Nature：在体内制造出抗癌免疫细胞

多年来，对抗某些血液癌症最有效的武器之一——CAR-T细胞疗法——的治疗过程十分复杂：医生提取患者自身的免疫细胞，将其运送到专门的机构进行基因改造，使其能够对抗癌症，然后再将改造后的细胞输回患者体内。这项技术彻底改变了癌症治疗，但整个过程耗时数周，费用高达数十万美元，令许多最需要的患者望而却步。

现在，加州大学旧金山分校的科学家们开发出一种方法，可以直接在体内精确地重新编程这些抗癌细胞，从而有可能消除制造过程、成本和等待时间，而这些因素使得这种救命疗法对世界各地的许多患者来说遥不可及。

这是科学家首次将一段大片段DNA整合到从未从体内移除的人类T细胞的特定位点。至关重要的是，这种靶向方法优于使用病毒随机整合DNA的传统方法，这一突破不仅超越了CAR-T疗法，更推动了细胞和基因治疗领域的发展。

发表在《自然》杂志上的研究表明，研究人员利用人源化免疫系统的小鼠进行了实验，成功治疗了侵袭性白血病、多发性骨髓瘤，甚至实体瘤。

“我认为这仅仅是众多新疗法的开端，这些疗法将真正具有变革性意义，并能拯救许多生命，”加州大学旧金山分校医学副教授、该论文的资深作者 Justin Eyquem博士说。“我非常激动能参与其中。”

分子剪刀改变基因

CAR-T细胞疗法的原理是赋予T细胞（免疫系统的抗病细胞）新的基因指令，使其能够识别并摧毁癌细胞。这些指令以嵌合抗原受体（CAR）的形式存在，CAR分子像天线一样从T细胞表面伸出。当CAR与癌细胞表面的特定蛋白质结合时，就会触发T细胞攻击并杀死肿瘤细胞。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准七种CAR-T细胞疗法用于治疗血液癌症。

但对于许多患者来说，获得这些价值 40 万至 50 万美元的疗法却并非易事。制造过程需要专门的设施，耗时数周，在此期间，一些患者的癌症病情会恶化。此外，在接受基因改造细胞之前，患者必须接受高强度化疗，以清理骨髓空间，为新的 T 细胞腾出空间——这是一个痛苦的过程，一些患者，尤其是年老体弱的患者，无法承受。

“这已经成为一个全球性的医疗资源获取问题；许多能够从CAR-T细胞疗法中获益的患者要么负担不起，要么无法及时获得治疗，”Eyquem说。“该领域一直在大力推进在人体内直接生产这些细胞的研究。”

在体内对免疫细胞进行重新设计（称为体内制造）还可以消除预先化疗的必要性。

为了实现这一目标，Eyquem及其合作者，包括来自格莱斯顿研究所、杜克大学和创新基因组学研究所的科学家，设计了一种双颗粒系统，将CRISPR-Cas9基因编辑工具（即改变基因所需的分子剪刀）直接递送至体内循环的T细胞。其中一个颗粒包被有针对CD3的抗体，CD3是一种仅存在于T细胞表面的蛋白质，从而确保编辑工具仅到达其目标靶点。

第二个粒子携带编码抗癌CAR的新DNA，以及将其插入T细胞基因组特定位置的指令。该位置包含一个分子“开关”，仅在T细胞中激活。只有当基因准确落入该位置时，才能诱导免疫细胞产生新的CAR。这些粒子还经过基因改造，能够逃避免疫系统的直接攻击。

“在体外制造这些细胞时，我们可以进行大量的质量控制，确保最终得到的都是经过基因改造的T细胞，”Eyquem说。“在体内，我们无法进行这种制造后的质量控制，所以我们确实需要预先优化方法，以避免改变任何其他细胞。”

两周内可检测到清晰的癌症

研究人员在移植了侵袭性白血病的实验小鼠身上测试了他们的方法。单次注射双粒子系统后，几乎所有小鼠体内的癌细胞都在两周内被清除。经过基因改造的CAR-T细胞在某些器官中占免疫细胞的比例高达40%，并成功清除了骨髓和脾脏中的癌细胞。

这种方法对多发性骨髓瘤也有效，而且令人惊讶的是，对实体肉瘤也有效。实体瘤历来对CAR-T疗法有耐药性，因此这一结果尤为重要。

出乎意料的是，体内改造的 T 细胞似乎比实验室制造的 T 细胞表现更好。

“尤其令人惊讶的是，我们在体内生成的细胞看起来比我们在实验室里生成的细胞还要好，我们认为，当细胞从体内取出并在实验室培养时，它们会失去一些‘干性’和增殖能力，而这种情况在这里不会发生。”

这项技术仍需扩大规模才能应用于人体，并且需要进行临床试验来评估其安全性和有效性。Eyquem 和他的合作者们创立了一家名为 Azalea Therapeutics 的公司，旨在推进本研究中描述的双颗粒平台的临床开发。

他说：“如果我们能将这项技术应用于人体，就能大幅降低成本，消除等待时间，并有可能让社区医院——而不仅仅是大型癌症中心——也能提供这些救命疗法。这将真正实现CAR-T细胞疗法的普及化。”