CRISPR 百尺竿頭更進一步！無病毒有望讓基因和細胞療法更安全？！

CRISPR-cas9 基因編輯技術的發明，推動了生物醫學大齒輪的前進。但仍有些科學家對於病毒載體仍有疑慮，因為病毒載體可能會有把基因隨意插入細胞基因組體而損害現有的健康基因的風險，或者保留新引入的基因，進而細胞正常運作的調節機制。再加上創建病毒載體是一項艱苦而昂貴的過程，臨床級病毒載體的短缺導致基因療法和細胞療法的製造瓶頸。

近日，加州大學舊金山分校的研究團隊發明一種新技術，透過簡單的電穿孔，能使 T 細胞更容易接受新的遺傳物質和基因編輯試劑（CRISPR-Cas9），進而重寫 T 細胞中的基因體序列，也解決了病毒載體的潛在副作用問題。此研究刊登於《Nature》。

該研究團隊表示，透過電穿孔將電場施加到細胞上，以使其細胞膜的滲透性暫時增加。他們首先在一年內試驗了數千個變量之後，找出 T 細胞、DNA 以及 CRISPR 最適當結合條件，然後將它們暴露在適當的電場中，T 細胞此時會精確地將特定的基因序列整合到 CRISPR 應進行編輯的基因體位點上。

為了證明新技術的多功能性和功效，該研究團隊嘗試利用它來修復三名罹患罕見且嚴重自身免疫疾病兒童的T細胞中的致病基因 IL2RA 突變。因為 IL2RA 在自身免疫調控扮演重要的角色，它與調節性 T 細胞（regulatory T cells，簡稱 Tregs）發育有關。果不其然，他們修復了細胞 IL2RA 基因突變，然後恢復了參Tregs 發育的細胞訊息傳遞，進而控制其他免疫細胞並阻止自身免疫。他們也希望未來能將該技術擴展到其他與 Tregs 突變相關的自身免疫性疾病。

此外，該研究團隊在不使用病毒的情況下，透過該技術能夠生成大量經過重新編程的 CRISPR 工程細胞，將 T 細胞“舊”受體換成“新”受體。然後，他們將編程後的 T 細胞植入黑色素瘤腫瘤的小鼠中，並且顯示出抗癌活性，同時也消除原病毒受體和新受體的交互作用產生副作用的風險。

該研究團隊 Alexander Marson 醫學博士表示，此替代 T 細胞受體的策略，未來有望能推廣到任何 T 細胞受體。此外，藉由新技術，他們能進行基因剪切並黏貼到指定的位置上，進而重寫基因體序列。此外，該研究第一作者 Theo Roth 博士生指出，新技術能在一周左右建立可行的定制T細胞系，因此他們能非常快速地建立 CRISPR 模板，一旦他們有了模板，他們就能將它放入 T 細胞並且快速生長。

然而，默克藥廠（Merck）子公司病毒載體製造商 MilliporeSigma 的執行長 Udit Batra 對此表示，他們致力於使病毒定製過程更加高效，以確保其更安全，滿足更高需求，業務也正在蓬勃發展，並不擔心其他競爭對手威脅他們，因為該技術仍有很長一條路要走。

文 / Parker Yang

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參考資料：
1. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0326-5
2. https://www.ucsf.edu/news/2018/07/411071/t-cell-engineering-breakthrough-sidesteps-need-viruses-gene-editing
3. https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-07-11/removing-the-hidden-obstacle-holding-back-new-cancer-therapies