继Carl H June后又一位细胞治疗大牛也转向CAR-T联姻CRISPR基因编辑的技术
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撰文丨板栗
责编丨刀刀
Mesothelin-specific CAR T cellsattacking a cancer cell
研究人员利用编辑基因组的新工具CRISPR，对免疫细胞进行基因工程改造，构建出了更有效的嵌合抗原受体（CAR）T 细胞，增强了在小鼠中杀死癌细胞的能力。
（中）Michel Sadelain, M.D., Ph.D.
相关研究结果于2017年2月22日在线发表在Nature期刊，Memorial Sloan Kettering癌症中心的Michel Sadelain教授作为此项研究的主导者，是一名肿瘤科医生，同时也是细胞治疗专家。他致力于对T细胞进行基因改造，是癌症免疫疗法的开拓者之一，多年来一直在尝试用CAR细胞治疗癌症患者。
对于这项最新成果，他表示，癌细胞总是无休止地试图躲避治疗，因此我们需要能制造出够与它们相匹配的并且比它们活得更长的CAR-T细胞。这项新发现指出我们可以利用基因编辑技术，提升这些有潜力的治疗方法。
在研究中评估的免疫治疗类型是CAR-T细胞疗法，其是一种过继性细胞转移的形式。典型的CAR-T治疗包括对从患者血液中分离的T细胞进行基因修饰，扩增，再把扩增好的CAR-T细胞回输病人体内等流程。
为了探索提高CAR-T细胞疗法有效性的方法，Michel Sadelain博士和他的同事转而使用了一种称为CRISPR的技术，相比较其他方法，CRISPR能够帮助研究人员以更快的速度和更高的精度来编辑基因组。
制备更强效的T细胞
目前，CAR-T细胞通常是使用逆转录病毒或慢病毒技术传递到T细胞的。这种传递方法可导致CAR基因被随机插入受体细胞的基因组中，研究者指出，这种随机插入的形式可能会不必要的遗传副作用。
相比之下，CRISPR / Cas9作为一种基因组编辑工具，能够让科学家们精确地切割和操纵细胞中的DNA。Sadelain博士及其同事使用CRISPR技术将CAR基因递送到T细胞基因组中的特定位点：T细胞受体α链（TRAC）基因。
基因组的TRAC区域包括有助于免疫细胞检测外来分子的T细胞受体基因。CRISPR系统编辑T细胞中TRAC基因的一部分，进而把CAR基因插入到特定位置。
研究人员也在小鼠中进行了实验，他们在急性淋巴细胞白血病的小鼠模型中进行了测试，结果发现编辑过的CAR-T细胞要显著优于常规生成的CAR-T细胞，这对于许多患者来说无疑是一道福音。
Sadelain博士指出，实验表明，使用CRISPR工程改造的细胞能够增强抗肿瘤活性是这些T细胞中“高度调节的CAR表达”的结果。
克服“耗竭”
此外，CRISPR编辑的CAR-T细胞在一定时间点后不太可能停止识别和攻击肿瘤细胞，这是研究人员称之为“耗竭”的现象。
Sadelain博士解释说：“我们发现T细胞上CAR的表达水平以及CAR识别抗原后CAR的动态响应对于确定“耗竭”是否会迅速发生至关重要。使用CRISPR/Cas9技术实现在T细胞特定基因座进行CAR基因的整合，经修饰的T细胞不仅保证了CAR的稳定表达，同时又获得更加强效的肿瘤杀伤活性。CAR基因在这一特定基因座的精确整合使CAR-T细胞避免发生大规模的功能耗竭，从而维持长效的肿瘤细胞杀伤能力。”
CRISPR构建的T细胞与常规制备的CAR-T细胞相比，仅有不到2％的会表现出耗竭迹象。
James N.Kochenderfer, M.D.
在NCI的癌症研究中心（CCR）负责开发和测试T细胞疗法的James N. Kochenderfer博士没有参与此项研究，他表示这项使用CRISPR/Cas9技术运送CAR基因到T细胞基因组中的特定位点上的研究是CAR领域的重要进展。
Kochenderfer博士说：“CAR基因插入的位置可能影响T细胞功能的发现是非常有趣的，新的基因编辑技术可能导致抗原靶向T细胞免疫治疗癌症的快速改善。
展望未来
在一份编后语中，哈佛医学院的Marcela V. Maus博士确定了CRISPR可能对T细胞治疗有潜在的三个重要改进，其中一个是更有效的肿瘤反应。
第二个是CRISPR介导的CAR整合到基因组中被证明比随机整合更安全，基因的随机插入具有产生有害突变的潜在风险。
最后，她表示这种方法可能不需要患者自己的T细胞来制备CAR- T细胞，这将使得获得CAR -T细胞变得更加容易，成本也更便宜。
在MemorialSloan Kettering癌症中心，Sadelain博士带领的团队一直在修改其制备技术，以备将来进行临床检测。研究人员认为，他们的研究结果可能对癌症以外的疾病的研究也有影响。
Sadelain博士说：“CAR的生物学领域仍有许多秘密和惊喜等待我们来揭示，未来，CAR研究将为许多疾病带来更安全有效的治疗方法。”
参考出处：https://www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2017/crispr-immunotherapy
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