Monólogo
2020-05-11T10:01:53+00:00
健康 2020/5/19 16:53
研究团队来自华西医院，利用CRISPR技术编辑T细胞
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4月27日，国际顶级学术期刊《自然》杂志在线发表的研究成果证实：利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗晚期非小细胞肺癌安全且可行。
[财新网](驻香港记者 文思敏)2016年开始的全球首例CRISPR基因编辑人体临床试验近日公布研究成果。4月27日，国际顶级学术期刊《自然》杂志在线发表的研究成果证实：利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗晚期非小细胞肺癌安全且可行。
世界卫生组织数据显示，肺癌是中国乃至全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，是名副其实的“癌症第一杀手”。2015全球因癌症导致的死亡病例约880万人，而肺癌死亡人数约169万例，中国因肺癌死亡人数约为63.1万例。其中，非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer， NSCLC)是最主要的肺癌类型，占比逾8成。
非小细胞肺癌患者大部分预后(Prognosis)较差，即病程后续发展不佳，癌症晚期的期和期患者的五年生存率分别为13%-36%和 0%-10%，五年生存率是衡量癌症治疗效果的指标，即患者经各种综合治疗后生存五年以上的比例。
针对晚期非小细胞肺癌患者的一线治疗方案之一是服用PD-1抑制药物进行免疫治疗，人体内T细胞表面有一种名为PD-1的蛋白，当PD-1蛋白与癌细胞的PD-L1相结合时，将诱导T细胞凋亡或导致免疫无能，使肿瘤细胞得以逃避机体的免疫监控和杀伤。因此，免疫治疗机制就是抑制PD-1和PD-L1的结合，增强T细胞的增殖和杀伤功能，让免疫系统继续发挥作用。部分患者使用PD-1抑制剂pembrolizumab的五年生存率可达到15.523%，但这类药物价格非常昂贵，患者需要长期使用。
本研究则采用与免疫治疗相同的原理，利用CRISPR技术使PD-1不能在T细胞上运作，以达到治疗效果。基因编辑技术被称作“上帝的手术刀”，已有20多年历史，而CRISPR-Cas9是一种由RNA介导的Cas9核酸酶对靶向基因进行编辑的技术，自2012年问世以来，CRISPR-Cas9经过不断的改进和优化，已成为最主流的基因编辑技术。
这项研究的通讯作者是四川大学华西医院胸部肿瘤科教授卢铀，研究团队成员还包括多名来自华西医院的研究人员和医生，以及香港中文大学医学院肿瘤学系系主任莫树锦。
研究证实脱靶频率较低
作为全球首个CRISPRCas9基因编辑人体临床试验，这项试验在开展之初就备受瞩目，2016年7月，团队临床试验获得华西医院伦理委员会的批准后，《自然》随即详细报道了该研究计划。如今，距离2016年10月进行首例受试者接受治疗已过去3年多，这项重大研究做了哪些工作？
2016年8月至2018年3月，共有22名晚期非小细胞肺癌患者入选试验，被试患者都曾试过多种治疗方案仍无好转。其中，5名患者的T细胞扩增不足，没有接受输回，剩下的17名患者中有5人因癌症恶化或肺部感染等原因被排除，最终有12人完成基因编辑治疗。研究严格按照临床研究方案计划，随访2年，截止时间为2020年1月31日。
研究人员先从患者身体抽取T细胞，以CRISPR技术在体外编辑T细胞中PD-1基因，再将基因编辑后的细胞进行扩增，重新注入到患者体内，让其于体内发挥作用。研究显示，被试患者的T细胞编辑所需时间中位数为25天。为了密切观察是否会出现副作用，团队循序渐进，患者分多次、剂量逐渐增大地接受T细胞输回。
接受治疗期间，入组受试者无一人出现严重或致命的不良反应，仅有淋巴细胞减少、疲劳、关节疼痛等轻度或中度的不良反应。在完成治疗后的安全性随访期间，也只有3位患者出现轻度不良反应。
