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用基因“魔剪”对抗恶性肿瘤 新研究初步证实可行

  用基因“魔剪”对抗恶性肿瘤 新研究初步证实可行

  日前,《自然·医学》在线发表了全球首个CRISPR用于肿瘤治疗的人体I期临床试验结果,该研究的试验对象是晚期非小细胞肺癌患者,通过使用“魔剪”技术编辑非小细胞肺癌患者T细胞的PD-1基因后再回输到患者体内展开治疗。

  在第三代基因编辑中,外号“魔剪”的CRISPR/Cas9基因编辑技术已广泛应用于各种临床研究中。此次发表的研究论文,进一步证实了CRISPR基因编辑在肿瘤治疗领域的可行性。

  CRISPR/Cas9是一种用来搜索、剪切、替换DNA特定序列的特殊DNA剪切系统。与传统限制性内切酶相比,它可以识别多个不同的DNA位点,相当于一个“可调的分子剪刀”。此次I期临床试验中,除了要验证基因编辑细胞在人体应用的安全性问题,还要进一步探索这种方案在个性化精准治疗方面的可行性,及在安全、可行的前提下,能否观察到靶基因的编辑效应。

  这项临床实验究竟是在什么背景下展开的?具体是怎么实施的?效果如何?什么时候能进入临床应用?日前,科技日报记者采访了业内相关专家。

  受PD-1单抗启发 筛选患者曾是一大难题

  化疗、放疗等常规肿瘤治疗手段往往“杀敌一千,自损八百”,对人体免疫系统会造成较大损伤。

  随着PD-1单抗药品在2014年末上市,癌症患者似乎看到了一丝曙光——通过跟PD-1蛋白结合阻挡一种信号通路,可防止肿瘤细胞诱导的免疫细胞程序性死亡并彻底破坏肿瘤细胞诱导的免疫耐受“阴谋”。但这种PD-1单抗也存在弊端:比如为了阻止癌细胞不断增殖,需对患者持续注射,整体成本比较高。“按当时的价格,每人每年的花费要高达90万至120万元人民币。”上述论文并列第一作者、成都美杰赛尔公司首席科学家邓涛说,那个时候PD-1单抗药物在国内还没有仿药,也不能合法进口。

  随着肿瘤免疫治疗和细胞治疗时代的开启,尽快开发出创新的细胞生物治疗技术和产品,成为肿瘤患者和临床专家共同的期待。那么,能否用最前沿的基因编辑技术直接把T细胞上的PD-1基因删除呢?邓涛说,团队研究认为这一设想可能会与PD-1单抗药物治疗有异曲同工之效,如果能够部分形成免疫记忆细胞,或许治疗上更为彻底,随着未来规模化生产,成本也相对可控。

  此次全球首个CRISPR用于肿瘤治疗的人体I期临床试验,由四川大学华西医院卢铀教授课题组和产品开发方的邓涛团队合作完成。邓涛向记者介绍,在I期临床试验启动初期,尚无任何先例可循,其中仅为完成国际新药标准所要求最低11例患者的目标,研究团队就摸索了2年时间。“最大的难题之一是筛选患者。”团队成员、美杰赛尔技术总监喻堃博士说,入组患者至少要满足两个条件:第一,必须是通过标准的一线、二线、三线治疗无效的晚期患者;第二,其肿瘤细胞有PD-1靶基因表达。

  “有些患者还没等到编辑细胞培养到足够使用的数量,人就‘走’了。”邓涛说,团队在2016年年中到2018年年底期间,按标准的I期临床试验要求进行数据处理,最终呈现出完整的I期临床试验结果。

  六大环节完成试验 T细胞分离出来再“武装”

  如果患者的免疫功能良好,肿瘤并不可怕。癌细胞是可以被免疫监视功能识别、抑制、清除的,即便少数存在于体内,患者也能与之“和谐共处”。然而,当“狡猾”的癌细胞一旦突破了人体免疫细胞防线,大肆转移、增殖,就很难被“消灭”了。从某种角度来说,基因编辑T细胞治疗就是重新“武装”人体卫士——免疫细胞,发挥免疫杀伤作用、控制肿瘤生长、清除癌细胞。

  那么,在该临床试验中,基因编辑技术具体是如何实施的呢?此次研究试验的实施流程主要包括筛选患者、抽血、成分分离(T细胞提取)、进行基因编辑、工程化扩增及第三方检测、回输人体等6大环节。

  邓涛举例说,像抽血环节,一般抽50—100毫升的外周血,然后配送到相关GMP(满足优良制造规范的要求)洁净细胞实验室;在基因编辑环节,研究人员利用“魔剪”技术把PD-1基因剪切、重新连接,以消除PD-1基因的蛋白表达;在工程化扩增环节,需将编辑的T细胞在GMP实验室进行大规模扩增、相关基因编辑及细胞质控检测。此外,编辑后的T细胞还要送到第三方平台去检测,以确定其安全且无任何污染;而在回输人体环节,则要将合格的细胞制品配送到GLP(优良实验室规范的简称)病房,在严密监控下回输到患者体内。

  “在临床试验操作过程中,不同患者采取的治疗方案是有差异的,在针对重症患者的监护、治疗方面往往需要采取更为复杂的综合方案。”喻堃说,这是因为晚期重症患者免疫细胞相对脆弱,编辑T细胞成活率、扩增都要更难,所以需要付出更多的心血和更优化的工艺。

  邓涛还表示,与干细胞、胚胎细胞在人体内“永生”、繁殖、传代不同,这种编辑后的免疫细胞是终末分化细胞,几个月内就会正常的代谢直到从人体排除,几乎不会产生遗传风险。

  验证安全性可行性 目标虽已达到但还需扩大样本

  “随着治疗的进行,肿瘤组织中TIL(肿瘤浸润淋巴细胞)和外周血PBMC(外周血单个核细胞)的免疫多样性逐步升高……这说明了该治疗对重建患者免疫生态起到极大的作用……”这是论文对此次实验效果的分析描述。

  喻堃说,目前已入组的11例常规治疗无效晚期患者在接受基因编辑T细胞回输治疗后,均无三级以上的副作用,有3例达到了8周稳定的疗效。此外,脱靶事件的中位突变频率仅0.05%。

  这项备受瞩目的新技术何时才能投入到一线治疗?“我们正在启动向国家药品监督管理局申报新药临床试验(IND)。”邓涛说。与此同时,很多人也在担心,万一价格太贵怎么办?喻堃对此表示,随着工艺流程进一步优化,成本会进一步显著下降。

  目前CRISPR基因编辑技术主要用于遗传病、艾滋病、肿瘤等的治疗。其中,在遗传病方面,张峰团队用CRISPR技术治疗单基因遗传疾病——Leber先天性黑蒙10型(LCA10),目前已有临床实验正在进行;在治疗艾滋病方面,北大邓宏魁团队将CCR5基因从病人造血干细胞上去除并移植回病人体内,以期达到长期低毒生存的较佳状态;而在治疗肿瘤方面,邓涛团队与美国卡尔·朱诺团队分别在肺癌治疗、骨肉瘤治疗方面取得相关临床结果。

  “这些基因编辑临床试验最大的风险是如何保证精确性。如果一旦剪错了基因,就容易出现脱靶风险。这类风险主要针对生殖细胞和胚胎干细胞编辑领域时更要关注和谨慎,而对于成熟T细胞等成体细胞的编辑,该类风险就小得多。”邓涛表示,“此次I期临床试验的主要目的,就是验证安全性和可行性,现在目标已达到。”

【编辑:陈海峰】
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