人工細(xì)胞用于腫瘤診療

人工設(shè)計(jì)改造的免疫?T?細(xì)胞正在成為強(qiáng)有力的癌癥藥物，腫瘤細(xì)胞免疫治療被認(rèn)為是?2017?年全球生物科技最大“風(fēng)口”，癌癥免疫療法還拿下了?2018?年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。繼以?PD-1/PD-L1?為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑藥物在癌癥研究和治療領(lǐng)域大放異彩，CAR-T?療法更成為有望戰(zhàn)勝癌癥的重磅武器。CAR-T?技術(shù)，即采用人工合成的嵌合抗原受體（chimeric antigen receptors，CARs）在體外工程化改造T細(xì)胞。與天然的生理抗原受體不同，CARs?可以被工程化設(shè)計(jì)，識(shí)別腫瘤特異的蛋白質(zhì)、糖脂、HLA?多肽復(fù)合物等。人工設(shè)計(jì)改造后的?T?細(xì)胞經(jīng)過(guò)擴(kuò)增再回輸患者體內(nèi)，特異性識(shí)別、結(jié)合、殺傷癌癥細(xì)胞，從而達(dá)到靶向治療的目的。

在臨床應(yīng)用領(lǐng)域，CAR-T?療法當(dāng)前在全球正在進(jìn)行?307?項(xiàng)臨床試驗(yàn)，其中?164?項(xiàng)來(lái)自中國(guó)。2018?年?7?月，美國(guó)批準(zhǔn)了諾華公司的?Kymriah（曾用名?CTL019）這一全球首個(gè)?CAR-T?產(chǎn)品上市，用于治療急性淋巴細(xì)胞白血病，Kymriah?產(chǎn)品定價(jià)為?47.5?萬(wàn)美元。Kite?公司的Yescarta（KTE-C19）也緊隨其后獲批上市，產(chǎn)品定價(jià)?37.3?萬(wàn)美元。

我國(guó)研發(fā)單位在激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中不落下風(fēng)，臨床試驗(yàn)數(shù)量約占全球一半，靶點(diǎn)除?CD19?之外還包括?MCU-1、EPCAM?和?GPC3?等最新靶點(diǎn)。中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院（301?醫(yī)院）已于?2014?年開(kāi)始了相關(guān)臨床試驗(yàn)，其研發(fā)管線也最為豐富；四川大學(xué)華西醫(yī)院、第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院、上海腫瘤研究所與仁濟(jì)醫(yī)院等也取得了良好療效。國(guó)內(nèi)進(jìn)入?CAR-T?領(lǐng)域的公司有藥明巨諾、復(fù)星凱特、上海昆朗、上海比昂、科濟(jì)生物、優(yōu)卡迪、恒潤(rùn)達(dá)生、中源協(xié)和、南京傳奇、南京凱地、北京馬力喏、西比曼和博雅控股等。

CAR-T?技術(shù)在新靶點(diǎn)尋找、實(shí)體瘤攻克、通用型生產(chǎn)等方面，仍需不斷改善。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，科學(xué)家也在利用合成生物學(xué)手段，不斷設(shè)計(jì)性能更優(yōu)的人工細(xì)胞。近期研究進(jìn)展包括：

深圳市第二人民醫(yī)院團(tuán)隊(duì)利用邏輯“與門”及“信號(hào)連接器”概念，設(shè)計(jì)構(gòu)建基因線路進(jìn)行膀胱癌細(xì)胞識(shí)別和治療。該團(tuán)隊(duì)利用?CRISPR-Cas9?系統(tǒng)成功構(gòu)建了攜帶邏輯“與門”的基因線路，利用膀胱癌特異性啟動(dòng)子?UPⅡ和端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶作為輸入信號(hào)：當(dāng)兩種啟動(dòng)子均激活時(shí)，方可啟動(dòng)下游信號(hào)（如熒光素酶）的表達(dá)，從而將膀胱癌細(xì)胞與其他細(xì)胞實(shí)現(xiàn)有效區(qū)分；當(dāng)輸出信號(hào)為細(xì)胞凋亡相關(guān)分子，則還可實(shí)現(xiàn)特異性殺傷目的。該研究為膀胱癌和其他腫瘤檢測(cè)和治療提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的合成生物學(xué)平臺(tái)，對(duì)開(kāi)發(fā)新的腫瘤生物治療器件具有重要的指導(dǎo)意義。該團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造性地提出“信號(hào)連接器”概念，即將發(fā)揮內(nèi)源蛋白識(shí)別功能的核酸適配體?RNA?與發(fā)揮靶點(diǎn)?mRNA?識(shí)別功能的引導(dǎo)?gRNA?連接，這種新型“信號(hào)連接器”可在細(xì)胞內(nèi)特異性識(shí)別癌信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白分子，并進(jìn)一步借助?gRNA?靶向抑制癌信號(hào)分子的翻譯效率，從而在診斷上定量檢測(cè)多個(gè)層面的生物信號(hào)，綜合判斷膀胱癌細(xì)胞所處的疾病狀態(tài)，并在治療上利用重新構(gòu)建的基因線路替代膀胱癌細(xì)胞內(nèi)原已受損的基因線路使細(xì)胞恢復(fù)到正常狀態(tài)，從而達(dá)到了精準(zhǔn)診斷、特異高效治療腫瘤的目的。

加利福尼亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)合成了細(xì)胞感應(yīng)分子——Notch（包含新的外部傳感部件和新基因活化部件）用于殺死腫瘤細(xì)胞。研究表明，Notch?分子可以讓細(xì)胞在體內(nèi)識(shí)別多種分子并打開(kāi)特定基因的響應(yīng)。例如，細(xì)胞會(huì)感應(yīng)分子損傷并打開(kāi)刺激修復(fù)的基因，或感應(yīng)癌癥相關(guān)分子并激活相應(yīng)功能基因，促使免疫系統(tǒng)殺死腫瘤細(xì)胞。它們還可用于感應(yīng)微小人造支架的蛋白質(zhì)，令細(xì)胞分化填充膀胱、肝臟或生成替代器官。

基于癌細(xì)胞與正常細(xì)胞的基因表達(dá)譜的顯著差異，麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)研發(fā)了自動(dòng)檢測(cè)癌癥信號(hào)的合成基因線路，專門區(qū)分癌細(xì)胞和非癌細(xì)胞，觸發(fā)機(jī)體免疫系統(tǒng)攻擊癌細(xì)胞。利用病毒載體將基因線路呈遞給目標(biāo)細(xì)胞后，合成啟動(dòng)子就會(huì)與腫瘤細(xì)胞的特定活躍蛋白結(jié)合，完成自身活化；當(dāng)兩種癌癥啟動(dòng)子同時(shí)被激活后，基因線路才會(huì)自動(dòng)打開(kāi)；隨后，各種功能蛋白（細(xì)胞表面蛋白、細(xì)胞因子、趨化因子等）就會(huì)引導(dǎo)?T?細(xì)胞識(shí)別和殺死腫瘤細(xì)胞。