日前，《自然·醫(yī)學(xué)》在線發(fā)表了全球首個CRISPR用于腫瘤治療的人體I期臨床試驗結(jié)果，該研究的試驗對象是晚期非小細胞肺癌患者，通過使用“魔剪”技術(shù)編輯非小細胞肺癌患者T細胞的PD-1基因后再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)展開治療。

在第三代基因編輯中，外號“魔剪”的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種臨床研究中。此次發(fā)表的研究論文，進一步證實了CRISPR基因編輯在腫瘤治療領(lǐng)域的可行性。

CRISPR/Cas9是一種用來搜索、剪切、替換DNA特定序列的特殊DNA剪切系統(tǒng)。與傳統(tǒng)限制性內(nèi)切酶相比，它可以識別多個不同的DNA位點，相當于一個“可調(diào)的分子剪刀”。此次I期臨床試驗中，除了要驗證基因編輯細胞在人體應(yīng)用的安全性問題，還要進一步探索這種方案在個性化精準治療方面的可行性，及在安全、可行的前提下，能否觀察到靶基因的編輯效應(yīng)。

這項臨床實驗究竟是在什么背景下展開的?具體是怎么實施的?效果如何?什么時候能進入臨床應(yīng)用?日前，科技日報記者采訪了業(yè)內(nèi)相關(guān)專家。

受PD-1單抗啟發(fā) 篩選患者曾是一大難題

化療、放療等常規(guī)腫瘤治療手段往往“殺敵一千，自損八百”，對人體免疫系統(tǒng)會造成較大損傷。

隨著PD-1單抗藥品在2014年末上市，癌癥患者似乎看到了一絲曙光——通過跟PD-1蛋白結(jié)合阻擋一種信號通路，可防止腫瘤細胞誘導(dǎo)的免疫細胞程序性死亡并徹底破壞腫瘤細胞誘導(dǎo)的免疫耐受“陰謀”。但這種PD-1單抗也存在弊端：比如為了阻止癌細胞不斷增殖，需對患者持續(xù)注射，整體成本比較高。“按當時的價格，每人每年的花費要高達90萬至120萬元人民幣。”上述論文并列第一作者、成都美杰賽爾公司首席科學(xué)家鄧濤說，那個時候PD-1單抗藥物在國內(nèi)還沒有仿藥，也不能合法進口。

隨著腫瘤免疫治療和細胞治療時代的開啟，盡快開發(fā)出創(chuàng)新的細胞生物治療技術(shù)和產(chǎn)品，成為腫瘤患者和臨床專家共同的期待。那么，能否用最前沿的基因編輯技術(shù)直接把T細胞上的PD-1基因刪除呢?鄧濤說，團隊研究認為這一設(shè)想可能會與PD-1單抗藥物治療有異曲同工之效，如果能夠部分形成免疫記憶細胞，或許治療上更為徹底，隨著未來規(guī)?；a(chǎn)，成本也相對可控。

此次全球首個CRISPR用于腫瘤治療的人體I期臨床試驗，由四川大學(xué)華西醫(yī)院盧鈾教授課題組和產(chǎn)品開發(fā)方的鄧濤團隊合作完成。鄧濤向記者介紹，在I期臨床試驗啟動初期，尚無任何先例可循，其中僅為完成國際新藥標準所要求最低11例患者的目標，研究團隊就摸索了2年時間。“最大的難題之一是篩選患者。”團隊成員、美杰賽爾技術(shù)總監(jiān)喻堃博士說，入組患者至少要滿足兩個條件：第一，必須是通過標準的一線、二線、三線治療無效的晚期患者;第二，其腫瘤細胞有PD-1靶基因表達。

“有些患者還沒等到編輯細胞培養(yǎng)到足夠使用的數(shù)量，人就‘走’了。”鄧濤說，團隊在2016年年中到2018年年底期間，按標準的I期臨床試驗要求進行數(shù)據(jù)處理，最終呈現(xiàn)出完整的I期臨床試驗結(jié)果。

六大環(huán)節(jié)完成試驗 T細胞分離出來再“武裝”

如果患者的免疫功能良好，腫瘤并不可怕。癌細胞是可以被免疫監(jiān)視功能識別、抑制、清除的，即便少數(shù)存在于體內(nèi)，患者也能與之“和諧共處”。然而，當“狡猾”的癌細胞一旦突破了人體免疫細胞防線，大肆轉(zhuǎn)移、增殖，就很難被“消滅”了。從某種角度來說，基因編輯T細胞治療就是重新“武裝”人體衛(wèi)士——免疫細胞，發(fā)揮免疫殺傷作用、控制腫瘤生長、清除癌細胞。

