最近几年，CRISPR基因编辑系统在癌症治疗领域被广泛探索， 它可以精准编辑患者特定基因，并与腺病毒载体（AAV）结合，快速有效地激活免疫系统，以对癌细胞发起攻击。 然而，由于个体间存在差异，导致现有疗法很难在大部分患者群体中取得良好的效果。
通常情况下，每个人的免疫细胞T细胞表面都有特异性受体（TCR），可以特异性识别癌细胞突变。为此，科学家们假设，如果能将患者T细胞受体分离出来，在经基因编辑后再重新输入到免疫细胞中，或许可以产生个性化且有效的细胞疗法。
北京时间11月11日，发表在 《Nature》 上一篇最新研究中，来自加州大学洛杉矶分校等多机构的研究团队首次开发了一种基于CRISPR/Cas9的非病毒精准基因组编辑的临床级疗法，可以有效重定向免疫细胞以识别自身癌细胞中的突变。在首次人体临床试验中，该疗法取得良好的效果。该研究证明了非病毒精确基因组工程用于制造临床级基因工程过继细胞转移疗法的可行性和安全性。
在这项新研究中，该团队开发了一种一种基于CRISPR/Cas9非病毒精确基因组编辑的临床级方法。该方法同时敲除两个内源性TCR基因TCRα（TRAC）和TCRβ（TRBC），并在TRAC位点插入新抗原特异性TCR（neoTCR）的两条链。然后，利用了一系列技术来有效定义T细胞对超过60个人类白细胞抗原（HLA）I类等位基因突变的新抗原反应。
在首次人体1期临床试验中，他们治疗了16名患有各种难治性实体瘤患者，包括结肠癌、乳腺癌和肺癌。从患者血液中分离出T细胞受体（TCR）与个性化可溶性预测新抗原-HLA捕获试剂结合显示，患者自身癌症有多达350个突变，超过5000个突变靶向34种HLA亚型。
然后，研究人员对免疫细胞特异性识别癌症突变的TCR基因进行测序，发现共有175个新分离的neoTCR。最后，他们通过一步式CRISPR编辑，敲除现有的TCR，并将经基因编辑的neoTCR敲入患者自身的免疫细胞中，以重新引导免疫细胞特异性识别癌症中的突变。
16名患者接受了三种不同的基因工程细胞产品，每种都表达患者特异性的neoTCR。治疗期间，所有人都出现了化疗的预期副作用，其中一名患者出现了1级细胞因子释放综合征；另一名患者出现了3级脑炎。最终，5名患者病情稳定，其余11名患者的疾病进展为最佳治疗反应。
研究人员在输注后的肿瘤活检中检测到经基因编辑的NeoTCR T细胞，其频率要高于输注前的天然TCR。
总之，这项研究证明了这种新方法的可行性，包括分离和克隆多个识别癌细胞突变的免疫细胞受体、使用一步式非病毒精确基因组编辑同时敲除内源性免疫细胞受体并敲入重定向受体、制造临床级TCR工程T细胞。此外，该研究还证明了输注三种基因编辑的新TCR T细胞的安全性，以及基因工程T细胞递送到肿瘤的能力。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05531-1