微系统技术加速免疫治疗的发现与转化
免疫治疗已革新癌症与自身免疫疾病的治疗，但仅对特定患者群体产生持久疗效。由于疾病复杂性与异质性，设计有效免疫治疗并预测其效果仍具挑战。微尺度系统（包括微流控、微电子与微支架）正被用于加速免疫治疗开发，有望解决疗效、毒性、可预测性及可及性难题。这些系统通过微型化结构、传感器与执行器，精准操控免疫分子与细胞，实现高通量功能筛选、生物制造微反应器、治疗递送工程支架及治疗后免疫监测生物传感器等技术突破。
在关键免疫治疗类型（如单克隆抗体、细胞因子药物、工程免疫细胞和治疗性疫苗）的开发转化中，微系统技术推动了多项进展：
- 高通量筛选设备：用于功能性免疫细胞快速筛选，如通过微流控芯片实现单细胞水平的T细胞受体亲和力分析；
- 微型生物反应器：优化CAR-T细胞扩增与功能评估，如集成3D培养与实时监测的微流控系统；
- 工程化递送支架：如可注射水凝胶微支架局部释放细胞因子，减少全身毒性；
- 生物传感监测：通过纳米级磁流体系统检测循环肿瘤DNA，或可穿戴设备实时监测细胞因子风暴。
挑战包括临床转化中的标准化难题（如器官芯片的定量特征定义）、技术整合瓶颈（如多器官芯片的血管灌注网络设计）及监管框架缺失（如FDA现代化法案2.0推动的非动物模型验证体系）。此外，微系统在自身免疫疾病治疗（如靶向调节性T细胞疗法）和癌症免疫监测（如外泌体PD-L1检测）中的应用也显示出潜力。
未来方向包括：
- 结合机器学习的多组学分析优化治疗策略
- 开发植入式微系统实现体内CAR-T细胞原位制造
- 探索非病毒基因编辑与微流控电穿孔技术降低成本
- 通过柔性电子材料提升植入设备生物相容性
本研究由陈-扎克伯格生物枢纽与美国国立癌症研究所资助，部分作者与CTRL Therapeutics等公司存在利益关联。
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