将免疫细胞改造用于肿瘤治疗目前已初见成效，这次整理分享一篇将免疫细胞改造用于肿瘤诊断的文章，具体内容如下：
设计：肿瘤微环境内免疫细胞会有独特的代谢模式，将报告基因放到特定蛋白启动子下游改造免疫细胞，而后注射给荷瘤小鼠，改造的细胞到肿瘤部位后因环境的变化表达特定蛋白后，其启动子下游的报告基因也会一起表达产生诊断信号
选取哪种免疫细胞进行改造呢？作者分析了iPRECOG数据库内5782肿瘤，发现M2亚型巨噬细胞在各种实体瘤浸润免疫细胞占比都很高，暗示其对各种实体瘤都有较强的浸润能力，因此选取巨噬细胞作为改造对象
肿瘤微环境内IL-4、IL-13含量较高，用IL-4或IL-13刺激两种巨噬细胞（BMDM、RAW264.7）后一些基因（Ym1、Fizz1、Hif1a、Mrc1、Arg1）表达上调，这些基因是放报告基因的备选基因
从备选基因里筛特异性强的基因：用肿瘤条件培养基分别培养两种巨噬细胞（BMDM、RAW264.7），发现条件培养基培养后Arg1的表达增加了600倍，暗示其特异性最强
又做了一个巨噬细胞响应肿瘤微环境内高含量细胞因子（IL-4、IL-13）或条件培养基表达Arg1的“量效”，确证Arg1对的响应性，对不同量的不同响应直接影响此种诊断方法的动态范围
前面是体外实验初步判断出巨噬细胞响应肿瘤微环境Arg1的表达特异性很强，开始体内的验证：文章作者用VT-680标记巨噬细胞后分别移植给健康小鼠和荷瘤小鼠，检测肝、肺、脾、肿瘤部位巨噬细胞的基因表达，发现相较其他基因，Arg1在肿瘤部位特异性高表达，至此找到了要导入报告基因的位点Arg1
作者又开始验证巨噬细胞对肿瘤部位的迁移能力，得确证巨噬细胞能到达肿瘤部位才行，首先是体外验证：tanswell小室，上层放巨噬细胞，下层放肿瘤细胞条件培养基，检测巨噬细胞迁移到下层的能力，发现下层条件培养基浓度越高，迁移到下层的巨噬细胞越多，初步说明巨噬细胞可迁移到肿瘤部位
体内实验也发现巨噬细胞可迁移到肿瘤部位与肿瘤细胞共定位
巨噬细胞迁移到肿瘤部位的分子基础是什么呢？检测后发现，肿瘤部位的巨噬细胞高表达一系列受体（CSF1R、CCR2、CCR5）
上图是正着看肿瘤浸润巨噬细胞高表达一系列受体，开始反着看，用抗体阻断上调受体对应的配体后，巨噬细胞定位到肿瘤部位减少，暗示巨噬细胞依赖CSF1R和CCR2迁移到肿瘤部位
找到了位点，证明了巨噬细胞对肿瘤部位的迁移能力之后开始改造巨噬细胞，将报告基因Gluc放到Arg1的启动子下游，体外用肿条件培养基和肿瘤部分含量较高的IL-4、IL-13刺激改造后的巨噬细胞发现能诱导产生报告信号
体内验证检测能力：静脉注射4T1，检测血浆中Gluc，发现可100%检测转移的肿瘤（Metastatic组是静脉注射4T1 14天后，肿瘤除定位肺部开始转移是检测血浆中Gluc，Localized组是静脉注射4T1 7天后，肿瘤只定位于肺部检测血浆中Gluc），对localized组未发生转移情况下血浆中无法检出Gluc作者的解释是因为肺部高氧的肿瘤微环境
小动物活体成像结果也说明改造的巨噬细胞可准确识别肺部及从肺部转移到别处的肿瘤细胞（为啥Tumor-Macs-组图上还有信号？因为每组小鼠都注射了腔肠素coelenterazine-荧光素酶的底物，应该是这个底物聚集到肝脏，肝代谢后发出了光信号）
确定体内有效后，作者开始看自己方法的灵敏度，看最小可识别多大的肿瘤，这次是皮下注射CT26肿瘤细胞，发现最小可识别25立方毫米的肿
前面实验改造的都是现成的巨噬细胞系，作者在原代细胞上又做了实验：Bone marrow-derived cells用M-CSF刺激使其表达巨噬marker F4/80，而后导入报告基因，体内体外实验验证均发现原代细胞也可用于制备肿瘤诊断巨噬细胞
炎症和肿瘤密切相关，巨噬细胞也会参与炎症反应，那么单纯的炎症反应是否会引起肿瘤诊断巨噬细胞产生假阳性反应呢？作者先在体外进行了验证，单一炎症因子刺激巨噬细胞不会引起Arg1表达显著上调，IFNγ和LPS双重刺激会使RAW264.7上调Arg1的表达
体内看炎症对肿瘤诊断巨噬细胞的影响，首先是后腿炎症模型：HE切片现实创伤后头三天中性粒细胞（绿色箭头指示）会出现在肌肉损伤部位，第7天巨噬细胞会出现在肌肉损伤部位（黄色箭头）；检测报告基因信号，发现在创伤复原期肿瘤诊断巨噬细胞会产生“阳性”信号
换了个LPS诱导的肺部炎症模型：和后腿炎症模型类似，巨噬细胞会在恢复期出现在炎症部位，产生“阳性”信号
在炎症反应中有假阳性，得往回“找补”，作者在炎症小鼠上又种了个瘤，发现虽然验炎症反应会造成假阳性，但炎症并不会影响肿瘤诊断巨噬细胞对肿瘤细胞的检出
改造巨噬细胞诊断肿瘤这个方法比之于现有方法如何呢，和临床上使用的方法比一下：小鼠皮下种瘤（结肠癌LS174T），比较早期诊断结肠癌肿瘤标志物癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）和巨噬细胞法的灵敏度，发现第一天时巨噬细胞法就可检出肿瘤，而CEA法无法检出
和另一个方法比：cfDNA法只有在肿瘤尺寸大于1500立方毫米时才能检出，而巨噬细胞法可检出25立方毫米以上的肿瘤，作者再次说明自己方法的优越性
从某种意义上说，学术论文是通过实验数据阐明一种理论可能性，而数据是通过一定的实验模型获取的，模型其实不是死的，只要遵循科研方法学的基本原则我们是可以自己设计、改造模型的，当现有模型无法支撑自己的“故事”，我们是可以换个“方式”讲故事的……就比如这篇，也许当初作者是想找靶向肿瘤能力强的免疫细胞，而后对其改造进行细胞治疗呢？再比如文章作者发现自己的方法在炎症反应中有假阳性，他在炎症模型上又种了瘤，说炎症不影响自己方法对肿瘤的检测。关键还是在于你从哪个角度看问题，怎么讲故事。
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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