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来源：BioArt
撰文 | 小飞飞肿瘤免疫疗法给肿瘤治疗带来了新的策略和希望。利用免疫细胞进行抗肿瘤治疗，极大地改善了临床上对肿瘤的治疗。将肿瘤特异性的T细胞输送到病人体内进行治疗的方法叫做适应性T细胞疗法（adoptive T-cell therapy，ACT)。ACT通常需要从病人血液或肿瘤中分离出T细胞，然后这些细胞在实验室中进行基因改造增强它们的功能，然后回输给病人【1】。
对病人来源的T细胞，转导入肿瘤特异性的TCR（T cell receptor），回输给病人的TCR T细胞疗法展现了不错的安全性和前景。但TCR T细胞疗法的缺陷之一是，转基因的TCR会和内源性的TCR α和β链错配或者竞争性表达，降低了有治疗效果的转基因TCR在细胞表面的表达【2】。
同时ACT疗法的另一缺点就是，回输进体内的T细胞的耗竭和功能失调也会影响治疗的效果，基础研究表明PD-1的抗体阻断和基因敲除都可提高T细胞的抗肿瘤功能【3】。CRISPR–Cas9基因编辑技术的出现和发展，极大的便利了人们基因编辑的手段和效率，以及在同一个细胞中同时进行多个基因编辑成为了可能。在T细胞中利用CRISPR–Cas9同时靶向T细胞中多个基因或可提高免疫治疗的疗效，但该疗法在病人体内的安全性以及可行性都尚未知。
近日，来自美国宾夕法尼亚大学Perelman医学院的Carl H. June和Edward A. Stadtmauer团队在Science上发表题为CRISPR-engineered T cells in patients withrefractory cancer 的文章，报道了第一个利用CRISPR-Cas9 在T细胞中编辑多个基因进行免疫治疗的临床一期试验，检测了该疗法的安全性和可行性。
研究团队利用CRISPR-Cas9在T细胞中将编码内源性TCR链的TRAC, TRBC两个基因敲除以增加慢病毒转导的肿瘤（骨髓瘤，黑色素瘤和软组织肉瘤）特异性的TCR基因(NY-ESO-1)的表达【4】，同时利用CRISPR-Cas9将编码PD-1的PDCD1基因也敲除掉减少回输T细胞的耗竭(图1)。最初有六名参与患者，但是只有四名患者在体外获得了基因编辑的T细胞，其中一名患者在回输之前便病情恶化而死亡，最后只有三名患者（两名难治性晚期骨髓瘤，一名已转移的软组织肉瘤）回输了CRISPR-Cas9基因编辑的T细胞。
图1 CRISPR-Cas9 多基因编辑T细胞示意图
研究团队在回输之前，检测总体水平上重组TCR表达以及基因编辑情况，发现NY-ESO-1 TCR+T细胞占总T细胞2%~7%，三种基因的编辑比例大约是TRAC：45%, TRBC：15%和PDCD1：20%，体外的CRISPR-Cas9基因编辑的T细胞也有较强的肿瘤细胞杀伤能力。三名病人回输了CRISPR-Cas9基因编辑的T细胞，且都有很好的耐受性，没有出现严重的副作用，也没有出现细胞因子释放综合征。三名病人血液中NY-ESO-1 TCR+T细胞平均半衰期约为83.9天(15-153, 95% CI)，检测回输之后的基因编辑细胞的比例，可持续检测到TRAC和PDCD1基因编辑细胞占病人PBMCs（peripheral blood mononuclear cells）的5到10%。同时检测T细胞的CRISPR-Cas9的on-target编辑效率，TRAC和PDCD1可达到98%以上。
研究团队利用CRISPR-Cas9在T细胞中将编码内源性TCR链的TRAC, TRBC两个基因敲除以增加慢病毒转导的肿瘤（骨髓瘤，黑色素瘤和软组织肉瘤）特异性的TCR基因(NY-ESO-1)的表达【4】，同时利用CRISPR-Cas9将编码PD-1的PDCD1基因也敲除掉减少回输T细胞的耗竭(图1)。最初有六名参与患者，但是只有四名患者在体外获得了基因编辑的T细胞，其中一名患者在回输之前便病情恶化而死亡，最后只有三名患者（两名难治性晚期骨髓瘤，一名已转移的软组织肉瘤）回输了CRISPR-Cas9基因编辑的T细胞。
