CAR-T 療法:臨床應用與 CRISPR 技術的突破
CAR-T 療法:臨床應用與 CRISPR 技術的突破
CAR-T 細胞療法近年來迅速崛起,成為癌症治療的臨床可行選項。隨著技術不斷進步,目前已有 6 項獲得 FDA 批准的 CAR-T 細胞療法可用。此療法利用來自患者自身的免疫細胞,經過改造並重新注入體內後,能夠精準定位並摧毀侵入性的癌細胞。在這篇文章中,我們將深入探討 CAR-T 細胞載體的基礎生物學,及介紹目前臨床使用的 CAR-T 療法,並說明如何利用 CRISPR / Cas9 技術來開發下一代 CAR 療法。
Keywords: CAR-T cell therapy, Kymriah CAR-T, immunotherapy, CRISPR/Cas9
何為 CAR-T 療法
CAR-T療法是一種新興的癌症免疫療法,利用患者自身的T細胞進行基因改造,讓這些細胞能夠識別和攻擊癌細胞。具體過程如下:
提取T細胞:從患者的血液中分離出T細胞。
基因改造:利用基因編輯技術,使T細胞表現一種嵌合抗原受體(CAR),這個受體能專門識別癌細胞表面的特定蛋白質,從而讓T細胞能夠鎖定並攻擊癌細胞。
回輸患者體內:改造好的CAR-T細胞被重新注入患者體內,這些細胞會尋找並摧毀目標癌細胞。
Kymriah ( tisagenlecleucel )
Kymriah,通稱 Tisagenlecleucel,是由諾華公司開發的 CAR-T 細胞療法,於 2017 年首次獲得 FDA 批准。該療法專門用於治療復發或難治癒型B細胞急性淋巴性白血病(ALL)的兒童和青少年,後來其適應症擴展至成人瀰漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)和成人濾泡性淋巴瘤(FL)。Kymriah的治療過程首先是通過血液分離術從患者血液中移除含有T細胞的血漿,並將剩餘的血液重新輸回患者體內。經過血液分離術後,這些細胞會被冷凍保存並運送到製造設施進行處理。
患者的細胞會先被活化,隨後放入慢病毒載體。這個載體的作用是將基因工程後的片段永久整合到細胞的 DNA 中。該片段編碼了 CAR 分子,其中 CAR 包含一個細胞外區域,用來辨識 CD19 抗原(癌性 B 細胞表面常見的抗原)。CAR 還具有一個跨膜區域,將其固定在 T 細胞的細胞膜內,確保結構穩定。此外,CAR 的細胞內信號區域在抗原結合後會啟動一系列反應,使T細胞活化並摧毀目標癌細胞。此過程是 Kymriah 癌症療法的核心,為白血病和淋巴瘤治療提供了有效的方法。
利用 CRISPR-Cas9 技術改善 CARs
儘管 CAR-T 療法取得了進展,但在細胞製備和體內持續性方面仍面臨挑戰。CAR-T 細胞的擴增和持續性不足可能導致治療失敗。此外,自體 T 細胞收集的困難和腫瘤微環境的不利因素也減弱了治療效果,特別是在固態腫瘤中。CRISPR / Cas9 基因編輯技術為這些問題提供了潛在解決方案,增強 CAR-T 療法。
CRISPR / Cas9 技術能精確編輯基因,在特定位置製造雙股 DNA 斷裂,此方法能夠改善 T 細胞功能、降低毒性及提高治療可行性。CAR-T 療法的其中一項挑戰是 T 細胞耗竭,長時間暴露於腫瘤抗原會導致T細胞功能喪失。CRISPR / Cas9 技術可通過精準定位 PD-1 和 CTLA-4 等抑制受體,幫助恢復T細胞功能,增強治療效果。
此外,CRISPR-Cas9 技術為優化 CAR-T 細胞的功能和安全性提供了新的途徑。通過調節細胞因子信號傳導、基因編輯可以精確調整 CAR-T 細胞的活化,增強其抗腫瘤活性,同時減少毒性副作用。該技術還能將 CAR 基因精確整合到特定的基因組位置,確保 CAR 的表達穩定和可控性。這種定點整合可以減少持續性信號(tonic signaling)的風險。此外,CRISPR-Cas9 改善了 CAR-T 細胞療法的生產方式,能夠製備「即用型」通用 CAR-T 細胞產品。使用來自健康的異體 T 細胞進行細胞療法可以通過基因編輯,抵抗宿主免疫細胞的排斥反應。這種方法簡化了生產流程,使 CAR-T 細胞療法生產上更加經濟高效,且適合缺乏自體 T 細胞來源的患者。
總結來說,CAR-T 細胞療法已成為對抗癌症的關鍵技術,在多種惡性腫瘤治療中顯示出顯著療效。而 CRISPR / Cas9 基因編輯技術的整合,能進一步提高 CAR-T 療法的效果,解決 T 細胞耗竭、生產效率及體內持久性等問題。通過精確基因編輯,CAR-T 療法未來將更具靈活性、效率和可及性,為戰勝癌症帶來更多希望。
CRISPR 產品