2020 年注定是觀察 CRISPR 技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)間點(diǎn)。

不但兩大 CRISPR 公司 Editas、Intellia 都計(jì)劃在今年實(shí)行第一批患者給藥，而且就在最近，我們看到了一項(xiàng)證明該技術(shù)安全性的標(biāo)志性事件的更多細(xì)節(jié)。

這個(gè)標(biāo)志性事件就是由四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤學(xué)家盧鈾所領(lǐng)導(dǎo)完成的全球首個(gè) CRISPR 人體試驗(yàn)。

圖｜盧鈾（來(lái)源：華西醫(yī)院）

2016 年 7 月，Nature 報(bào)道了這一新聞。當(dāng)時(shí)，盧鈾教授研究小組計(jì)劃利用 CRISPR 技術(shù)編輯的T細(xì)胞（敲除 PD-1 基因）治療轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者。這些非小細(xì)胞肺癌患者此前經(jīng)過(guò)化療、放療以及其它療法均治療無(wú)效。

同年 11 月，Nature 再登試驗(yàn)進(jìn)展：團(tuán)隊(duì)已將經(jīng) CRISPR 編輯的 T 細(xì)胞注射到 1 例肺癌患者體內(nèi)，評(píng)估 PD-1 敲除 T 細(xì)胞治療晚期非小細(xì)胞肺癌的 I 期臨床試驗(yàn)進(jìn)入新的關(guān)鍵階段。

時(shí)隔 4 年，詳細(xì)的試驗(yàn)成果終于在近日在線發(fā)表在 Nature Medicine 上，論文題目為《Safety and feasibility of CRISPR-edited T cells in patients with refractory non-small-cell lung cancer》，為 CRISPR/Cas9 基因編輯的 T 細(xì)胞臨床應(yīng)用基本的安全可行提供了重要證明。

圖｜論文截圖（來(lái)源：Nature Medicine）

“我們的研究進(jìn)一步支持了基因編輯的安全性和可行性”，文章寫道。

基于安全性之上，未來(lái)的 CRISPR 試驗(yàn)將可以更好地探索如何提高治療效果。

12名患者接受了CRISPR基因編輯治療

CRISPR 堪稱近年來(lái)生物技術(shù)領(lǐng)域的一大“明星”。通過(guò)使用一種名為 CRISPR/Cas9 的特殊 DNA 剪切酶來(lái)搜索、剪切并替換 DNA 的特定序列，該項(xiàng)技術(shù)所能應(yīng)用的領(lǐng)域多到難以想象，從改變老鼠皮毛的顏色，到剔除蚊子所攜帶的瘧病再到培育抗蟲作物，它也可以修復(fù)各種疾病，如人類的鐮狀細(xì)胞貧血癥。

從 2012 年 CRISPR 的體外重構(gòu)到 2013 年實(shí)現(xiàn)對(duì)人類細(xì)胞的基因編輯，作為一種強(qiáng)大的基因編輯工具，CRISPR 開啟了基因編輯技術(shù)領(lǐng)域的新篇章，而且自從  CRISPR/Cas9 首次被應(yīng)用于基因編輯后，已經(jīng)有很多學(xué)者嘗試將其應(yīng)用在腫瘤病因和治療的研究中。

畢竟，腫瘤長(zhǎng)期以來(lái)都是人類健康及生命的最大威脅之一?！爸斡蓖ǔ２皇悄[瘤學(xué)家們常用的詞，以往他們最樂(lè)觀的說(shuō)法也就是“緩解”，因?yàn)榇蠖鄶?shù)癌癥治療基本難以達(dá)到他們?cè)缙诘某兄Z。

圖丨患者治療情況（來(lái)源：Nature Medicine）

將 CRISPR 用于腫瘤治療的思路看似簡(jiǎn)單：將免疫細(xì)胞從患者體內(nèi)分離出來(lái)，然后利用基因編輯技術(shù)在體外對(duì)其進(jìn)行基因工程改造，經(jīng)過(guò)改造后的細(xì)胞再回輸患者體內(nèi)。理想狀態(tài)下，這些免疫細(xì)胞就會(huì)定向攻擊腫瘤，但現(xiàn)實(shí)情況是，科學(xué)家們還需要對(duì)回輸后各種可能的不良反應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。

