翹首期盼了近4年,終于等到研究成果了。
近日,四川大學(xué)華西醫院盧鈾教授團隊在頂級期刊《自然·醫學(xué)》上發(fā)布最新研究成果[1]:使用CRISPR-Cas9編輯的T細胞在臨床上治療疾病是安全可行的。
這項研究成果再次證實(shí)了CRISPR基因編輯技術(shù)在臨床應用中的安全性,為后續類(lèi)似研究的開(kāi)展奠定了基礎。
▲ 論文首頁(yè)截圖
盧鈾教授團隊發(fā)起的這項基因編輯臨床研究,其實(shí)是世界第一個(gè)CRISPR療法人體試驗,開(kāi)始于2016年6月。
當時(shí)的情況是,大量的基礎研究證實(shí),CRISPR-Cas9是一種方便、靈活、精確的基因編輯方法。但是CRISPR-Cas9在臨床應用中的安全性還需臨床研究檢驗。
在CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)冉冉升起的時(shí)候,癌癥免疫療法也在蓬勃發(fā)展。阻斷PD-1/PD-L1通路的PD-1抑制劑,已經(jīng)成為PD-L1表達陽(yáng)性的晚期非小細胞肺癌(NSCLC)的一線(xiàn)治療藥物。這一療法甚至能將患者的5年生存率提高到15.5%-23%[2]。
免疫療法的成功,讓盧鈾教授團隊想到:破壞T細胞的PD-1,然后將T細胞回輸給患者,對于晚期肺癌的治療可能也是有效的。
這個(gè)猜想一方面是基于免疫治療的基本邏輯,另一方面是基于當時(shí)已經(jīng)存在的兩個(gè)基礎研究:用鋅指編輯技術(shù)編輯T細胞的PD-1,可以增強T細胞對黑色素瘤細胞的毒性[3];以及用CRISPR-Cas9破壞T細胞的PD-1,可在模式小鼠身上對抗胃癌[4]。
T細胞和腫瘤細胞之間的PD-1/PD-L1通路
基于以上的研究成果,盧鈾教授團隊在晚期肺癌患者中,開(kāi)展了臨床研究。由于是首個(gè)人體臨床試驗,考慮到倫理學(xué)問(wèn)題和脫靶突變的風(fēng)險,他們在劑量遞增的I期臨床試驗中,只招募那些經(jīng)過(guò)多種療法治療之后依然無(wú)效的NSCLC患者。
在2016年8月26日到2018年3月21日之間,一共招募了22名患者。研究人員從患者體內采集T細胞,然后用電穿孔的方法將CRISPR-Cas9編輯系統轉入T細胞中[5],破壞PD-1基因的2號外顯子。
總體來(lái)看,基因編輯的效率在8.7%到31.2%之間,中值是20.1%。在編輯過(guò)的T細胞中,PD-1的表達水平明顯降低,PD-1的破壞率在33.7%到67%之間,中值是46.3%。
基因編輯T細胞的機制,及編輯效果
在招募的22名患者中,有5名患者因T細胞體外擴增不足,沒(méi)有接受治療,余下的17名患者均獲得了高活性(90%)的編輯后的T細胞。制備T細胞的中位時(shí)間是25天(17-40天)。
只不過(guò),在回輸編輯過(guò)的T細胞之前,有2人疾病進(jìn)展,1人肺部感染,1人類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎加重,1人主動(dòng)退出研究。最終有12人接受了T細胞的回輸治療。
接受治療的患者以28天為一個(gè)周期,分三次注射PD-1被編輯過(guò)的T細胞,直到患者疾病進(jìn)展或者出現不能耐受的毒性為止,每位患者每次回輸T細胞的中位數是1.33億個(gè)。
試驗設計流程
從12位接受治療的患者來(lái)看,他們的T細胞中位編輯效率是5.81%。在所有被編輯的T細胞中。絕大部分是CD3陽(yáng)性(中值99.1%),CD3和CD8雙陽(yáng)性占比73.5%。
與未被編輯的T細胞相比,在被編輯過(guò)的T細胞中,CD8和IFN-γ雙陽(yáng)性的占比顯著(zhù)增加。這表明,破壞T細胞的PD-1之后,T細胞的活性增強了。
至于大家最關(guān)心的編輯脫靶率,研究人員也做了深入的研究。總體來(lái)看,中位脫靶率是0.05%,遠遠低于1.69%的中靶率。基于這個(gè)數據,研究人員認為,CRISPR-Cas9編輯T細胞是安全的。
具體來(lái)看,在主要的脫靶導致的突變中,會(huì )導致移碼變異的插入/缺失占比71.2%,不會(huì )導致移碼的插入/缺失占比28.6%,其他類(lèi)型變異極少。還有一點(diǎn)值得一提的是,這些突變主要出現在基因之間(48.1%)或者內含子(35.1%)區域,對基因功能的影響不大。
脫靶的情況分析
