工程化的T細胞療法通過實現與血液相關的癌癥(如白血病和淋巴瘤)的長期緩解,正在徹底改變癌癥的治療方法。這些療法涉及獲得患者的T細胞,對其進行“重編程”以攻擊癌細胞,然后將其轉移回患者體內。使用CRISPR-Cas9進行靶向基因滅活(敲除)可以增強T細胞活性,并具有擴大細胞治療應用的潛力。到目前為止,還不知道一旦將CRISPR-Cas9編輯的T細胞重新注入人體后是否會被耐受。
2020年2月6日,美國賓夕法尼亞大學Edward A. Stadtmauer等人在Science 在線發表題為“CRISPR-engineered T cells in patients with refractory cancer”的研究論文,該研究首次在人類的I期臨床試驗,以測試3名難治性癌癥患者中多重CRISPR-Cas9編輯以工程改造T細胞的安全性和可行性。該研究發現,在T細胞中刪除了兩個編碼內源性T細胞受體(TCR)鏈的基因TCRα(TRAC)和TCRβ(TRBC),以減少TCR錯配并增強合成的癌癥特異性TCR轉基因的表達(NY-ESO -1)。去除編碼PD-1(PDCD1)的第三個基因,以提高抗腫瘤免疫力。將工程化的T細胞轉移到患者體內導致持久移植,并在所有三個基因組位點進行編輯。盡管檢測到染色體易位,但頻率隨時間降低。修飾的T細胞可持續長達9個月,這表明在這些條件下免疫原性極低,證明了CRISPR基因編輯用于癌癥免疫療法的可行性。
最后,基因編輯先驅Jennifer A. Doudna在Science 發表題為“Knocking out barriers to engineered cell activity”的點評文章,高度盛贊研究成果,指出該研究CRISPR-Cas9基因編輯的細胞經過臨床驗證的長期安全性,這為下一代基于細胞的療法鋪平了道路。
基因編輯為糾正DNA突變提供了潛力,并可能為治療或消除無數人類遺傳疾病提供希望。基因編輯的目的是以單堿基對的精度改變細胞的DNA。該原理首先在哺乳動物細胞中得到證實,表明核酸內切酶的表達可產生雙鏈DNA斷裂,可通過同源和非同源重組進行修復。然后開發了多種工程核酸酶以提高效率并實現潛在的治療應用,包括鋅指核酸酶,歸巢內切核酸酶,轉錄激活因子樣效應核酸酶和CRISPR–Cas9。
使用基因組編輯的第一項人類試驗試驗是在HIV / AIDS患者中進行的,靶向白細胞蛋白CCR5,目的是通過非同源重組使基因突變,從而誘導對HIV感染的抵抗力。CRISPR促進高效多重基因組編輯的能力極大地擴展了可能的靶向遺傳操作的范圍,從而實現了新的可能性,例如在單輪誘變中同時刪除或插入多個DNA序列。使用CRISPR工程來治療多種疾病的前景越來越接近現實,例如遺傳性血液疾病和失明。
CRISPR-Cas9技術的最新進展還允許在人類T細胞中進行有效的DNA修飾,這對于增強癌癥治療的功效具有廣闊的前景。T淋巴細胞是專門的免疫細胞,在很大程度上是現代癌癥免疫療法革命的核心。T細胞受體(TCR)復合物位于T細胞的表面上,并且是通過識別與MHC分子結合的外來抗原/肽來成功啟動抗腫瘤反應的關鍵。癌癥免疫療法最有前途的領域之一是過繼細胞療法,其中患者自身的T細胞經過基因工程改造,可以表達可特異性檢測和殺死腫瘤細胞的合成TCR。
最近的研究表明,對于患有骨髓瘤,黑色素瘤和肉瘤的患者,采用對免疫原性NY-ESO-1腫瘤抗原具有特異性的TCR,這種過繼T細胞轉移方法的安全性和有希望的療效。這種方法的局限性在于,轉基因TCR已顯示與內源TCR的α和β鏈錯配和/或競爭表達。治療性TCRα和β鏈與內源性α和β鏈的配對不當會降低治療性TCR細胞表面表達,并可能產生自反應性TCR。
在該研究中,報告了一項首次在人類的I期臨床試驗,以測試3名難治性癌癥患者中多重CRISPR-Cas9編輯以工程改造T細胞的安全性和可行性。在T細胞中刪除了兩個編碼內源性T細胞受體(TCR)鏈的基因TCRα(TRAC)和TCRβ(TRBC),以減少TCR錯配并增強合成的癌癥特異性TCR轉基因的表達(NY-ESO -1)。去除編碼PD-1(PDCD1)的第三個基因,以提高抗腫瘤免疫力。將工程化的T細胞轉移到患者體內導致持久移植,并在所有三個基因組位點進行編輯。盡管檢測到染色體易位,但頻率隨時間降低。修飾的T細胞可持續長達9個月,這表明在這些條件下免疫原性極低,證明了CRISPR基因編輯用于癌癥免疫療法的可行性。
參考消息:
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/02/05/science.aba7365
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/02/06/science.aba9844
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