這正是盧鈾團(tuán)隊(duì)此次論文關(guān)注的核心問(wèn)題，即檢驗(yàn)這項(xiàng)療法的安全性。

“采用前沿基因編輯技術(shù)治療晚期惡性實(shí)體腫瘤，是符合臨床需求與倫理原則的，我們?cè)谝淮闻c申辦方的聊天中初步確定開展該項(xiàng)試驗(yàn)”，盧鈾教授對(duì) DeepTech 表示。

圖｜基因編輯原理（來(lái)源：Nature Medicine）

包括 2016 年的第一例試驗(yàn)在內(nèi)，該試驗(yàn)共招募了 22 例肺癌晚期患者，12 例患者選擇接受治療，因?yàn)橛?1 例患者提前退出了研究，最終有 11 例患者臨床活性可評(píng)估。

從招募的患者體內(nèi)，團(tuán)隊(duì)成功分離出 T 細(xì)胞，并利用 CRISPR 技術(shù)對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行基因編輯，敲除這些細(xì)胞中抑制免疫功能的 PD-1 基因，并在體外進(jìn)行細(xì)胞擴(kuò)增直至細(xì)胞數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模后，把這些改造后的細(xì)胞輸回患者體內(nèi)。

對(duì) 12 名患者完成細(xì)胞回輸后，在外周血中可檢測(cè)到編輯過(guò)的免疫細(xì)胞。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了為時(shí) 2 年的隨訪，截止時(shí)間為 2020 年 1 月 31 日。

最終結(jié)果顯示，完成 12 例三線及以上治療失敗的晚期肺癌患者的基因編輯細(xì)胞治療，受試者安全性和耐受性良好，無(wú) 3 級(jí)及以上細(xì)胞治療相關(guān)毒性發(fā)生和治療相關(guān)性死亡。所有與治療相關(guān)的不良事件均為 1~2 級(jí)。另外，臨床評(píng)價(jià)為疾病穩(wěn)定的 2 例患者中，一例受試者穩(wěn)定時(shí)間近 18 個(gè)月。

而在衡量療效的重要指標(biāo)——中位無(wú)進(jìn)展生存時(shí)間（由隨機(jī)分組至首次有疾病進(jìn)展或任何原因死亡的時(shí)間）、中位生存時(shí)間上，試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分別是 7.7 周和 42.6 周。

圖丨治療相關(guān)不良事件（來(lái)源：Nature Medicine）

CRISPR用于腫瘤治療，安全性與有效性的兩步走

將 CRISPR/Cas9 用于腫瘤治療，驗(yàn)證安全性的另一個(gè)重要內(nèi)容在于觀察 CRISPR/Cas9 的脫靶效應(yīng)。

脫靶效應(yīng)一直被認(rèn)為是 CRISPR/Cas9 大規(guī)模推廣應(yīng)用的一大關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

這種效應(yīng)指的是，在導(dǎo)入 CRISPR/Cas9 后會(huì)導(dǎo)致非目標(biāo)區(qū)基因的改變，由于這一技術(shù)是直接修改生物基因組，具有難以消除的遺傳效應(yīng)，脫靶效應(yīng)一旦發(fā)生，便存在著很大風(fēng)險(xiǎn)，因此也成為了該領(lǐng)域的學(xué)者們正在密切關(guān)注的方向。

不過(guò)，在盧鈾團(tuán)隊(duì)的試驗(yàn)中，二代測(cè)序結(jié)果顯示，18 個(gè)候選位點(diǎn)脫靶事件的中位突變頻率僅為 0.05％。

基于此，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，CRISPR/Cas9 基因編輯 T 細(xì)胞的臨床應(yīng)用通常是安全可行的，但考慮到研究局限性，未來(lái)需要進(jìn)行更多的優(yōu)化和驗(yàn)證，同時(shí)發(fā)現(xiàn)被編輯過(guò)的T細(xì)胞壽命較短，因此永久性基因組改變的風(fēng)險(xiǎn)有限。未來(lái)的試驗(yàn)應(yīng)使用改進(jìn)的基因編輯方法來(lái)提高治療效果。

圖｜基因編輯概念圖（來(lái)源：Ernesto del Aguila III，美國(guó)國(guó)家人類基因組研究所，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院）

盧鈾進(jìn)一步解讀到：“目前世界上還沒(méi)有建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的基因測(cè)序方法，來(lái)衡量或明確多少編輯脫靶率是符合臨床要求的，0.05% 的數(shù)據(jù)是我們采用的方法檢測(cè)出來(lái)。

