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史上首次!科學家通過基因編輯在T細胞中插入基因
時間:2023-01-03 10:10:37  作者:lfy  來源:奇點糕
再生醫學網獲悉,近日,由PACT Pharma的Stefanie J.Mandl和Susan P.Foy,以及加州大學洛杉磯分校的Antoni Ribas領銜的研究團隊完成了一項壯舉!
  癌癥,是人類內心深處最恐懼的存在,原因就在于,絕大多數癌癥都沒有行之有效的治療方法,而這也是人們將癌癥稱為“絕癥”的主要原因。不過,隨著再生醫學,特別是細胞免疫療法的問世,似乎為癌癥治療探尋到一條新的道路,讓無數癌癥患者歡欣鼓舞。

  再生醫學網獲悉,近日,由PACT Pharma的Stefanie J.Mandl和Susan P.Foy,以及加州大學洛杉磯分校的Antoni Ribas領銜的研究團隊完成了一項壯舉!
  他們使用CRISPR/Cas9基因編輯系統,在T細胞中插入了能夠識別腫瘤特異性新抗原的T細胞受體(neoTCR)基因,構建了neoTCR-T細胞。首個1期臨床數據表明,neoTCR-T細胞治療安全性良好,可以在一定程度上控制難治性腫瘤的生長。
  據了解,這是全球范圍內首次通過CRISPR基因編輯技術在T細胞中插入基因,以達到個性化抗癌的目的。這一重磅研究成果發表在頂級期刊《自然》上。
  在該研究中,研究人員對總計187名接受登記的志愿者進行了樣本提取,排除掉存在組織和外周血取樣失敗等原因的志愿者之后,剩余的88例患者進入到了neoTCR的鑒定與發現階段。
  經過進一步地篩選(排除掉TCR分離失敗以及TCR不符合產品選擇標準的患者),共計46名患者滿足neoTCR篩選標準。最后,研究人員對28名患者進行了血液單采,并對其中的16名難治性實體瘤患者(包括結直腸癌、乳腺癌和肺癌)進行了neoTCR-T治療。
  總的來說,neoTCR-T治療的過程可分為兩個步驟:①篩選和鑒定腫瘤特異性新抗原(neoTCR);②提取、改造以及回輸T細胞。
  首先,研究人員對16名患者的活檢標本進行了WES和RNA-seq分析,通過與參考基因組比對,鑒定出了31個到488個不等(中位數為102個)的錯義體細胞突變,以及20個到236個不等(中位數為35個)的表達突變。
  然后,結合PACT Pharma公司專有的生物信息學算法,研究人員對可能被T細胞識別的新抗原肽-HLA復合體結構進行了預測和優先級排序。
  通過將上述步驟中篩選得到的新抗原肽與β2微球蛋白(HLA分子的輕鏈結構域)及HLA重鏈蛋白進行融合表達,研究人員生成了能夠模擬天然抗原-HLA復合物的三聚體靶標蛋白。隨后,通過對這些三聚體單鏈蛋白進行條碼標記(為了后續的單細胞分析)、熒光標記以及多聚化,研究人員針對每名患者生成了一個新抗原-HLA靶標文庫(數量從459個到262個不等,中位數為104個)。
  為了驗證文庫中新抗原肽的有效性,研究人員進行了進一步的實驗。具體來說,研究人員從患者外周血中提取CD8+T細胞,并將其與上述構建的新抗原-HLA文庫共孵育,再使用超靈敏、高通量的納米顆粒分離技術進行分析,最終驗證了共計84個新抗原肽的有效性。
  在篩選到合適的新抗原作用靶標后,研究人員就要改造T細胞了。他們采用電穿孔的轉染方法,將Cas9蛋白和sgRNA直接導入由患者血液分離出的T細胞中。
  在這一步,sgRNA能夠一次性引導Cas9完成兩步操作:①將T細胞內源性的TCR基因(負責編碼TCR蛋白α鏈的TRAC基因和編碼β鏈的TRBC基因)敲除掉;②將針對每位患者所挑選出來的最多三個neoTCR基因(上述新抗原肽驗證階段中效果最佳的候選TCR)插入到TRAC基因位點。
  在臨床研究階段,研究人員采用了三個劑量梯度的neoTCR-T細胞進行回輸治療,并對其中兩個劑量水平設置了額外進行IL-2處理對照組(IL-2可提高T細胞活性并促進其生長)。
  結果表明,經回輸治療后,患者外周血中neoTCR細胞占比升高,且這種升高水平存在劑量效應。另外,接受額外IL-2治療的患者,體內neoTCR的比例顯著高于未進行IL-2治療的患者,這表明,聯合使用IL-2可能是提高neoTCR-T療效的有效手段。
  為了證明改造后的neoTCR-T細胞能夠有效運輸到腫瘤組織,研究人員對患者活檢組織中neoTCR的互補決定區3(CDR3)序列進行了定量分析,結果表明,多名患者腫瘤部位的neoTCR比例均得到顯著提高,其頻率均高于回輸治療之前天然TCR的水平。
  最后,研究人員對TCR-T治療的毒性和療效進行了綜合分析。研究結果表明,一例患者出現了1級細胞因子釋放綜合征,一例出現了3級腦炎的癥狀,所有患者都產生了淋巴細胞消耗所導致的預期副作用。
  從療效來看,5名患者的病情穩定,余下11名患者疾病進展。另外,16名患者中有兩名患者的腫瘤尺寸變小。
  若要說哪項醫學技術最具“魔幻性”,那肯定非基因編輯技術莫屬!作為一種新興的醫療技術,基因編輯展現出驚人實力,為無數惡性疾病與遺傳疾病提供了新的治療思路與方法。對此,再生醫學網表示,隨著該項研究成果問世,相信將徹底顛覆癌癥治療史。
關鍵字:T細胞,基因編輯,細胞免疫療法
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