在2010年，CAR-T細胞療法的創始人之一Carl H. June將DNA加入來自白血病患者的T細胞後，再回輸到患者身上，臨床結果很顯著：兩名男子今天仍然健在。其他人也在測試同樣的方法，在插入嵌合抗原受體基因後，該基因有助於注入的T細胞粘附並破壞癌細胞。兩種CAR-T細胞療法現已被批准用於白血病和淋巴瘤患者。
圖丨Nature
但是隨著時間的流逝，這種療法的侷限性逐漸成為人們關注的焦點。CAR-T細胞療法並不是對每個癌症患者都有效，而事實證明，
像腦和胰腺中的實體瘤很難治療。CRISPR-Cas9基因編輯提供了強大的工具，可增強人類T細胞抵抗癌症的天然能力。但是CRISPR具自身的不確定性——“脫靶”效應。而在2019年11月，Vertex Pharmaceuticals和CRISPR Therapeutics宣佈，兩名接受CRISPR編輯的細胞治療遺傳性血液病的患者表現良好。但是細節很少。成果簡介有鑑於此，賓夕法尼亞大學Carl H. June院士和Edward A. Stadtmauer等人結合了兩種最先進的方法：用於編輯DNA的CRISPR和利用免疫系統破壞腫瘤的T細胞療法，為快速發展的癌症免疫療法領域開創了新的篇章。相關成果發表在Science雜誌上。該報道是一項首次在人類進行的I期臨床試驗，以測試3名難治性癌症患者中多重CRISPR-Cas9編輯以工程改造T細胞的安全性和可行性。
具體方法
研究人員在T細胞中敲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錯配並增強合成的癌症特異性TCR轉基因（NY-ESO- 1）的表達。另外，還敲除了編碼PD-1的第三個基因（PDCD1），以提高抗腫瘤免疫力。
研究人員選擇使用TCR而不是CAR，因為使用TCR時細胞因子釋放綜合徵的發生率普遍較低。
圖1.CRISPR-Cas9 NYCE T細胞工程的可行性
患者狀況招募的患者為病重患者，且腫瘤是能產生了一種叫做NY-ESO-1的蛋白質，這種蛋白質是研究人員添加到T細胞中的基因的靶點。另外，患者還需要攜帶一種特定的人類白細胞抗原，一種免疫基因複合物，可以幫助輸注的T細胞繁衍。
招募的3名患者中，有兩名女性和一名男性，都是60多歲，其中一名患有肉瘤，另兩名患有血癌性多發性骨髓瘤。
圖2. 患者狀況表和輸送T細胞時間
臨床結果在對患者的強化監測，證實CRISPR會有一些脫靶，但頻率隨時間降低。令人振奮人心的是，CRISPR編輯的T細胞至少存活了9個月，而CAR-T細胞只有2個月左右。 在實驗室研究中，June表示在注射後的幾個月內，它們就可以擊退癌症。但在臨床患者中，結果並不明顯。其中一個人已經死了，而其他人的病也在惡化。
圖3. 患者臨床反應
通訊作者Carl June表示，這項臨床試驗經過了數年的嚴格審查，其目的並不是治癒癌症。相反，其目標是表明該策略看起來可行且安全。其他科學家們都認為該項工作是成功的。加利大學Fyodor Urnov表示：“這是一個決定性的突破，這項研究在美國尚屬首次，回答了困擾這個領域的問題”。加州大學Antoni Ribas也表示該工作是“一個必要的開始”。 據悉，一些作者正與一些公司合作，將這種方法商業化，但未來還有很多實驗。“整個領域都充滿了不同的想法，”第一作者兼通訊作者Stadtmauer如是說。其他一些試驗，包括在中國的一些試驗，正在為癌症或其他疾病患者提供CRISPR修飾細胞。
參考文獻：
1. Stadtmauer EA, Fraietta JA,Davis MM, Cohen AD, Weber KL, Lancaster E, et al. CRISPR-engineered T cells inpatients with refractory cancer. Science. 2020:eaba7365.
https://doi.org/10.1126/science.aba7365
2. Jennifer Couzin-Frankel.Cutting-edgeCRISPR gene editing appears safe in three cancer patients. Science. 2020
doi:10.1126/science.abb1990
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