除了监测患者治疗后的不良反应，衡量基因编辑技术是否安全可行的另一关键指标是“脱靶效应”，通俗来说就是基因编辑工具切错了位置。比如，如果存在一些DNA序列与目标DNA序列长得很像，以至于向导RNA分辨不出来而“带错了路”，Cas9就会切在非目标DNA序列上导致脱靶，从而可能产生基因突变、基因组缺失等不确定风险，大大限制CRISPR技术的临床应用。
为了测量CRISPR基因编辑对编辑过后的T细胞的脱靶效应，研究团队在将“修改过的T细胞”输回病人身体之前及之后，都为这些修改过的T细胞进行基因测序，以检视风险。研究发现在18个可能的脱靶位点中，脱靶的概率极低，基因变异频率的中位数只为0.05%(范围为 0-0.25%)，证明此次以CRISPR技术修改T细胞是安全的。
“目前国际上尚未建立一个标准化的基因测序方法，来衡量或明确将脱靶率控制在什么水平以下是符合临床安全要求的。” 卢铀向财新记者表示，由于I期临床试验的主要目标是观察安全性，因此采用了第二代 DNA 测序技术(NGS)和全基因组测序技术(WGS)，从广度和深度两个层面进行脱靶效应的检测。莫树锦进一步指出，使用第二代的DNA测序技术可有效监测预先选择的脱靶位点，但全面性不够。但WGS技术更加全面，花费也更昂贵，在未来的研究中可综合使用这些技术。
有效性仍待下一步验证
作为I期临床试验，本研究主要目的是测试基因编辑技术的安全性和可行性，且大多数病人的病情已届晚期，因此在疗效方面参考性有限。所有患者病情均未获得部分缓解(partial response)，即肿瘤病灶没有显著减小。
在入组的12例受试者中，中位无进展生存时间(progression-free survival)为7.7周，这一指标反应的是患者从接受治疗开始到病情出现变化如肿瘤恶化等情况；中位生存时间(overall survival) 为42.6周。截至2020年1月31日，12名被试患者中有11人死于肿瘤进展，剩下的1名患者仍在接受其他治疗。
不过，为了进一步跟踪编辑后的T细胞在体内存活率，本研究从被治疗患者的血液样本中提取DNA进行检测。除了1例早期退出的患者，其余11例患者的血液样本中在首次输回T细胞的第4周均能检测到编辑过的PD-1基因。其中，有一名55岁女性患者的血液样本能显示出持续的、中等水平的PD-1基因编辑状态。该患者在接受治疗后肿瘤明显缩小，直到76周(一年半)后病情才出现恶化，证明其临床治疗有一定获益。
此外，研究团队还设计了T细胞受体(T cell receptor， TCR)克隆等多个探索性指标，以便分析在接受基因编辑T细胞治疗后患者体内免疫活性的变化。分析发现，在这名临床获益的55岁患者的样本中，肿瘤组织的浸润T细胞 (TIL)和经过编辑的T细胞之间共享的TCR克隆中高频克隆占大多数(82%)，并随着临床治疗时间发生了改变。
这名患者在肿瘤发生进展时，其TCR共享克隆数也相应下降，卢铀指出：“这意味着，经过编辑的T细胞可能正发挥着类似TIL应有的抗肿瘤免疫效应，这需要今后研究进一步验证。”
卢铀表示，这个案例是一个很正向的疗效提示，但基因编辑的临床有效性还需要未来II期、III期临床试验去验证支持的。此次试验入组的均为肺癌晚期且其它治疗失败的患者，未来要改进基因编辑治疗的成效，“很重要的一点是要尽早为病人开始治疗，确保他们的T细胞处于健康状态，必须有健康的T细胞才能够让它发挥最大作用。”
目前，CRSIPR基因编辑治疗的领域主要集中在单基因突变引起的遗传病上。例如，通过基因编辑技术治疗β地中海贫血症，这是一种基因缺陷造成的遗传性血液病，患者体内血红蛋白异常，红细胞无法向身体输送足够氧气，患者往往只能靠定期输血维持生命。2019年11月，德国雷根斯堡大学医院发布新闻公报称，该院首次利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗了一名β型地中海贫血患者，治疗前患者平均每年需要输血16次，9个月前接受治疗后一直无需接受输血且血液指标正常。
但是，通过基因编辑来“精确修复”癌症致病基因还有漫漫长路，因为恶性肿瘤是多基因突变演进的疾病。卢铀称，现在说基于基因编辑技术的基因治疗是肿瘤治疗的手段还为时过早，但临床试验已证明了CRISPR基因编辑的安全性和可行性，将为CRISPR技术更广泛和深入的临床医学转化提供了重要的临床依据，或许未来新技术下的细胞治疗将成为肿瘤综合治疗的重要手段之一。
