腫瘤微環境

腫瘤在TME中形成和發展，TME不僅包含腫瘤細胞，還包含基質細胞和免疫細胞。腫瘤的發生和發展既受腫瘤內遺傳或獲得性突變的影響，也受腫瘤周圍TME中多種成分的相互作用的影響，包括細胞、信號因子和支持性結構分子。值得注意的是，腫瘤異質性存在于不同患者之間、同一患者的不同病變內以及單個腫瘤的不同區域。在TME中存在的免疫和基質成分中也觀察到這種異質性。更重要的是，這種異質性隨著時間的推移是動態的。

腫瘤微環境是細胞和非細胞成分的高度異質性混合物，包括成纖維細胞、細胞外基質（ECM）、間充質基質/干細胞（MSCs）、血管系統、平滑肌細胞、免疫細胞、神經和信號因子。在TME的背景下，隨著單細胞RNA測序、質譜儀和多參數成像等技術的發展，分析了TME的復雜性和多樣性及其對治療反應的影響。

根據免疫成分和狀態，TME被分為三種類型，包括浸潤-排斥、浸潤-炎癥和浸潤-三級淋巴結構（TLS）。浸潤-排斥TME的特征是細胞毒性T細胞（CTL）排斥在腫瘤核心外，CTL定位于腫瘤周圍。浸潤-炎癥TME的特征是腫瘤細胞和髓系細胞上大量表達PD-L1，CTL高度激活，表達顆粒酶B、IFN-γ和PD-1。浸潤-TLSTME含有TLS，其免疫細胞成分與淋巴結類似，包括B細胞、樹突狀細胞和Treg細胞。

最近，通過分析20種不同癌癥中10000多名癌癥患者的轉錄組信息，Bagaev等人確定了四種TME亞型：免疫富集型和纖維化型（IE/F）、免疫富集型和非纖維化型（IE）、纖維化型（F）和免疫耗竭型（D）。IE/F亞型為免疫性炎癥，以CAF激活和血管生成相關功能基因表達上調為特征。IE亞型高度浸潤，顯示T細胞活性增加。F和D亞型均缺乏或僅有少量淋巴細胞浸潤。進一步的研究發現，這些TME亞型與免疫治療的反應相關，其中具有良好免疫微環境的患者往往從免疫治療中獲益最多。

微流控技術

微流控技術是一種可以操縱在數百毫米長度的通道中的微小流體（10?9至10?18 L）的技術。由于TME內的腫瘤細胞和免疫細胞的細胞體積與細胞外液體積大于1（即細胞外液體積更小），微流控裝置的尺寸使其非常適合用于研究和模擬TME的生物學應用。微流控技術的另一個特點是其低雷諾系數（Re），這是指流體上慣性力與粘性力的比率。當Re值較低時，微流控系統中的流體流動為層流，這意味著質量主要通過擴散傳遞。這使得在微流控系統中在時間和空間上產生可溶性因子的濃度梯度成為可能。

微流控裝置也被稱為“器官芯片”或“組織芯片”，使用塑料材料或其他光學透明材料形成灌流空心微通道，可以模擬脈管系統。雖然聚二甲基硅氧烷（PDMS）通常用于制造微流控裝置，但已經驗證了幾種剛性熱塑性聚合物（例如聚碳酸酯、環烯烴共聚物），以克服PDMS的關鍵限制，例如疏水分子的吸附和蒸發。此外，隨著微流控技術的發展和人們對該系統的優化，許多復雜的微流控設備已被開發用于特定功能。

微流控技術在腫瘤免疫的應用

通過將微流控技術與3D培養系統相結合，研究人員可以控制基質結構、基質剛度、細胞組成和比率、流速和其他特征。這些設備還可以與高分辨率實時成像結合，以探索特定器官或疾病背景下的各種臨床前分析。微流控技術已廣泛應用于癌癥生物學和癌癥免疫治療的許多方面的研究，包括腫瘤生長、癌細胞外滲、血管生成、免疫治療反應和藥物篩選。

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