癌癥是一種很難治療的疾病，因?yàn)榘┘?xì)胞會(huì)迅速變異，對化療藥物和放療產(chǎn)生抗藥性。世界衛(wèi)生組織估計(jì)，在2018年，近1000萬人死于癌癥。據(jù)估計(jì)，由于治療和患者在治療期間不能工作而造成的生產(chǎn)力損失造成的經(jīng)濟(jì)成本高達(dá)1.2萬億美元，預(yù)計(jì)隨著人口老齡化而增加。

       斯坦福大學(xué)的博士后學(xué)者，Andy Tay設(shè)計(jì)了微小的納米材料--比一粒米還小一萬倍的物體--來更好地將DNA傳遞到一種叫做T細(xì)胞的白細(xì)胞中，這種白細(xì)胞可以幫助我們抵抗癌癥。他的方法有效地將DNA傳遞給T細(xì)胞，然后將T細(xì)胞轉(zhuǎn)化成超級戰(zhàn)士，用于追蹤和攻擊癌細(xì)胞。

       上世紀(jì)90年代，因癌癥免疫治療獲得2018年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)或生理學(xué)獎(jiǎng)的James Allison和Tasuku Honjo發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞可以抑制T細(xì)胞并阻止它們檢測腫瘤細(xì)胞。他們*使用一種叫做抗體的蛋白質(zhì)來與癌細(xì)胞結(jié)合。這可以防止癌細(xì)胞干擾和抑制T細(xì)胞。
       Andy Tay研究的第二種癌癥免疫療法，涉及到用定制的DNA基因工程T細(xì)胞。他植入T細(xì)胞的DNA編碼的蛋白質(zhì)就像武器一樣，在癌細(xì)胞有機(jī)會(huì)產(chǎn)生新的突變之前就能更快地殺死癌細(xì)胞。
       不幸的是，將DNA導(dǎo)入細(xì)胞并不容易，現(xiàn)有的方法也不夠完善，可能會(huì)損害T細(xì)胞的抗癌功能。有些T細(xì)胞在DNA傳遞后會(huì)變得異?；钴S，并攻擊患者自己的器官。
       有兩種主要的方式將DNA傳遞到T細(xì)胞中。一個(gè)使用病毒來傳遞DNA。第二種方法是大量電穿孔，這是一種利用電在細(xì)胞上穿孔的技術(shù)，允許DNA進(jìn)入細(xì)胞。然而，這兩種方法都是低效的，并且有一些缺點(diǎn)。
       在遞送的過程中，病毒將自己的病毒DNA與治療DNA一起插入宿主細(xì)胞。這是危險(xiǎn)的，因?yàn)椴《净蛟谖覀凅w內(nèi)的長期后果是未知的。病毒也能引發(fā)毒性免疫反應(yīng)，如持續(xù)發(fā)燒甚至死亡。另一個(gè)不利之處是，病毒只能攜帶很小的DNA，因此很難把新的基因編輯工具塞進(jìn)病毒里。
       這些缺點(diǎn)為電穿孔鋪平了道路。這種方法的原理是將細(xì)胞置于強(qiáng)電場中，在細(xì)胞膜上形成小孔，讓DNA通過。然而，這種技術(shù)類似于快遞員在一個(gè)人的家里炸洞來投遞包裹。他和其他人已經(jīng)證明，這種方法會(huì)損害T細(xì)胞，削弱它們的抗癌能力。
       為了彌補(bǔ)這一技術(shù)上的差距，他開發(fā)了一種新技術(shù)，名為磁性納米電注射，或稱MagNEI，它可以將DNA導(dǎo)入T細(xì)胞，其效率是病毒和大體積電穿孔的四倍。這對于產(chǎn)生大量的基因工程T細(xì)胞士兵是必要的--大約需要10億來對抗癌癥。
       研究人員首先用FDA批準(zhǔn)的磁性粒子修飾T細(xì)胞，激活它們，使它們更容易接受DNA傳遞。然后用磁鐵把這些細(xì)胞固定在中空的納米管上。這些管子的直徑是一粒米的一萬倍。接下來，電場通過納米管在細(xì)胞膜上形成小孔或隧道，使DNA進(jìn)入細(xì)胞。磁力將DNA導(dǎo)入細(xì)胞核。這比電穿孔要溫和得多。
       除了觀察DNA傳遞效率(通過基因工程DNA成功轉(zhuǎn)化的細(xì)胞比例)之外，考慮各種傳遞方式的其他后果也很重要。例如，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改造的T細(xì)胞士兵在DNA傳遞后，遷移和追捕癌細(xì)胞的能力會(huì)減弱。癌癥免疫治療研究群體需要超越簡單的評估，如效率和細(xì)胞存活率，以評估新的DNA傳遞技術(shù)的效用。
       因此，在近的一次綜述中，他提出了一個(gè)框架，用新的標(biāo)準(zhǔn)

來評估哪些DNA傳遞方法是有效的。評估DNA傳遞影響的一種方法是測量外源DNA傳遞如何改變特定基因的活性。
       例如，發(fā)現(xiàn)大量電穿孔會(huì)導(dǎo)致與新陳代謝相關(guān)的基因活性發(fā)生顯著變化。這也許可以解釋為什么用這種方法處理的細(xì)胞生長緩慢。細(xì)胞生長的減少會(huì)增加這些工程T細(xì)胞的制造成本，延長病人的治療時(shí)間。
       像這樣的基于磁性的納米尺度的方法在DNA傳遞方面比病毒和電穿孔法更有優(yōu)勢，但是到目前為止，還只在動(dòng)物研究和人體外的實(shí)驗(yàn)中測試過它們。在未來，研究人員希望利用納米材料來傳遞DNA，創(chuàng)造基于細(xì)胞的療法。