撰文 | 小飛飛
腫瘤免疫療法給腫瘤治療帶來了新的策略和希望。利用免疫細胞進行抗腫瘤治療，極大地改善了臨床上對腫瘤的治療。將腫瘤特異性的T細胞輸送到病人體內進行治療的方法叫做適應性T細胞療法（adoptive T-cell therapy，ACT)。ACT通常需要從病人血液或腫瘤中分離出T細胞，然後這些細胞在實驗室中進行基因改造增強它們的功能，然後回輸給病人【1】。對病人來源的T細胞，轉導入腫瘤特異性的TCR（T cell receptor），回輸給病人的TCR T細胞療法展現了不錯的安全性和前景。但TCR T細胞療法的缺陷之一是，轉基因的TCR會和內源性的TCR α和β鏈錯配或者競爭性表達，降低了有治療效果的轉基因TCR在細胞表面的表達【2】。
同時ACT療法的另一缺點就是，回輸進體內的T細胞的耗竭和功能失調也會影響治療的效果，基礎研究表明PD-1的抗體阻斷和基因敲除都可提高T細胞的抗腫瘤功能【3】。CRISPR–Cas9基因編輯技術的出現和發展，極大的便利了人們基因編輯的手段和效率，以及在同一個細胞中同時進行多個基因編輯成為了可能。在T細胞中利用CRISPR–Cas9同時靶向T細胞中多個基因或可提高免疫治療的療效，但該療法在病人體內的安全性以及可行性都尚未知。
近日，來自美國賓夕法尼亞大學Perelman醫學院的Carl H. June和Edward A. Stadtmauer團隊在Science上發表題為CRISPR-engineered T cells in patients withrefractory cancer 的文章，報道了第一個利用CRISPR-Cas9 在T細胞中編輯多個基因進行免疫治療的臨床一期試驗，檢測了該療法的安全性和可行性。
研究團隊利用CRISPR-Cas9在T細胞中將編碼內源性TCR鏈的TRAC, TRBC兩個基因敲除以增加慢病毒轉導的腫瘤（骨髓瘤，黑色素瘤和軟組織肉瘤）特異性的TCR基因(NY-ESO-1)的表達【4】，同時利用CRISPR-Cas9將編碼PD-1的PDCD1基因也敲除掉減少回輸T細胞的耗竭(圖1)。最初有六名參與患者，但是隻有四名患者在體外獲得了基因編輯的T細胞，其中一名患者在回輸之前便病情惡化而死亡，最後只有三名患者（兩名難治性晚期骨髓瘤，一名已轉移的軟組織肉瘤）回輸了CRISPR-Cas9基因編輯的T細胞。
圖1 CRISPR-Cas9 多基因編輯T細胞示意圖
研究團隊在回輸之前，檢測總體水平上重組TCR表達以及基因編輯情況，發現NY-ESO-1 TCR+T細胞佔總T細胞2%~7%，三種基因的編輯比例大約是TRAC：45%, TRBC：15%和PDCD1：20%，體外的CRISPR-Cas9基因編輯的T細胞也有較強的腫瘤細胞殺傷能力。三名病人回輸了CRISPR-Cas9基因編輯的T細胞，且都有很好的耐受性，沒有出現嚴重的副作用，也沒有出現細胞因子釋放綜合徵。
三名病人血液中NY-ESO-1 TCR+T細胞平均半衰期約為83.9天(15-153, 95% CI)，檢測回輸之後的基因編輯細胞的比例，可持續檢測到TRAC和PDCD1基因編輯細胞佔病人PBMCs（peripheral blood mononuclear cells）的5到10%。同時檢測T細胞的CRISPR-Cas9的on-target編輯效率，TRAC和PDCD1可達到98%以上。檢測CRISPR-Cas9基因編輯引起的染色體易位情況，其中TRBC1:TRBC2易位重組引起的9.3 kB的缺失突變最為明顯，其他的染色體易位並沒有檢測到。
對病人回輸T細胞進行單細胞測序顯示，隨著時間的增長基因編輯T細胞的比例有所下降，但NY-ESO-1 TCR+T細胞隨著時間的增加免疫記憶相關基因表達有所增加。三名病人的臨床反應如圖2，兩名病人反應較好病情穩定（Stable disease，
SD），截至2019年12月，三名腫瘤病人疾病都惡化，兩名病人接受了其他治療，一名病人去世。
圖2 三名病人臨床反應概況
總之，這項臨床I期試驗首次在病人中（first-in-human）初步證明了利用CRISPR-Cas9 在T細胞中編輯多個基因進行免疫治療的可行性和安全性，但後續試驗需要更多的病人參與，回輸基因編輯效率更高的T細胞，觀察更長的時間，來進一步評估該策略的安全性以及其治療效果。
原文鏈接：
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/02/05/science.aba7365/tab-pdf
製版人：小嫻子
參考文獻
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.
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