图1 CRISPR-Cas9 多基因编辑T细胞示意图研究团队在回输之前，检测总体水平上重组TCR表达以及基因编辑情况，发现NY-ESO-1 TCR+T细胞占总T细胞2%~7%，三种基因的编辑比例大约是TRAC：45%, TRBC：15%和PDCD1：20%，体外的CRISPR-Cas9基因编辑的T细胞也有较强的肿瘤细胞杀伤能力。三名病人回输了CRISPR-Cas9基因编辑的T细胞，且都有很好的耐受性，没有出现严重的副作用，也没有出现细胞因子释放综合征。三名病人血液中NY-ESO-1 TCR+T细胞平均半衰期约为83.9天(15-153, 95% CI)，检测回输之后的基因编辑细胞的比例，可持续检测到TRAC和PDCD1基因编辑细胞占病人PBMCs（peripheral blood mononuclear cells）的5到10%。同时检测T细胞的CRISPR-Cas9的on-target编辑效率，TRAC和PDCD1可达到98%以上。
检测CRISPR-Cas9基因编辑引起的染色体易位情况，其中TRBC1:TRBC2易位重组引起的9.3 kB的缺失突变最为明显，其他的染色体易位并没有检测到。对病人回输T细胞进行单细胞测序显示，随着时间的增长基因编辑T细胞的比例有所下降，但NY-ESO-1 TCR+T细胞随着时间的增加免疫记忆相关基因表达有所增加。三名病人的临床反应如图2，两名病人反应较好病情稳定（Stable disease，SD），截至2019年12月，三名肿瘤病人疾病都恶化，两名病人接受了其他治疗，一名病人去世。
图2 三名病人临床反应概况
总之，这项临床I期试验首次在病人中（first-in-human）初步证明了利用CRISPR-Cas9 在T细胞中编辑多个基因进行免疫治疗的可行性和安全性，但后续试验需要更多的病人参与，回输基因编辑效率更高的T细胞，观察更长的时间，来进一步评估该策略的安全性以及其治疗效果。 原文链接：https://science.sciencemag.org/content/early/2020/02/05/science.aba7365/tab-pdf
图2 三名病人临床反应概况总之，这项临床I期试验首次在病人中（first-in-human）初步证明了利用CRISPR-Cas9 在T细胞中编辑多个基因进行免疫治疗的可行性和安全性，但后续试验需要更多的病人参与，回输基因编辑效率更高的T细胞，观察更长的时间，来进一步评估该策略的安全性以及其治疗效果。 原文链接：https://science.sciencemag.org/content/early/2020/02/05/science.aba7365/tab-pdf
参考文献
1. Lim WA, June CH. The Principles of EngineeringImmune Cells to Treat Cancer. Cell. 2017;168(4):724–740.2. Provasi E, Genovese P, Lombardo A, et al. Editing Tcell specificity towards leukemia by zinc finger nucleases and lentiviral genetransfer. Nat Med. 2012;18(5):807–815.3. Odorizzi PM, Pauken KE, Paley MA, Sharpe A, WherryEJ. Genetic absence of PD-1 promotes accumulation of terminally differentiatedexhausted CD8+ T cells. J Exp Med. 2015;212(7):1125–1137.4. Rapoport AP, Stadtmauer EA, Binder-Scholl GK, etal. NY-ESO-1-specific TCR-engineered T cells mediate sustained antigen-specificantitumor effects in myeloma. Nat Med. 2015;21(8):914–921.来源：BioGossip BioArt
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQyNjY1MQ==&mid=2652481656&idx=1&sn=0d102293ff4bc799168f835588e57f5c&chksm=84e23bccb395b2dadfa4691861eb6b6f08e037b14d307df510a5d5c2da00b3bb3c82d2220f14&scene=27#wechat_redirect
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