Nature：将CRISPR-Cas9基因编辑工具直接递送到血液中的T细胞

一种新的CAR-T疗法正在重新定义如何改造抗癌免疫细胞……

　　

CAR-T疗法的新方法正在重新定义如何改造抗癌免疫细胞。

多年来，治疗某些血液癌症最有效的疗法之一——CAR-T细胞疗法——一直依赖于一个复杂的多步骤流程。医生会提取患者的免疫细胞，将其送往专门的实验室进行基因改造，然后再通过输注的方式回输给患者。虽然这种方法已经彻底改变了癌症治疗，但整个过程可能需要数周时间，而且通常需要花费数十万美元，这使得许多患者无法获得这种疗法。

加州大学旧金山分校的研究人员现已开发出一种方法，可以直接在体内对这些抗癌细胞进行重编程。这种新方法有望省去体外制造的步骤，显著降低成本，并缩短治疗时间。

这是科学家首次在不将T细胞从体内取出的情况下，将一段大的DNA序列精确插入到人体T细胞的特定位置。这种靶向技术也优于传统的病毒随机插入DNA的方法。该发现不仅对CAR-T疗法具有重要意义，还可能推动更广泛的细胞和基因治疗领域的发展。

3月18日发表在《自然》杂志上的一项研究中，该团队在具有类似人类免疫系统的小鼠身上测试了这种方法。该疗法成功清除了侵袭性白血病、多发性骨髓瘤，甚至实体瘤。

“我认为这仅仅是众多新疗法的开端，这些疗法将带来真正的变革，拯救许多生命，”加州大学旧金山分校医学副教授、该论文的资深作者贾斯汀·艾奎姆博士说。“我非常激动能参与其中。”

分子剪刀改变基因

CAR-T细胞疗法的原理是为免疫系统的关键组成部分——T细胞——赋予新的基因指令，帮助它们识别并摧毁癌细胞。这些指令会产生嵌合抗原受体（CAR），它们位于T细胞表面，如同传感器一般发挥作用。当CAR检测到癌细胞上的特定蛋白质时，就会触发T细胞发起攻击。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准七种CAR-T疗法用于治疗血液癌症。

尽管这些疗法疗效显著，但仍然难以获得。费用通常在40万至50万美元之间，而且生产过程需要专门的设施，耗时数周。在此期间，病情可能会继续恶化。此外，患者还必须事先接受高强度化疗，以便在骨髓中腾出空间容纳经过改造的细胞，这对老年人或体弱多病的患者来说尤其困难。

“这已经成为一个全球性的医疗资源获取问题；许多能够从CAR-T细胞疗法中获益的患者要么负担不起，要么无法及时获得治疗，”Eyquem说。“该领域一直在大力推进在体内直接生产这些细胞的研究。”

这种被称为体内制造的概念，还可以省去预处理化疗的必要性。

为了实现这一目标，Eyquem及其同事（包括来自格莱斯顿研究所、杜克大学和创新基因组学研究所的研究人员）开发了一种双颗粒递送系统。该系统将CRISPR-Cas9基因编辑工具（通常被称为分子剪刀）直接递送到血液中的T细胞。其中一个颗粒表面包覆有能与CD3（一种仅存在于T细胞上的蛋白质）结合的抗体，从而确保该系统能够靶向正确的细胞。

第二个颗粒包含构建抗癌CAR的DNA指令，以及将其插入T细胞基因组特定位置的指导信息。该位置就像一个“开启开关”，仅在T细胞中激活。只有当DNA插入到该精确位点时，新的受体才会产生。这些颗粒的设计目的还在于避免被免疫系统快速摧毁。

“在体外制造这些细胞时，我们可以进行大量的质量控制，确保最终得到的都是经过基因改造的T细胞，”Eyquem说。“在体内，我们无法进行这种制造后的质量控制，所以我们确实需要预先优化方法，以避免改变任何其他细胞。”

两周内可检测到清晰的癌症

由加州大学旧金山分校博士后研究员威廉·尼伯格博士和皮埃尔-路易·伯纳德博士共同领导的研究团队，在患有侵袭性白血病的小鼠身上测试了该系统。单次注射后，几乎所有小鼠体内的癌细胞都在两周内被清除。在某些器官中，经过基因改造的细胞占免疫细胞的比例高达40%，并清除了骨髓和脾脏中的癌细胞。

该方法对多发性骨髓瘤和实体肉瘤也均有效。由于实体瘤通常对CAR-T疗法具有耐药性，因此这一结果尤为突出。

体内改造的 T 细胞似乎也比实验室生产的 T 细胞表现更好。

“尤其令人惊讶的是，我们在体内生成的细胞看起来比我们在实验室里生成的细胞还要好，”艾奎姆说。“我们认为，当细胞从体内取出并在实验室培养时，它们会失去一些‘干性’和增殖能力，而这种情况在这里不会发生。”

该方法仍需进行调整以应用于人体，并且需要开展临床试验来评估其安全性和有效性。为了支持这项工作，Eyquem 和他的合作者成立了一家名为 Azalea Therapeutics 的公司，旨在推进这项技术的发展。

他说：“如果我们能将这项技术应用于人体，就能大幅降低成本，消除等待时间，并有可能让社区医院——而不仅仅是大型癌症中心——也能提供这些救命疗法。这将真正实现CAR-T细胞疗法的普及化。”