Science：經(jīng)過CRISPR基因編輯的CAR-T細(xì)胞在癌癥患者體內(nèi)是安全的

在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學(xué)和斯坦福大學(xué)的研究人員將兩種最先進的方法---CRISPR（對DNA進行編輯）和T細(xì)胞療法（利用免疫系統(tǒng)的哨兵破壞腫瘤）---結(jié)合在一起，從而在快速發(fā)展的癌癥免疫療法領(lǐng)域開創(chuàng)了新的篇章。他們報道兩名女性和一名男性，年齡都在60多年，其中的一人患有肉瘤，剩余兩人患有一種稱為多發(fā)性骨髓瘤的血癌。這三名患者在去年接受了他們自身的經(jīng)過CRISPR基因編輯的免疫細(xì)胞治療。相關(guān)研究結(jié)果于2019年2月6日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“CRISPR-engineered T cells in patients with refractory cancer”。
圖片來自Science, 2020, doi:10.1126/science.aba9844。
對這三名患者來說，益處是有限的：一人已經(jīng)死亡，而另外兩人的病情已經(jīng)惡化。但是，論文通訊作者、賓夕法尼亞大學(xué)癌癥研究員Carl June說，這項經(jīng)過多年監(jiān)管審查的臨床試驗并不是為了治愈癌癥，相反，它的目標(biāo)是表明這種策略是可行的和安全的。

就這一指標(biāo)而言，科學(xué)家們同意，它成功了。美國加州大學(xué)伯克利分?；蚪M編輯學(xué)者Fyodor Urnov（未參與這項研究）說，“這是一個決定性的轉(zhuǎn)折點?！彼f，這項研究在美國尚屬首次，解答了“明顯困擾了這個領(lǐng)域的問題”。

這些研究人員將CRISPR與另一種將新DNA整合到免疫細(xì)胞中的策略組合使用。June及其團隊在2010年幫助開創(chuàng)了這一策略，當(dāng)時他們將DNA添加到來自三名男性慢性白血病患者的T細(xì)胞中，并將這些T細(xì)胞灌注回相同的患者體內(nèi)。治療結(jié)果是了不起的：兩名男性患者如今仍然活著并且保持健康。其他人正在測試這種相同的稱為CAR-T細(xì)胞療法的方法---導(dǎo)入到T細(xì)胞中的嵌合抗原受體（CAR）基因有助于這些灌注回到患者體內(nèi)的T細(xì)胞結(jié)合并摧毀表面上表達特定蛋白的癌細(xì)胞。制備CAR-T細(xì)胞的過程通常需要4到6周的時間。如今，已有兩款CAR-T細(xì)胞療法被批準(zhǔn)用于治療白血病患者和淋巴瘤患者。

但是隨著時間的流逝，這種療法的局限性逐漸成為人們關(guān)注的焦點。論文第一作者、在賓夕法尼亞大學(xué)治療血液癌癥的Edward Stadtmauer說，并不是每名癌癥患者都會受益，即便那些受益的癌癥患者也會復(fù)發(fā)。腦瘤和胰腺瘤等實體瘤已被證實很難治療。

人們希望使用CRISPR敲除選定的基因，同時添加DNA，這可能會讓T細(xì)胞變得更加強大和持久。但是CRISPR帶來了它自己的不確定性。實驗室研究顯示出它存在“脫靶”效應(yīng)，即意想不到的DNA修飾。沒有人知道攜帶經(jīng)過編輯的基因的T細(xì)胞是否還能在人體中存活。去年，Vertex Pharmaceuticals公司和CRISPR Therapeutics公司宣布，兩名接受經(jīng)過CRISPR編輯的細(xì)胞治療的遺傳性血液病患者表現(xiàn)良好，但是未公布太多的細(xì)節(jié)。

June、Stadtmauer和他們的同事們先是尋找那些所患的腫瘤產(chǎn)生一種名為NY-ESO-1的蛋白的患者，以便將一個編碼靶向這種蛋白的基因添加到從這些患者體內(nèi)提取出的T細(xì)胞中。這些患者也需要攜帶一種特定類型的人類白細(xì)胞抗原（HLA），HLA是一種免疫蛋白復(fù)合物，有助于灌注回患者體內(nèi)的T細(xì)胞茁壯成長。符合條件的四名患者都病得很重，這是這種新療法經(jīng)常遇到的情形。一名患有多發(fā)性骨髓瘤的女性患者接受了三次骨髓移植。另一名在三十多歲時患上肉瘤的女性患者病情太重?zé)o法接受她的在實驗室中經(jīng)過基因改造的T細(xì)胞治療，她接受臨床關(guān)懷，死了。

為了促進來自這些患者的T細(xì)胞抵抗他們所患的疾病，這些研究人員使用CRISPR敲除了兩個編碼所謂T細(xì)胞受體（TCR）的基因。此外，他們還削弱了第三個基因，它編碼一種稱為PD-1的蛋白。June團隊推測，PD-1可以阻止免疫反應(yīng)，清除PD-1的影響可能會豐富T細(xì)胞的功能。隨后，他們將一個不同的靶向NY-ESO-1的T細(xì)胞受體編碼基因插入到T細(xì)胞中。

對這三名患者的密集監(jiān)測，包括抽血以研究他們體內(nèi)的經(jīng)過基因改造的T細(xì)胞，結(jié)果證實了CRISPR會導(dǎo)致一些脫靶變化。但是它們很少，而且具有這些意想不到的DNA變化的細(xì)胞數(shù)量會隨著時間的推移逐漸消失。令人鼓舞的是，這些經(jīng)過CRISPR基因編輯的T細(xì)胞可在體內(nèi)持續(xù)至少9個月的時間，而現(xiàn)有的CAR-T細(xì)胞療法研究中，這一數(shù)字為大約2個月。June說，影像學(xué)檢查顯示出“良好的健康的T細(xì)胞”，在實驗室研究中，它們在輸注回患者體內(nèi)幾個月后就可以擊退癌癥。

但在這三名患者中，預(yù)后卻不高。最好的反應(yīng)是在一名肉瘤患者體內(nèi)觀察到的，他的原發(fā)性腫瘤縮小了，不過他的癌癥后來又惡化了。美國加州大學(xué)洛杉磯分校腫瘤學(xué)家Antoni Ribas說，“這不像是你關(guān)閉了這些基因，這些T細(xì)胞就會開始發(fā)揮驚人的作用?！盧ibas、June和其他人提出了可能的原因，包括接受治療的患者人數(shù)較少，以NY-ESO-1為靶標(biāo)可能存在局限性（選擇它作為靶標(biāo)部分上是出于它具有較好的安全記錄）以及未能在許多T細(xì)胞中敲除全部的三個基因。

這篇論文的一些作者正在與公司合作將這種方法商業(yè)化。但是，未來還有很多實驗需要開展。 Stadtmauer說，“這整個領(lǐng)域充滿了不同的想法?！逼渌囊恍┡R床試驗，包括在中國開展的一些臨床試驗，正在為患有癌癥或其他疾病的患者提供經(jīng)過CRISPR基因編輯的細(xì)胞。在Ribas的協(xié)助下成立的PACT Pharma公司正在開展一項利用CRISPR靶向?qū)嶓w瘤中的基因突變的臨床試驗。

Ribas說，June團隊為給患者給送經(jīng)過CRISPR基因編輯的T細(xì)胞提供了“一個必要的開端”。他補充道，從現(xiàn)在開始，“事情將變得更加簡單，這是因為他們首先這樣做了。”（生物谷 世聯(lián)博研Bioexcellence）

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