從安全性上來(lái)看,在12名接受治療的患者中,有1名患者沒(méi)有出現治療相關(guān)不良事件,其余11名患者發(fā)生了1/2級與治療相關(guān)的不良事件,例如淋巴細胞減少癥(3例)、疲勞(3例)、白細胞減少癥(2例)、發(fā)燒(2例)、關(guān)節痛(2例)和皮疹(2例)。
這就意味著(zhù)沒(méi)有患者出現3級及以上的不良事件,而且沒(méi)有患者出現細胞因子釋放綜合征。也就是說(shuō),CRISPR破壞T細胞的PD-1,作為一種治療策略是安全的。
治療相關(guān)的副作用
從治療的效果上看,在長(cháng)達47.1周的中位隨訪(fǎng)時(shí)間內,12名患者的中位無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)是7.7周,中位總生存期(OS)為42.6周。不過(guò)沒(méi)有患者獲得部分緩解,只有兩名患者病情穩定。
截至2020年1月31日,所有患者出現疾病進(jìn)展。在12名患者中,有11名(91.7%)死于腫瘤進(jìn)展,所有患者的死亡均與治療無(wú)關(guān)。剩下的一名患者仍在接受其他治療。
患者的治療情況
基于以上數據,研究人員認為,他們的研究成果進(jìn)一步支持了由CRISPR-Cas9技術(shù)進(jìn)行的基因編輯T細胞療法在臨床上的安全性和可行性,這也與Carl June團隊近期發(fā)表的結果一致[6]。
至于大家擔心的脫靶效應,一是脫靶率低,二是絕大多數發(fā)生在非編碼區,這不太可能對編碼基因產(chǎn)生重大影響。
雖然CRISPR-Cas9技術(shù)的臨床使用的長(cháng)期安全性仍然需要關(guān)注,但是在本研究中,他們發(fā)現被編輯的T細胞壽命較短,因此他們認為永久性基因組改變的風(fēng)險是有限的。
參考文獻
[1].https://www.nature.com/articles/s41591-020-0840-5
[2].Garon E B, Hellmann M D, Rizvi N A, et al. Five-Year Overall Survival for Patients With Advanced Non?Small-Cell Lung Cancer Treated With Pembrolizumab: Results From the Phase I KEYNOTE-001 Study[J]. Journal of clinical oncology: official journal of the American Society of Clinical Oncology, 2019, 37(28): 2518-2527.
[3].Beane J D, Lee G, Zheng Z, et al. Clinical scale zinc finger nuclease-mediated gene editing of PD-1 in tumor infiltrating lymphocytes for the treatment of metastatic melanoma[J]. Molecular Therapy, 2015, 23(8): 1380-1390.
[4].Su S, Zou Z, Chen F, et al. CRISPR-Cas9-mediated disruption of PD-1 on human T cells for adoptive cellular therapies of EBV positive gastric cancer[J]. Oncoimmunology, 2017, 6(1): e1249558.
[5].Su S, Hu B, Shao J, et al. CRISPR-Cas9 mediated efficient PD-1 disruption on human primary T cells from cancer patients[J]. Scientific reports, 2016, 6: 20070.
[6].Stadtmauer E A, Fraietta J A, Davis M M, et al. CRISPR-engineered T cells in patients with refractory cancer[J]. Science, 2020, 367(6481).
*文章來(lái)源于 奇點(diǎn)網(wǎng),版權歸原作者所有,如有侵權請聯(lián)系刪除