研究 CRISPR 技術(shù)的有效性是建立在安全性基礎(chǔ)上的。如果編輯后脫靶的臨床研究數(shù)據(jù)更加堅(jiān)實(shí)，就應(yīng)該評(píng)價(jià)其有效性，其臨床設(shè)計(jì)方案的形式與內(nèi)容可以具有多樣性，但也要完成 2 和 3 期臨床試驗(yàn)才能證明其有效性。”

在這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)之上，他也透露，新技術(shù)下的細(xì)胞治療應(yīng)該在未來(lái)腫瘤綜合治療中，扮演極為重要的角色，因此還需要做更多的臨床試驗(yàn)。

“目前的細(xì)胞治療還遠(yuǎn)不能取代化療、PD-1/L1 免疫抑制單抗的地位。未來(lái)應(yīng)該是在實(shí)體瘤綜合治療中扮演重要角色或補(bǔ)充作用”，他說(shuō)。

據(jù)了解，目前將 CRISPR 應(yīng)用在腫瘤治療上除了技術(shù)本身的安全性、有效性外，還存在著成本問(wèn)題。

盧鈾教授認(rèn)為，從這次試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，尚不確定將 CRISPR 應(yīng)用于腫瘤治療的最迫切問(wèn)題會(huì)從安全性轉(zhuǎn)向降低成本或者其他技術(shù)問(wèn)題。

“相信如果有更多的安全性數(shù)據(jù)發(fā)表輔證，可能其他亟待解決的問(wèn)題會(huì)被提出的”，他說(shuō)。

圖丨三家 CRISPR 明星公司（來(lái)源：各公司官網(wǎng)）

事實(shí)上，全球范圍內(nèi)已有多項(xiàng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)正在開展，一項(xiàng)類似研究是在 2020 年 2 月 6 日，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué) Stadtmauer 團(tuán)隊(duì)在 Science 在線發(fā)表的 NYCE T 細(xì)胞在人類 I 期臨床試驗(yàn)的結(jié)果。該研究涉及的 3 名參與者中，2 名患有難治性晚期骨髓瘤（多發(fā)性骨髓瘤），1 名患者患有難治性轉(zhuǎn)移性肉瘤。與盧鈾團(tuán)隊(duì)所做實(shí)驗(yàn)中的患者類似，他們同樣對(duì)之前的多種治療無(wú)有效反應(yīng)。初步結(jié)果顯示，修飾后的T細(xì)胞可持續(xù)長(zhǎng)達(dá) 9 個(gè)月，同樣證明了 CRISPR 基因編輯用于腫瘤治療的可行性。

據(jù)悉，Stadtmauer 團(tuán)隊(duì)將陸續(xù)在 18 名癌癥患者身上進(jìn)行試驗(yàn)，預(yù)計(jì)會(huì)持續(xù)至 2022 年。

而早在 2020 年年初，Science 雜志在盤點(diǎn)過(guò)去歷史瞬間的同時(shí)，對(duì)新一年科學(xué)研究及政策領(lǐng)域很可能會(huì)成為頭條的事件進(jìn)行了預(yù)測(cè)，有望治療癌癥和遺傳疾病的 CRISPR 基因編輯工具將面臨關(guān)鍵考驗(yàn)被列入 “ 10大頭條 ” 中。

美國(guó)一項(xiàng)小型臨床試驗(yàn)正在使用 CRISPR 來(lái)破壞 T 細(xì)胞中的三個(gè)基因，然后將這些基因修飾過(guò)的 T 細(xì)胞送回癌癥患者體內(nèi)。這種方法可以幫助這些改造過(guò)的免疫系統(tǒng) “士兵” 阻止惡性腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)患者的生命。在中國(guó)，也將會(huì)有更多獨(dú)立的 CRISPR 癌癥治療試驗(yàn)結(jié)果出爐。

除了癌癥治療，還有一些研究人員正致力于治療鐮狀細(xì)胞疾病和地中海貧血患者。治療方法也是利用 CRISPR 基因編輯工具修改胎兒血紅蛋白基因，以彌補(bǔ)成年血紅蛋白的缺陷。2019 年秋天，科學(xué)家報(bào)告了兩名患者的成功，而在 2020 年，他們還將為更大規(guī)模的群體提供長(zhǎng)期的結(jié)果。相信前方仍有好消息等著我們。

參考：
https://www./articles/s41591-020-0840-5

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