那么，在該臨床試驗中，基因編輯技術(shù)具體是如何實施的呢?此次研究試驗的實施流程主要包括篩選患者、抽血、成分分離(T細胞提取)、進行基因編輯、工程化擴增及第三方檢測、回輸人體等6大環(huán)節(jié)。

鄧濤舉例說，像抽血環(huán)節(jié)，一般抽50—100毫升的外周血，然后配送到相關(guān)GMP(滿足優(yōu)良制造規(guī)范的要求)潔凈細胞實驗室;在基因編輯環(huán)節(jié)，研究人員利用“魔剪”技術(shù)把PD-1基因剪切、重新連接，以消除PD-1基因的蛋白表達;在工程化擴增環(huán)節(jié)，需將編輯的T細胞在GMP實驗室進行大規(guī)模擴增、相關(guān)基因編輯及細胞質(zhì)控檢測。此外，編輯后的T細胞還要送到第三方平臺去檢測，以確定其安全且無任何污染;而在回輸人體環(huán)節(jié)，則要將合格的細胞制品配送到GLP(優(yōu)良實驗室規(guī)范的簡稱)病房，在嚴密監(jiān)控下回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。

“在臨床試驗操作過程中，不同患者采取的治療方案是有差異的，在針對重癥患者的監(jiān)護、治療方面往往需要采取更為復(fù)雜的綜合方案。”喻堃說，這是因為晚期重癥患者免疫細胞相對脆弱，編輯T細胞成活率、擴增都要更難，所以需要付出更多的心血和更優(yōu)化的工藝。

鄧濤還表示，與干細胞、胚胎細胞在人體內(nèi)“永生”、繁殖、傳代不同，這種編輯后的免疫細胞是終末分化細胞，幾個月內(nèi)就會正常的代謝直到從人體排除，幾乎不會產(chǎn)生遺傳風(fēng)險。

驗證安全性可行性 目標雖已達到但還需擴大樣本

“隨著治療的進行，腫瘤組織中TIL(腫瘤浸潤淋巴細胞)和外周血PBMC(外周血單個核細胞)的免疫多樣性逐步升高……這說明了該治療對重建患者免疫生態(tài)起到極大的作用……”這是論文對此次實驗效果的分析描述。

喻堃說，目前已入組的11例常規(guī)治療無效晚期患者在接受基因編輯T細胞回輸治療后，均無三級以上的副作用，有3例達到了8周穩(wěn)定的療效。此外，脫靶事件的中位突變頻率僅0.05%。

這項備受矚目的新技術(shù)何時才能投入到一線治療?“我們正在啟動向國家藥品監(jiān)督管理局申報新藥臨床試驗(IND)。”鄧濤說。與此同時，很多人也在擔心，萬一價格太貴怎么辦?喻堃對此表示，隨著工藝流程進一步優(yōu)化，成本會進一步顯著下降。

目前CRISPR基因編輯技術(shù)主要用于遺傳病、艾滋病、腫瘤等的治療。其中，在遺傳病方面，張峰團隊用CRISPR技術(shù)治療單基因遺傳疾病——Leber先天性黑蒙10型(LCA10)，目前已有臨床實驗正在進行;在治療艾滋病方面，北大鄧宏魁團隊將CCR5基因從病人造血干細胞上去除并移植回病人體內(nèi)，以期達到長期低毒生存的較佳狀態(tài);而在治療腫瘤方面，鄧濤團隊與美國卡爾·朱諾團隊分別在肺癌治療、骨肉瘤治療方面取得相關(guān)臨床結(jié)果。

“這些基因編輯臨床試驗最大的風(fēng)險是如何保證精確性。如果一旦剪錯了基因，就容易出現(xiàn)脫靶風(fēng)險。這類風(fēng)險主要針對生殖細胞和胚胎干細胞編輯領(lǐng)域時更要關(guān)注和謹慎，而對于成熟T細胞等成體細胞的編輯，該類風(fēng)險就小得多。”鄧濤表示，“此次I期臨床試驗的主要目的，就是驗證安全性和可行性，現(xiàn)在目標已達到。”

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