CRISPR在美國首次用于人體試驗(yàn)

編譯 陳軼翔

盡管賓夕法尼亞大學(xué)的研究標(biāo)志著CRISPR在美國首次涉足人類領(lǐng)域，但就這次試驗(yàn)而言，CRISPR技術(shù)實(shí)際上處于次要地位，發(fā)揮主要作用的是CAR-T技術(shù)。

C RISPR剛剛達(dá)到了另一個(gè)里程碑。

2019年4月，賓夕法尼亞大學(xué)研究人員宣布，他們聯(lián)合基因編輯技術(shù)與另一項(xiàng)神奇的生物技術(shù)——嵌合抗原受體細(xì)胞療法（CAR-T）對(duì)兩名癌癥患者進(jìn)行治療。目前，要判斷這種療法對(duì)兩名患者是否有益還為時(shí)過早，但研究團(tuán)隊(duì)希望“適當(dāng)?shù)臅r(shí)候”在會(huì)議或期刊上公布第一批結(jié)果。

這標(biāo)志著CRISPR首次進(jìn)入美國臨床領(lǐng)域，這經(jīng)歷了一個(gè)漫長的過程。早在2016年年中，該團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)獲得了FDA的批準(zhǔn)，可以開展試驗(yàn)驗(yàn)證他們的理念。然而直到2018年初，他們才注冊(cè)了這項(xiàng)試驗(yàn)，采取了謹(jǐn)慎的“預(yù)防措施”，以確保將CRISPR引入生物醫(yī)學(xué)主流領(lǐng)域的過程平穩(wěn)有序。為什么要采取預(yù)防措施呢？因?yàn)椋e夕法尼亞大學(xué)和基因編輯背后的歷史是復(fù)雜的。

在世紀(jì)之交，基因修補(bǔ)有望成為醫(yī)學(xué)上的靈丹妙藥，而一位名叫杰西·蓋爾辛格（Jesse Gelsinger）的患者在賓夕法尼亞大學(xué)大膽接受基因療法時(shí)不幸死亡，年僅18歲。現(xiàn)在普遍認(rèn)為，蓋爾辛格的死使得基因治療倒退了幾十年。隨后對(duì)該試驗(yàn)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)了多個(gè)問題，包括基因治療對(duì)動(dòng)物的副作用的數(shù)據(jù)被低估，以及很多利益沖突。

顯然，很多問題需要通過新的試驗(yàn)來解決。但當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)隨時(shí)準(zhǔn)備前進(jìn)時(shí)，蓋爾辛格的悲劇作為一個(gè)警世故事提醒研究人員。然而，CRISPR與CAR-T的結(jié)合就像是《權(quán)力的游戲》里臨冬城的最后一次重聚，它們聯(lián)手準(zhǔn)備一起對(duì)抗人類最黑暗、最殘酷的威脅之一。

西雅圖阿爾提烏斯生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所的基因編輯專家費(fèi)奧多爾·烏爾諾夫（Fyodor Urnov）博士說：“2019年我們將讓全世界看到CRISPR對(duì)我們產(chǎn)生的最積極影響。”（他沒有參與這項(xiàng)試驗(yàn)。）

它是如何運(yùn)作的？

盡管賓夕法尼亞大學(xué)的研究標(biāo)志著CRISPR在美國首次涉足人類，但就這次試驗(yàn)而言，CRISPR技術(shù)實(shí)際上處于次要地位，發(fā)揮主要作用的是CAR-T技術(shù)。

CAR-T是一種革命性的癌癥療法，通過巧妙的基因入侵來提高人體免疫細(xì)胞的水平。2017年，諾華公司的Kymriah首次被FDA批準(zhǔn)用于治療兒童難治性白血病。

T細(xì)胞是一種白細(xì)胞，通常充當(dāng)身體對(duì)抗癌癥和感染的巡視者。癌細(xì)胞最終學(xué)會(huì)了躲避或擊垮T細(xì)胞，同時(shí)將其周圍的正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞，從而擴(kuò)大癌細(xì)胞數(shù)量。醫(yī)生提取患者自身的T細(xì)胞，CAR-T利用基因療法給那些被擊垮的T細(xì)胞“充電”。例如，賓夕法尼亞大學(xué)的研究依賴于一種類似HIV的病毒將一種人工跟蹤蛋白注入這些T細(xì)胞。這些精心設(shè)計(jì)的“追蹤器”能熟練地捕捉到一種遍布于某些癌細(xì)胞表面的NY-ESO-1蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)就像一個(gè)個(gè)導(dǎo)航信標(biāo)。

CRISPR作用體現(xiàn)在可以放大CAR-T的效應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)正在使用基因編輯工具清除T細(xì)胞中三種不同的“阻力”：消滅前兩種——TCRα和TCRβ，使得編輯過的細(xì)胞在預(yù)防自身免疫過激時(shí)可控，并允許添加的跟蹤蛋白大量繁殖。清除第三種——PD-1，可以防止一種叫作T細(xì)胞衰竭的現(xiàn)象。這個(gè)名字很貼切：腫瘤細(xì)胞分泌的分子實(shí)際上使T細(xì)胞失去活性，削弱了它們對(duì)癌癥和感染的殺傷能力。

然后，這些經(jīng)過編輯的T細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中被繁殖成數(shù)億個(gè)，再注入患者體內(nèi)。

加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的弗朗索瓦絲·貝利斯（Francoise Baylis）博士在2017年的一篇評(píng)論中寫道：“從理論上講，將CAR-T和CRISPR結(jié)合起來，可以提高抗腫瘤活性，增強(qiáng)持久性。”（他并未參與該試驗(yàn)。）

