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首个CRISPR编辑T细胞临床试验结果公布

作者: 来源: 发布时间:2020-02-13

近期,首个使用CRISPR-Cas9编辑T细胞治疗癌症的Ⅰ期临床试验结果在《科学》杂志上发表。(Science. 2020年2月6日在线版 doi: 10.1126/science.aba7365)

该研究由免疫治疗专家Carl H. June教授团队完成,3例无其他疗法可用的晚期肿瘤患者参与了试验,经过编辑的T细胞在他们体内存活了长达9个月的时间,一定程度上控制了患者的疾病进展,且未出现任何严重的不良事件。

这说明,基因编辑T细胞治疗晚期癌症是可行又安全的。该研究提示,可以成功地对T细胞进行精确的多次编辑,编辑后的T细胞在人体中的存活时间比以前公布过的任何试验结果都更长。在观察期内,编辑后的T细胞表现出了持续的攻击肿瘤的能力。

研究者使用CRISPR-Cas9一共敲除了T细胞的3个基因,分别是2个编码内源性T细胞受体(TCR)链的基因TCRα和TCRβ,以及编码PD-1蛋白的基因。

在过继性细胞疗法中,体外改造患者T细胞的两条TCR链TCRα和TCRβ,可让它们特异性地检测肿瘤抗原并杀死肿瘤。

但问题在于,改造后的TCRα和TCRβ在体内可能会和原本的TCRα和TCRβ出现错配或是竞争,这会导致TCR的表达水平降低,还可能导致自身反应性TCR,影响抗肿瘤效果,甚至威胁患者生命安全,而敲除TCRα和TCRβ基因可以避免这一问题。

敲除编码PD-1蛋白的基因的目的就更好理解了,就像患者使用PD-1等免疫检查点抑制剂一样,主要是为了避免T细胞功能障碍和耗竭的问题。

敲除这3个基因后,研究人员又使用慢病毒载体对患者的T细胞进行第四次基因修饰,插入肿瘤特异性合成T细胞受体,靶向NY-ESO-1抗原。至此,对T细胞的改造就完成了,研究者将它们重新输回患者体内。

研究最开始招募到了6例患者,其中4例的T细胞成功完成了改造,但是最后只有3例的身体状况允许进行T细胞回输。这3例中,有2例患有难治性晚期骨髓瘤,1例患有难治性转移性肉瘤。在T细胞回输前的第5天至第3天,研究人员给他们进行了环磷酰胺和氟达拉滨化疗。

对基因编辑结果的检测显示,大多数(93.5%~100%)的剪切都达到了目的,只有少部分脱靶,这些脱靶的剪切导致了一些DNA的缺失和重排。在所有脱靶中,有7例不必要的编辑出现在了CLIC2基因中,不过研究者评估表明,这不会对患者构成威胁,因为这个基因在T细胞中都是不活跃的。

在化疗完成后,研究人员将改造好的T细胞输回了3例患者体内,研究者观察到,每一例患者的T细胞都成功到达了肿瘤位置。

患者们对T细胞的输注耐受性也都很好,未产生严重的不良事件,也未出现细胞因子释放综合征(一种和免疫治疗有关的全身性炎症反应,可能危及患者生命)。在输注后的3~9月内,T细胞的持久性都很稳定,每微升血液中有5~50个T细胞,模型估算的T细胞平均衰变半衰期为83.9天。

另外,研究者在给患者输注的T细胞中发现了染色体异位,不过,异位的频率随着时间而降低。

通过单细胞RNA测序,研究者分析了改造的T细胞在患者体内发生的变化。分析发现,有30%的T细胞的3个靶序列均没有发生突变,40%发生了1个突变,10%~20%发生了双突变和三突变。

在输注后的第10天到4个月之间,T细胞的序列一直比较稳定,4个月之后,约有40%的外周血液中的T细胞可以检测到任一靶基因处发生了突变。

在治疗安全性得到保证的同时,患者也有一些临床表现方面的改善,其中2例疾病稳定,另外1例出现了混合性反应,他的腹部肿块在4个月里持续缩小,在第4个月时仅有原来的50%左右,不过其他病变同时发生了进展。

截至2019年12月,3例患者均发生了进展,其中1例因进行性骨髓瘤已经死亡。

研究者表示,尽管初步的临床试验表明了这项技术的安全性,但还需要更多的患者和更长的观察才能更全面地评估。这次的试验中制造工程化T细胞的技术是2016年开发的,目前该技术已经有了进步,能进一步提高编辑效率,降低脱靶概率。

这无疑是CRISPR基因编辑和细胞疗法的临床应用的重要一步,相信未来还会有其他基于基因编辑的疗法被证实是安全有效的,到那时,更多的研究精力会被集中到细胞的生产和管理,以及成本问题上,让越来越多的患者能够受益于基因编辑。

(编译 胡静)


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