研究团队来自华西医院，利用CRISPR技术编辑T细胞
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4月27日，国际顶级学术期刊《自然》杂志在线发表的研究成果证实：利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗晚期非小细胞肺癌安全且可行。
[财新网](驻香港记者 文思敏)2016年开始的全球首例CRISPR基因编辑人体临床试验近日公布研究成果。4月27日，国际顶级学术期刊《自然》杂志在线发表的研究成果证实：利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗晚期非小细胞肺癌安全且可行。
世界卫生组织数据显示，肺癌是中国乃至全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，是名副其实的“癌症第一杀手”。2015全球因癌症导致的死亡病例约880万人，而肺癌死亡人数约169万例，中国因肺癌死亡人数约为63.1万例。其中，非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer， NSCLC)是最主要的肺癌类型，占比逾8成。
非小细胞肺癌患者大部分预后(Prognosis)较差，即病程后续发展不佳，癌症晚期的期和期患者的五年生存率分别为13%-36%和 0%-10%，五年生存率是衡量癌症治疗效果的指标，即患者经各种综合治疗后生存五年以上的比例。
针对晚期非小细胞肺癌患者的一线治疗方案之一是服用PD-1抑制药物进行免疫治疗，人体内T细胞表面有一种名为PD-1的蛋白，当PD-1蛋白与癌细胞的PD-L1相结合时，将诱导T细胞凋亡或导致免疫无能，使肿瘤细胞得以逃避机体的免疫监控和杀伤。因此，免疫治疗机制就是抑制PD-1和PD-L1的结合，增强T细胞的增殖和杀伤功能，让免疫系统继续发挥作用。部分患者使用PD-1抑制剂pembrolizumab的五年生存率可达到15.523%，但这类药物价格非常昂贵，患者需要长期使用。
本研究则采用与免疫治疗相同的原理，利用CRISPR技术使PD-1不能在T细胞上运作，以达到治疗效果。基因编辑技术被称作“上帝的手术刀”，已有20多年历史，而CRISPR-Cas9是一种由RNA介导的Cas9核酸酶对靶向基因进行编辑的技术，自2012年问世以来，CRISPR-Cas9经过不断的改进和优化，已成为最主流的基因编辑技术。
这项研究的通讯作者是四川大学华西医院胸部肿瘤科教授卢铀，研究团队成员还包括多名来自华西医院的研究人员和医生，以及香港中文大学医学院肿瘤学系系主任莫树锦。
研究证实脱靶频率较低
作为全球首个CRISPRCas9基因编辑人体临床试验，这项试验在开展之初就备受瞩目，2016年7月，团队临床试验获得华西医院伦理委员会的批准后，《自然》随即详细报道了该研究计划。如今，距离2016年10月进行首例受试者接受治疗已过去3年多，这项重大研究做了哪些工作？
2016年8月至2018年3月，共有22名晚期非小细胞肺癌患者入选试验，被试患者都曾试过多种治疗方案仍无好转。其中，5名患者的T细胞扩增不足，没有接受输回，剩下的17名患者中有5人因癌症恶化或肺部感染等原因被排除，最终有12人完成基因编辑治疗。研究严格按照临床研究方案计划，随访2年，截止时间为2020年1月31日。
研究人员先从患者身体抽取T细胞，以CRISPR技术在体外编辑T细胞中PD-1基因，再将基因编辑后的细胞进行扩增，重新注入到患者体内，让其于体内发挥作用。研究显示，被试患者的T细胞编辑所需时间中位数为25天。为了密切观察是否会出现副作用，团队循序渐进，患者分多次、剂量逐渐增大地接受T细胞输回。
接受治疗期间，入组受试者无一人出现严重或致命的不良反应，仅有淋巴细胞减少、疲劳、关节疼痛等轻度或中度的不良反应。在完成治疗后的安全性随访期间，也只有3位患者出现轻度不良反应。
