CRISPR在个性化癌细胞治疗中替代免疫受体

由南旧金山PACTPharma和加州大学洛杉矶分校(UCLA)的科学家领导的团队开发了一种从癌症患者中分离出特定新抗原的多种T细胞受体(TCR)的方法，并使用非病毒CRISPR编辑方法来在临床级转基因T细胞中生成患者特异性neoTCR，用于过继细胞疗法(ACT)来治疗癌症。

加州大学洛杉矶分校医学教授AntoniRibas医学博士说：“这是开发癌症个性化治疗的一大飞跃，其中分离出特异性识别患者自身癌症突变的免疫受体用于治疗癌症。”Jonsson综合癌症中心，以及该研究的资深作者。“如果没有新开发的使用CRISPR技术一步替换临床级细胞制剂中的免疫受体的能力，针对癌症的个性化细胞治疗的产生是不可行的。”

在首次人体临床试验(NCT03970382)中，研究人员对16名实体癌(结肠癌、乳腺癌和肺癌)患者进行了新的ACT，最多三个独特的工程化T细胞表达neoTCR靶向突变患者的癌症，经过调理化疗。研究结果发表在《自然》杂志上。

T细胞上的人类TCR可以通过检测由一系列人类白细胞抗原(HLA)呈递的肽的氨基酸序列变化来区分癌症基因组中的单点突变，这些抗原在细胞表面充当广告牌。新抗原是由癌细胞突变产生的癌症特异性抗原。这些新抗原是免疫反应和癌症治疗的主要目标。

CRISPR编辑早前已被用于人类，以去除特定基因，从而将免疫攻击集中在癌细胞上。这是第一项描述ACT的人类研究，该ACT使用CRISPR不仅可以去除特定基因，还可以在免疫细胞中插入新基因以重新定向它们以识别患者自身癌细胞中的突变。当输回患者体内时，CRISPR改造的携带neoTCR的T细胞优先将患者的癌细胞归零。

用于从患者血液中分离TCR的技术最初是由Ribas团队与西雅图系统生物学研究所所长JamesHeath博士以及诺贝尔奖获得者、加州理工学院名誉教授DavidBaltimore博士合作开发的加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的成员。PACTPharma对该技术进行了改进以供临床应用。分离后，TCR用于使用基于CRISPR的基因编辑来重新定向免疫细胞，以识别患者自身的癌细胞。

“这项研究证明了分离和克隆识别癌细胞突变的多个免疫细胞受体的可行性，使用单步非病毒精确基因组编辑同时敲除内源性免疫受体和敲入重定向免疫受体，临床级CRISPR工程T细胞的制造，注入多达三种基因编辑免疫细胞产品的安全性，以及基因编辑免疫细胞运输到患者肿瘤的能力，”Ribas说。

研究参与者同意提供肿瘤和外周血单核细胞(PBMC)的活检，以允许研究人员筛选针对患者肿瘤的neoTCR。T细胞是根据它们与试剂的结合从患者血液中分离出来的，这些试剂显示来自患者自身癌症的多达350个突变，总共有超过5,000个突变被靶向免疫系统的34个HLA亚型。

然后使用一步CRISPR编辑方法对癌症特异性neoTCR进行测序并重新插入患者自身的T细胞，其中包括敲除两个现有的TCR基因(TCRα和TCRβ)，以及敲入neoTCR这可以重定向T细胞以识别患者自身的癌细胞。

接受新疗法的患者经历了化疗的预期副作用。16名患者中有两名因基因编辑细胞而产生潜在副作用，但很快就康复了。治疗后对患者肿瘤的活检显示，经过编辑的细胞约占癌症免疫细胞的20%。