該試驗(yàn)負(fù)責(zé)人愛德華·斯塔特默爾（Edward Stadtmauer）博士向《自然》雜志透露：“細(xì)胞療法對(duì)付癌癥是很有發(fā)展前景的，但大多數(shù)接受這些治療的人都會(huì)復(fù)發(fā)。”他還表示，CRISPR的作用主要體現(xiàn)在可以減少CAR-T對(duì)抗癌細(xì)胞和人體自身免疫系統(tǒng)的脆弱性。

試驗(yàn)

到目前為止，賓夕法尼亞大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用這種療法對(duì)兩名癌癥患者進(jìn)行治療。這兩位患者之前曾接受標(biāo)準(zhǔn)治療，但都復(fù)發(fā)了，而這次試驗(yàn)治療帶來了新的希望。

其中一名患者患有多發(fā)性骨髓瘤，其腫瘤細(xì)胞源于骨髓中的漿細(xì)胞，漿細(xì)胞是B淋巴細(xì)胞發(fā)育到最終功能階段的白細(xì)胞。另一名患者患有肉瘤，這是一種相對(duì)罕見的影響結(jié)締組織的癌癥。

在輸注之前，因使用過化療藥物，這兩名患者的天然白細(xì)胞都被耗盡了，從而為輸注的經(jīng)過編輯的T細(xì)胞創(chuàng)造了條件。

研究團(tuán)隊(duì)在試驗(yàn)的注冊(cè)文件中強(qiáng)調(diào)，這里的重點(diǎn)不是治療的有效性，而是安全性。確保安全性的一項(xiàng)主要措施是跟蹤患者在每一次注射之后的反應(yīng)，并監(jiān)測(cè)毒性跡象。這絕非小事：蓋爾辛格死于基因治療的副作用，他的免疫系統(tǒng)失控，在短短四天內(nèi)，他的器官和大腦嚴(yán)重衰竭。因?yàn)镃AR-T和CRISPR都作用于免疫系統(tǒng)，所以研究團(tuán)隊(duì)格外小心地監(jiān)測(cè)患者任何即將發(fā)生免疫系統(tǒng)失控的跡象。

第二項(xiàng)措施更為實(shí)際：研究團(tuán)隊(duì)希望獲得有關(guān)人造四倍編輯T細(xì)胞可行性的數(shù)據(jù)，這從基因編輯上講是難以實(shí)現(xiàn)的。例如，CAR-T中使用的病毒可能會(huì)失控，在不應(yīng)該插入基因的時(shí)候插入基因的多個(gè)副本；或者它無法完成基因傳遞的工作。CAR-T細(xì)胞根本無法再經(jīng)受CRISPR編輯。

研究團(tuán)隊(duì)表示，我們必須仔細(xì)檢查被基因編輯后的T細(xì)胞的純度、生存能力和效率，防止被腫瘤污染。這第一步預(yù)計(jì)需要長達(dá)五年的時(shí)間。與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還將對(duì)患者進(jìn)行初步療效評(píng)估：如果這種療法能夠擊退癌癥，那么患者的緩解期有多長，以及他們的總體生存率又是多少。

總的來說，該團(tuán)隊(duì)希望招募18名患者參與這項(xiàng)初始研究——樣本量非常小。然而，考慮到可能的危險(xiǎn)，這項(xiàng)試驗(yàn)代表了值得稱贊的、深思熟慮的第一步，它將在人類身上驗(yàn)證CRISPR的力量。

前途未卜

這種療法很可能是不起作用的。

因?yàn)镃RISPR只是CAR-T的一個(gè)附加手段，不管CRISPR的貢獻(xiàn)如何，患者可能對(duì)CAR-T沒有反應(yīng)。這兩種技術(shù)也可能以意想不到的方式相互沖突，而不是同步工作。

此外還有脫靶效應(yīng)的問題，尤其是CRISPR的作用。編輯一個(gè)以上的基因，增加了刪除一個(gè)無害的、非靶向的必要基因的可能性，或者增加了使CAR-T細(xì)胞本身出現(xiàn)癌前病變的可能性。最近的研究結(jié)果表明，能夠在CRISPR編輯后存活下來的細(xì)胞，往往也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不利影響。

一些科學(xué)家還認(rèn)為，目前尚沒有足夠多的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和足夠大的樣本來證明在人類身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是合理的。但該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們之前的研究結(jié)果在科學(xué)價(jià)值和倫理方面都經(jīng)過了仔細(xì)、廣泛的審查。

賓夕法尼亞大學(xué)的研究并不是全球唯一的CRISPR試驗(yàn)，它只是在美國首次進(jìn)行。2019年早些時(shí)候，在歐洲，一名患者因β-地中海貧血（一種遺傳性血液病）接受了CRISPR治療；還有嘗試?yán)肅RISPR對(duì)人類的鐮狀細(xì)胞病和遺傳性失明進(jìn)行治療。就像任何突破性的試驗(yàn)療法一樣，CRISPR療法沒法提供任何保證。

芝加哥大學(xué)的生物倫理學(xué)家勞里·佐洛斯（Laurie Zoloth）博士說：“地球上的每一個(gè)人都會(huì)希望這項(xiàng)技術(shù)能夠奏效。但它可能行得通，也可能不行。任何第一次在人類身上使用的技術(shù)，我們都必須格外小心。”

但斯坦福大學(xué)的生物倫理學(xué)家米爾德里德·趙（Mildred Cho）博士認(rèn)為，對(duì)于這種完全革命性的技術(shù)，動(dòng)物安全性實(shí)驗(yàn)的作用有限。她說：“我們通常不得不去冒險(xiǎn)。”