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细胞疗法为多种疾病带来了新的治疗希望，但移植细胞常被宿主免疫系统视为异物而遭到攻击。传统解决方案依赖长期服用免疫抑制剂，这虽能抑制排斥反应，却显著增加感染和癌症等严重副作用风险。宾夕法尼亚州立大学的研究团队开发出一种仿生透明带（BZP）水凝胶涂层，为治疗性细胞穿上“隐形斗篷”，使其在体内发挥功能的同时有效逃避免疫监视。该研究发表于《自然生物医学工程》，在糖尿病小鼠模型中实现了超过100天的血糖控制，无需持续免疫抑制。

免疫屏障：细胞疗法的核心挑战

细胞疗法通过移植特定细胞来替代受损功能或攻击病变细胞，例如胰岛细胞可分泌胰岛素调节血糖。然而，供体细胞进入患者体内后，会触发免疫应答，导致细胞被迅速清除。论文通讯作者、宾夕法尼亚州立大学生物医学工程教授Yong Wang指出：“胰岛细胞能释放胰岛素维持血糖稳定，但供体胰岛会被患者免疫系统识别并攻击。现有治疗需要患者持续服用免疫抑制剂，这可能导致包括癌症在内的严重副作用。”尽管FDA已批准部分细胞疗法用于癌症等疾病，但糖尿病细胞疗法直到2023年才迎来首个获批产品，其疗效和安全性仍受限于免疫排斥问题。

灵感源于自然：仿生透明带的设计与机制

为克服免疫排斥，研究团队从人体卵细胞表面的透明带（zona pellucida）获得灵感。透明带是包裹卵细胞的天然糖蛋白层，既能保护卵细胞，又允许精子穿透。研究人员模仿这一结构，开发出BZP水凝胶涂层，其厚度仅20微米，远细于人类发丝，可紧密贴合细胞或细胞簇的曲面，且不影响细胞正常功能。论文第一作者、哈佛医学院博士后Kyungsene Lee（在宾州州立大学获得生物医学工程博士学位）表示：“我们的身体非常奇妙——通过模拟卵细胞上由蛋白质形成的天然超薄涂层，我们能够强化并隐藏用于治疗性移植的细胞。”BZP涂层不仅物理隔绝免疫细胞接触，还保持足够的通透性，使胰岛素等小分子能自由扩散至血液中，从而在无需免疫抑制的情况下维持血糖稳态。

显著疗效：糖尿病小鼠血糖控制超100天

研究团队在糖尿病小鼠模型中验证了BZP包被胰岛的疗效。实验分为三组：未治疗组、接受未包被胰岛移植组、接受BZP包被胰岛移植组。结果显示，BZP包被组小鼠在移植后一周内血糖即恢复正常，且大多数小鼠在超过100天内保持血糖稳定，期间未接受任何免疫抑制剂。相比之下，未包被胰岛移植组在无免疫抑制条件下，血糖控制仅能维持一周或更短。Yong Wang教授强调：“这一持续时间显著长于传统细胞疗法，后者在无全身免疫抑制时通常只能维持一周。”此外，扫描电镜图像证实BZP涂层均匀覆盖胰岛表面，形成完整保护层。该研究历时八年，团队经过反复优化才实现如此薄且稳定的涂层。

未来展望：从糖尿病到更广泛的生物医学应用

研究团队计划进一步探索BZP包被胰岛在体内的长期存活时间，并推进临床转化。Yong Wang教授指出：“这项技术可能应用于免疫疗法、慢性病细胞治疗，或再生医学中促进组织再生。”BZP平台有望成为细胞疗法的通用工具，为多种疾病提供无副作用的治疗选择。该研究获得了宾夕法尼亚州立大学Huck讲席教授基金、2025年Huck种子基金以及美国国立卫生研究院多个研究所的资助。