除了监测患者治疗后的不良反应，衡量基因编辑技术是否安全可行的另一关键指标是“脱靶效应”，通俗来说就是基因编辑工具切错了位置。比如，如果存在一些DNA序列与目标DNA序列长得很像，以至于向导RNA分辨不出来而“带错了路”，Cas9就会切在非目标DNA序列上导致脱靶，从而可能产生基因突变、基因组缺失等不确定风险，大大限制CRISPR技术的临床应用。
为了测量CRISPR基因编辑对编辑过后的T细胞的脱靶效应，研究团队在将“修改过的T细胞”输回病人身体之前及之后，都为这些修改过的T细胞进行基因测序，以检视风险。研究发现在18个可能的脱靶位点中，脱靶的概率极低，基因变异频率的中位数只为0.05%(范围为 0-0.25%)，证明此次以CRISPR技术修改T细胞是安全的。
“目前国际上尚未建立一个标准化的基因测序方法，来衡量或明确将脱靶率控制在什么水平以下是符合临床安全要求的。” 卢铀向财新记者表示，由于I期临床试验的主要目标是观察安全性，因此采用了第二代 DNA 测序技术(NGS)和全基因组测序技术(WGS)，从广度和深度两个层面进行脱靶效应的检测。莫树锦进一步指出，使用第二代的DNA测序技术可有效监测预先选择的脱靶位点，但全面性不够。但WGS技术更加全面，花费也更昂贵，在未来的研究中可综合使用这些技术。
有效性仍待下一步验证
作为I期临床试验，本研究主要目的是测试基因编辑技术的安全性和可行性，且大多数病人的病情已届晚期，因此在疗效方面参考性有限。所有患者病情均未获得部分缓解(partial response)，即肿瘤病灶没有显著减小。
在入组的12例受试者中，中位无进展生存时间(progression-free survival)为7.7周，这一指标反应的是患者从接受治疗开始到病情出现变化如肿瘤恶化等情况；中位生存时间(overall survival) 为42.6周。截至2020年1月31日，12名被试患者中有11人死于肿瘤进展，剩下的1名患者仍在接受其他治疗。
不过，为了进一步跟踪编辑后的T细胞在体内存活率，本研究从被治疗患者的血液样本中提取DNA进行检测。除了1例早期退出的患者，其余11例患者的血液样本中在首次输回T细胞的第4周均能检测到编辑过的PD-1基因。其中，有一名55岁女性患者的血液样本能显示出持续的、中等水平的PD-1基因编辑状态。该患者在接受治疗后肿瘤明显缩小，直到76周(一年半)后病情才出现恶化，证明其临床治疗有一定获益。
此外，研究团队还设计了T细胞受体(T cell receptor， TCR)克隆等多个探索性指标，以便分析在接受基因编辑T细胞治疗后患者体内免疫活性的变化。分析发现，在这名临床获益的55岁患者的样本中，肿瘤组织的浸润T细胞 (TIL)和经过编辑的T细胞之间共享的TCR克隆中高频克隆占大多数(82%)，并随着临床治疗时间发生了改变。
这名患者在肿瘤发生进展时，其TCR共享克隆数也相应下降，卢铀指出：“这意味着，经过编辑的T细胞可能正发挥着类似TIL应有的抗肿瘤免疫效应，这需要今后研究进一步验证。”
卢铀表示，这个案例是一个很正向的疗效提示，但基因编辑的临床有效性还需要未来II期、III期临床试验去验证支持的。此次试验入组的均为肺癌晚期且其它治疗失败的患者，未来要改进基因编辑治疗的成效，“很重要的一点是要尽早为病人开始治疗，确保他们的T细胞处于健康状态，必须有健康的T细胞才能够让它发挥最大作用。”
目前，CRSIPR基因编辑治疗的领域主要集中在单基因突变引起的遗传病上。例如，通过基因编辑技术治疗β地中海贫血症，这是一种基因缺陷造成的遗传性血液病，患者体内血红蛋白异常，红细胞无法向身体输送足够氧气，患者往往只能靠定期输血维持生命。2019年11月，德国雷根斯堡大学医院发布新闻公报称，该院首次利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗了一名β型地中海贫血患者，治疗前患者平均每年需要输血16次，9个月前接受治疗后一直无需接受输血且血液指标正常。
但是，通过基因编辑来“精确修复”癌症致病基因还有漫漫长路，因为恶性肿瘤是多基因突变演进的疾病。卢铀称，现在说基于基因编辑技术的基因治疗是肿瘤治疗的手段还为时过早，但临床试验已证明了CRISPR基因编辑的安全性和可行性，将为CRISPR技术更广泛和深入的临床医学转化提供了重要的临床依据，或许未来新技术下的细胞治疗将成为肿瘤综合治疗的重要手段之一。