將免疫細胞改造用於腫瘤治療目前已初見成效，這次整理分享一篇將免疫細胞改造用於腫瘤診斷的文章，具體內容如下：
設計：腫瘤微環境內免疫細胞會有獨特的代謝模式，將報告基因放到特定蛋白啟動子下游改造免疫細胞，而後注射給荷瘤小鼠，改造的細胞到腫瘤部位後因環境的變化表達特定蛋白後，其啟動子下游的報告基因也會一起表達產生診斷信號
選取哪種免疫細胞進行改造呢？作者分析了iPRECOG數據庫內5782腫瘤，發現M2亞型巨噬細胞在各種實體瘤浸潤免疫細胞佔比都很高，暗示其對各種實體瘤都有較強的浸潤能力，因此選取巨噬細胞作為改造對象
腫瘤微環境內IL-4、IL-13含量較高，用IL-4或IL-13刺激兩種巨噬細胞（BMDM、RAW264.7）後一些基因（Ym1、Fizz1、Hif1a、Mrc1、Arg1）表達上調，這些基因是放報告基因的備選基因
從備選基因裡篩特異性強的基因：用腫瘤條件培養基分別培養兩種巨噬細胞（BMDM、RAW264.7），發現條件培養基培養後Arg1的表達增加了600倍，暗示其特異性最強
又做了一個巨噬細胞響應腫瘤微環境內高含量細胞因子（IL-4、IL-13）或條件培養基表達Arg1的“量效”，確證Arg1對的響應性，對不同量的不同響應直接影響此種診斷方法的動態範圍
前面是體外實驗初步判斷出巨噬細胞響應腫瘤微環境Arg1的表達特異性很強，開始體內的驗證：文章作者用VT-680標記巨噬細胞後分別移植給健康小鼠和荷瘤小鼠，檢測肝、肺、脾、腫瘤部位巨噬細胞的基因表達，發現相較其他基因，Arg1在腫瘤部位特異性高表達，至此找到了要導入報告基因的位點Arg1
作者又開始驗證巨噬細胞對腫瘤部位的遷移能力，得確證巨噬細胞能到達腫瘤部位才行，首先是體外驗證：tanswell小室，上層放巨噬細胞，下層放腫瘤細胞條件培養基，檢測巨噬細胞遷移到下層的能力，發現下層條件培養基濃度越高，遷移到下層的巨噬細胞越多，初步說明巨噬細胞可遷移到腫瘤部位
體內實驗也發現巨噬細胞可遷移到腫瘤部位與腫瘤細胞共定位
巨噬細胞遷移到腫瘤部位的分子基礎是什麼呢？檢測後發現，腫瘤部位的巨噬細胞高表達一系列受體（CSF1R、CCR2、CCR5）
上圖是正著看腫瘤浸潤巨噬細胞高表達一系列受體，開始反著看，用抗體阻斷上調受體對應的配體後，巨噬細胞定位到腫瘤部位減少，暗示巨噬細胞依賴CSF1R和CCR2遷移到腫瘤部位
找到了位點，證明了巨噬細胞對腫瘤部位的遷移能力之後開始改造巨噬細胞，將報告基因Gluc放到Arg1的啟動子下游，體外用腫條件培養基和腫瘤部分含量較高的IL-4、IL-13刺激改造後的巨噬細胞發現能誘導產生報告信號
體內驗證檢測能力：靜脈注射4T1，檢測血漿中Gluc，發現可100%檢測轉移的腫瘤（Metastatic組是靜脈注射4T1 14天后，腫瘤除定位肺部開始轉移是檢測血漿中Gluc，Localized組是靜脈注射4T1 7天后，腫瘤只定位於肺部檢測血漿中Gluc），對localized組未發生轉移情況下血漿中無法檢出Gluc作者的解釋是因為肺部高氧的腫瘤微環境
小動物活體成像結果也說明改造的巨噬細胞可準確識別肺部及從肺部轉移到別處的腫瘤細胞（為啥Tumor-Macs-組圖上還有信號？因為每組小鼠都注射了腔腸素coelenterazine-熒光素酶的底物，應該是這個底物聚集到肝臟，肝代謝後發出了光信號）
確定體內有效後，作者開始看自己方法的靈敏度，看最小可識別多大的腫瘤，這次是皮下注射CT26腫瘤細胞，發現最小可識別25立方毫米的腫
前面實驗改造的都是現成的巨噬細胞系，作者在原代細胞上又做了實驗：Bone marrow-derived cells用M-CSF刺激使其表達巨噬marker F4/80，而後導入報告基因，體內體外實驗驗證均發現原代細胞也可用於製備腫瘤診斷巨噬細胞
炎症和腫瘤密切相關，巨噬細胞也會參與炎症反應，那麼單純的炎症反應是否會引起腫瘤診斷巨噬細胞產生假陽性反應呢？作者先在體外進行了驗證，單一炎症因子刺激巨噬細胞不會引起Arg1表達顯著上調，IFNγ和LPS雙重刺激會使RAW264.7上調Arg1的表達
體內看炎症對腫瘤診斷巨噬細胞的影響，首先是後腿炎症模型：HE切片現實創傷後頭三天中性粒細胞（綠色箭頭指示）會出現在肌肉損傷部位，第7天巨噬細胞會出現在肌肉損傷部位（黃色箭頭）；檢測報告基因信號，發現在創傷復原期腫瘤診斷巨噬細胞會產生“陽性”信號
換了個LPS誘導的肺部炎症模型：和後腿炎症模型類似，巨噬細胞會在恢復期出現在炎症部位，產生“陽性”信號
在炎症反應中有假陽性，得往回“找補”，作者在炎症小鼠上又種了個瘤，發現雖然驗炎症反應會造成假陽性，但炎症並不會影響腫瘤診斷巨噬細胞對腫瘤細胞的檢出
改造巨噬細胞診斷腫瘤這個方法比之於現有方法如何呢，和臨床上使用的方法比一下：小鼠皮下種瘤（結腸癌LS174T），比較早期診斷結腸癌腫瘤標誌物癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）和巨噬細胞法的靈敏度，發現第一天時巨噬細胞法就可檢出腫瘤，而CEA法無法檢出
和另一個方法比：cfDNA法只有在腫瘤尺寸大於1500立方毫米時才能檢出，而巨噬細胞法可檢出25立方毫米以上的腫瘤，作者再次說明自己方法的優越性
從某種意義上說，學術論文是通過實驗數據闡明一種理論可能性，而數據是通過一定的實驗模型獲取的，模型其實不是死的，只要遵循科研方法學的基本原則我們是可以自己設計、改造模型的，當現有模型無法支撐自己的“故事”，我們是可以換個“方式”講故事的……就比如這篇，也許當初作者是想找靶向腫瘤能力強的免疫細胞，而後對其改造進行細胞治療呢？再比如文章作者發現自己的方法在炎症反應中有假陽性，他在炎症模型上又種了瘤，說炎症不影響自己方法對腫瘤的檢測。關鍵還是在於你從哪個角度看問題，怎麼講故事。
Amin Aalipour, Hui-Yen Chuang, Surya Murty, Aloma L. D’Souza, et al. Engineered immune cells as highly sensitive cancer diagnostics [J]. Natrebiotechnology, 2019.
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