狀態,不依賴任何既有假設。」

中大醫學院病理解剖及細胞學系鄧銘權教授(中)與本項目主要研究參與者:科學主任鄧昭俊博士(左一)、轉化腫瘤學國家重點實驗室副主任杜家輝教授(左二)、博士後研究員陳金坤博士(右二),以及博士研究生張琦(右一)。

「超級」T細胞:能導航定位的抗癌戰士

這項發現為癌症治療開啟了全新可能。研究指出,人體會產生一種具備獨特屬性的T細胞。作為免疫系統的重要白血球,這種細胞不僅能精確定位實體腫瘤的位置,更能直接消滅癌細胞,即便在免疫細胞難以存活的實體腫瘤微環境中,依然能高效發揮作用。研究團隊將其命名為「超級」T細胞。

病理解剖及細胞學系博士後研究員陳金坤博士解釋:「我們意外發現,『超級 』T細胞能利用由組織發炎訊號驅動的精密感應機制。一般T細胞往往無法進入實體腫瘤緻密又發炎的環境,但『超級 』T細胞卻先天被編程為能識別這類環境,可以在其中存活並消滅癌細胞。正因具備這種組織感應能力,它們得以突破令傳統免疫療法失效的物理與生物屏障。」

運用人工智能輔助的單細胞生物信息學,團隊觀察到新型「超級」T細胞,它們具有更強的腫瘤穿透能力,可轉化為癌症免疫療法以解決現時臨床未能滿足的治療需求。

研究還發現,這類「超級」T細胞不但能感應炎症,還對機體無傷害性。換言之,它們精準鎖定腫瘤組織,而不會對健康組織造成任何損傷。這意味著,基於此類細胞開發的藥物不會引發「免疫風暴」,即原本無害的免疫訊號分子大量失控釋放,達到致命濃度。例如新冠疫情中,這一現象便是造成大量患者死亡的重要原因。

從發現到量產:超級細胞的臨床應用

研究團隊不僅成功識別「超級」T細胞,更開發出大規模生產技術,可在數天內利用患者血液製造出大量此類細胞。這一成果為研發更安全及有效的實體腫瘤免疫療法帶來了曙光,有望造福數百萬患者。

為加快科研成果轉化,團隊成立了CELLmeric醫療科技公司。該公司擁有專屬的細胞工程平台,並摒棄了傳統治療中利用改造病毒攜帶基因物質的方法。鄧教授指出:「我們的技術能大幅提升臨床安全性,避免了製造病毒載體的複雜流程,能夠以更經濟的成本製造出高品質、穩定性強及安全的治療性細胞,讓這種細胞療法惠及更廣泛的患者群體。」

這一療法的臨床療效,取決於特定癌症類型的炎症微環境。現有研究顯示,該療法對實體腫瘤領域的幾類常見癌症具有極為顯著的治療潛力,肺癌、胰腺癌和肝癌均在此列。目前,研究團隊正與中國內地及澳洲的相關機構合作,進一步界定該療法最適用的癌症範圍及計劃臨床研究。

鄧教授說:「臨床應用是一項耗時數年的工作,還需通過一系列嚴格的監管審批,但我們正全速推進研發,希望盡快為患者帶來革命性的癌症治療方法。」

目前,這項研究的轉化工作已取得實質性進展,不僅獲得全國顛覆性技術創新大賽卓越獎、亞洲創新與發明展覽會金獎、日內瓦國際發明展銀獎等重要榮譽,更獲國家科技部直接經費資助。同時,該項目還獲得中大轉化腫瘤學全國重點實驗室、中華人民共和國香港特別行政區政府香港創新科技署「創新及科技支援計劃(中游、主題性)」、研究資助局優配研究金,以及中大醫學院「至臻至美」計劃的全力支持。