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癌細胞請注意,基因編輯魔術師已隨著免疫療法進入人體試驗

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文 / You-Hsing Sung

人類離治癒癌症越來越近了嗎?過去,治療癌症的藥物多以小分子化學藥物或大分子抗體為主,現今晉昇至細胞層次的癌症免疫療法(Cancer Immunotherapy),而其中最後矚目的是嵌合抗原受體重組 T 細胞療法(Chimeric Antigen Receptor T-cell immunology therapy, CAR-T)。基因編輯技術出世後,被媲美為可操縱基因的上帝之手,因其能對基因進行精確操作,比傳統的病毒導入技術還要準確與高效率卻又便宜。這兩項轟動 2014 年生醫界的焦點將要融合在一起,會擦出什麼樣的火花呢?

2014 年,美國生技公司開始募集資金開發 CAR-T,不少大公司如諾華(Novartis)及輝瑞(Pfizer)都有自己的 CAR-T 產品;目前全世界已經有數百個臨床試驗通過嵌合抗原體使 T 細胞瞄準癌細胞的特定抗原。CAR-T 療法的步驟包括:

  1. 分離出病人的免疫 T 細胞。
  2. 以基因工程技術將 T 細胞嵌合上能辨識癌細胞,或是誘發自行活化的抗體,製造出癌細胞殺手的 CAR-T 細胞。
  3. 大量擴增 CAR-T 細胞,並且將 CAR-T 輸回病人體內。

然而,大多數的 CAR-T 僅針對 B 淋巴細胞上的抗原 CD19,所以他的標靶腫瘤侷限於 B 淋巴細胞衍生出的血液瘤細胞,對多數的腫瘤是無能為力的;有限於 CAR-T 細胞只能辨識細胞表面抗原,所以開發新興或實體瘤的抗原嵌合體相當困難。高抗原辨識度的 CAR-T 細胞雖然威力十足,但是攻擊癌細胞所產生的細胞因子也會造成患者的異常免疫反應;CAR-T 細胞經過增強修飾後,也可能會對非腫瘤細胞所產生的微量抗原引發脫靶毒性。

告別單打獨鬥,技術的融合伴隨著業界合作之必要

提及基因剪輯,大家想必耳熟能詳火紅了一陣子的 CRISPR。其實 CRISPR 最早是細菌用以保護自身的武器,當噬菌體等外源 DNA 入侵時,CRISPR 會辨識特定外源 DNA 而發揮剪切作用。而今經過科學家的改造,CRISPR 成了著名的基因編輯魔術師,其多項優點:無物種限制、低失敗率與脫靶率,使得生醫各界極力想把它應用在自己的領域上。

為了能突破 CAR-T 在實體瘤領域的應用,第四代的 CAR-T 將會融入 CRISPR 編輯技術。今年六月底,美國國家衛生院(NIH)通過了由美國賓州大學 Carl June 帶領團隊提出的 CRISPR-CAR-T 臨床試驗申請,但目前仍等待 FDA 核可,預計最快年底可以實行。CRISPR 可以升級 CAR-T 細胞的兩大功能:

  1. 可同時敲除多個目標基因:最重要的莫過於免疫檢查點(check point),最好的範例即是當前的「抗癌明星抗體藥物」的標靶 PD1(Programed Death-1)。PD1 是免疫細胞上抑制自身活性的重要蛋白,防止免疫細胞過度活躍,但聰明的癌細胞會通過 PD1 來防止免疫細胞的攻擊自己。
  2. 編輯增加 T 細胞基因:Carl 團隊將會在患者的 T 細胞中添加 NY-ESO-1 蛋白受體基因,這是 Carl 團隊新發現的腫瘤表面蛋白,這種直接編輯基因而取代嵌合多種抗體的方式,可以確保抗體的完整性以及形體的功能差異。

CRISPR 和 CAR-T 的結合,是美國各生技公司躍躍欲試搶先機的項目;CAR-T 領導級的諾華與 CRISPR 新星公司 Intellia Therapeutics 展開先機合作,接著首家募股上市的基因編輯公司 Editas 與朱諾(Juno Therapeutics)也欲拔此頭籌。雖然這些公司尚未申請進入臨床研究,但他們手中都握著某些相關技術的專利,可想而知,抗癌之戰對諸多公司而言,不僅是場速度之戰,也是團隊合作夥伴之爭。

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延伸閱讀:預測下一個生技世代的風貌(二): CRISPR 的積極進取

超英趕美大「藥」進,中國率領首例 CRISPR 人體試驗

美國科學界激烈角逐首例 CRISPR 臨床試驗,然而,今年七月底,中國宣布今年八月將要啟動全球首個 CRISPR 人體試驗。中國華西醫院腫瘤學家盧鈾教授所帶領的團隊,將要利用 CRISPR 敲除肺癌患者 T 細胞的 PD1 基因,加強 T 細胞的抗腫瘤能力。其實在 2015 年,FDA 已通過了抗 PD1 的抗體免疫治療肺癌藥物上市,但此藥物並不是對所有人都有效果,所以冀望從基因層面編輯 PD1 會有超越的效果。第一期試驗主要著重於其安全性與副作用,這是最初步卻也是最重要的階段。

盧鈾團隊的試驗設計與 Carl 所申請的計劃試驗非常相似,但 Carl 將會編輯 3 個基因:敲除 PD1 和一個 T 細胞受體(T-cell receptor, TCR),並且插入他們發現的 NY-ESO-1 蛋白受體基因。奪得 CRISPR 首例人體試驗固然是件榮耀,但通常試驗的啟動才是挑戰的開始。

今年七月初,Juno 發生了 3 名 CAR-T 臨床試驗患者因引發神經系統毒性而死亡,美國 FDA 立即強迫中止試驗;不過後來因檢驗出誘發原因可能是預處理中的某一化學成分導致嚴重神經毒風險,一周後 FDA 允許繼續進行試驗。儘管 Juno 宣稱旗下的其他研究並不受會受到影響,業界仍然有不少人擔心此次的事件將會為 CAR-T 療法掀起安全議題,導致未來 FDA 對於 CAR-T 的審核會更有更高的門檻,更不用說 CRISPR 級的 CAR-T 試驗了。

延伸閱讀:超級細菌連環爆,噬菌體即將復甦抗生素陣線聯盟?

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參考文獻:
1. First proposed human test of CRISPR passes initial safety review. Science News. 21 June 2016
2. CAR T-cell Therapy: Engineering patients’ immune cells to treat their cancers. NIH Research. 26 Oct. 2014
3. Chinese scientists to pioneer first human CRISPR trial. Nature News. 21 July 2016
4. CAR-T deaths cannot be good. Science translational medicine. 8 July 2016

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