CRISPR基因編輯技術改良機體白細胞如何有效抵御癌癥

　　日前在美國，研究人員首次利用基因編輯工具來治療3名晚期癌癥患者，同時1期臨床試驗結果顯現出了很大的希望，截止到目前為止，治療似乎是安全的，而且有更多的結果有望很快發布。為了開發出了一種安全高效的癌癥治療方法，來自賓夕法尼亞大學等機構的科學家們通過研究開發出了一種先進的免疫療法，在治療過程中，研究者將患者自身的免疫細胞從其體內移除，隨后對這些免疫細胞進行“訓練”來使其能夠識別特定的癌細胞，最后再將這些細胞注射回患者體內，這樣其就能有效摧毀患者體內繁殖的癌細胞了。

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　　并不像化療或放療（其能直接殺滅癌細胞），免疫療法能夠激活患者體內的免疫細胞使其重新發揮作用，研究人員利用名為CRISPR的基因編輯工具來改變免疫細胞，使其能夠重新鎖定并殺滅癌細胞，利用這種技術，研究人員就能夠開發出副作用較小的高效免疫療法。筆者就是一名藥劑學家和生物分子工程師，其非常感興趣研究新型療法的開發，筆者的實驗室重點關注與編輯基因編輯器，尤其是，研究人員開發了一種基于CRISPR的基因編輯器，其能更好地對癌癥和其它疾病進行診斷和治療，研究人員能將化學、生物學、納米技術相結合，更高效、更精確地設計、控制和提供基因編輯工具。

　　訓練免疫細胞使其能夠尋找并殺滅癌癥

　　在癌癥藥物試驗中制造殺滅腫瘤細胞的第一步就是從癌癥患者的血液中分離T細胞（一種能夠抵御病原體和癌細胞的白細胞），這項研究中，研究人員招募了2名患有晚期多發性骨髓瘤和1名患有粘液樣圓形細胞脂肪肉瘤（myxoid/round cell liposarcoma）的患者參與到研究中。為了在不損傷正常細胞的情況下武裝T細胞并增強其抗癌能力，研究人員對T細胞進行了改造，使其缺失了三個基因并增加了一個基因，隨后再將改造過的T細胞注回癌癥患者體內。

　　其中缺失的兩個基因能夠編碼T細胞受體，該受體是T細胞表面的特殊蛋白，其能識別并結合癌細胞上的抗原分子；當這些工程化的T細胞結合這些抗原時，其就能攻擊并直接殺滅癌細胞；但問題是，單個T細胞能夠識別機體內多種不同的抗原，這或許就會降低其尋找并攻擊癌細胞的效率，通過消除這兩個基因后，T細胞就不太可能會攻擊錯誤的靶點或宿主了，這種現象稱之為自身免疫。

　　此外，研究人員還破壞了第三種基因，即程序性細胞死亡蛋白1（programmed cell death protein 1），其能有效減緩機體的免疫反應，破壞程序性細胞死亡蛋白1能夠改善T細胞的效率。轉化這些細胞的最后一步就是添加一種基因，其能產生新型的T細胞受體，該受體能夠識別并抓住癌細胞上一種名為NY-ESO-1的特殊標志物，隨著上述三個基因被剔除及一個基因的添加，T細胞就能夠做好有效抵御癌癥的準備。

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　　CRISPR在臨床試驗中處于什么位置？

　　那么研究人員如何對T細胞進行編輯呢？他們利用CRISPR/Cas9基因編輯技術進行研究，該技術能利用兩個組分來發揮作用，即導向CRISPR分子能尋找并結合靶向基因位點，Cas9能夠切割DNA最終使基因失活；隨后研究者利用電穿孔技術（該技術能在細胞膜上產生臨時孔），從而將Cas9蛋白與靶向分子（靶向三個基因）傳遞給數百萬個T細胞。

　　當利用CRISPR干擾這三個基因的功能后，研究者利用一種安全失活的病毒將另外一個基因運輸到T細胞中，使其能夠識別癌癥特異性標志物NY-ESO-1，移除數百萬個細胞中這些基因的功能，并促進T細胞在體外培養皿中繁殖成數十億個細胞，這可能需要幾天到幾周的時間。在將CRISPR修飾的T細胞注射到患者體內的前四天，研究熱暖給予三位患者每人注射了幾劑化療藥物來剔除其體內存在的白細胞。最終，大約有1億/公斤個改良的T細胞被注射到了患者體內。

　　CRISPR未來的潛力

　　當注射了T細胞后，研究人員在最初28天里對患者進行持續監測，隨后每月進行隨訪，持續六個月，此后研究者每三個月對患者進行檢測，觀察其機體出現的不良反應，比如免疫反應等；這種T細胞療法常常會帶來多種副作用，包括發燒、肌肉疼痛、頭痛、意識錯亂、癲癇發作、低血壓、出血性疾病和多器官功能障礙等，目前研究人員并未在任何患者機體中發現毒性作用的跡象。

　　但第一位晚期多發性骨髓瘤患者在60天后仍然會繼續出現腫瘤，盡管對于該患者而言治療似乎并沒有那么成功，但研究者所進行的1期臨床試驗主要是為了測試療法的安全性，目前研究者并未報告任何出現出現毒性表現。研究者使用串聯CT掃描對第二位晚期粘液樣圓形細胞脂肪肉瘤患者進行監測，該患者在治療90天后情況比較穩定；第三位多發性骨髓瘤患者近期才開始試驗，目前并沒有結果；研究者表示，這種基于CRISPR基因編輯技術所產生新型療法對于癌癥患者治療并不會帶來嚴重的毒性作用，這或許是后期研究人員進一步向臨床方向研究努力的重要一步。