CRISPR-Cas9技术编辑的CAR-T细胞或能增强机体抵御血液癌症的潜力

2020年12月20日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，在2020年第62届美国血液学会年会(ASH)上，来自宾夕法尼亚大学的科学家们展示了他们最新的临床前研究结果，他们发现，利用CRISPR/Cas9技术敲除CAR-T细胞上能抑制T细胞激活的特殊蛋白或能增强工程化T细胞清除血液癌症的能力。研究人员敲除了CAR-T细胞上名为CD5的基因，随后将其输注回携带T细胞和B细胞白血病/淋巴瘤的小鼠体内，CD5基因能编码T细胞表面的CD5蛋白，而且还会抑制其激活。相比输注了非编辑CAR-T细胞的小鼠而言，输注了CD5被剔除的CAR-T细胞的小鼠机体外周血中的T细胞增殖水平较高，而且肿瘤尺寸发生了明显下降，且小鼠有更好的生存结局。

CRISPR技术能帮助科学家们锁定并编辑任何不需要的基因，以癌症为例，该技术就能通过剔除T细胞中的特殊基因来帮其更好地抵御肿瘤，这种方法与CAR-T细胞疗法密切相关，即研究人员通过收集患者机体自身的T细胞，对其进行工程化修饰表达新型受体从而寻找并攻击癌细胞。医学博士Marco Ruella说道，我们通过研究首次表明，我们可以成功利用CRISPR/Cas9技术来敲除CAR-T细胞表面的CD5，从而增强其攻击癌症的能力，在多种癌症模型中，编辑和非编辑CAR-T细胞之间的差异非常惊人。

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研究人员首次在T细胞白血病模型中检测了这种新方法，抗CD5的CAR-T细胞能被遗传工程化修饰来寻找恶性T细胞上的CD5并对其发起攻击；由于CD5在正常T细胞中也会表达，随后研究人员从CAR-T细胞对CD5进行了移除，这样就能避免对其它CAR-T细胞的杀灭效应，从而就能潜在释放CAR-T细胞的激活，否则就会被这些细胞上CD5的存在所抑制。

实际上，在体内和体外实验中，CD5被剔除的抗CD5 CAR-T细胞要比CD5没有被剔除的CAR-T细胞的效力更强，而且有超过50%的小鼠在长期的实验中得到了治愈。为了检测CD5的剔除是否会增加靶向作用抗原而不是CD5的CAR-T细胞的抗肿瘤效应，随后研究人员在CTL019 CAR-T细胞对抗CD19+ B细胞白血病的环境下进行了证实，值得注意的是，同样在该模型中，CD5的敲除会明显增强CTL019 CAR-T细胞的抗肿瘤效率，同时还会让大部分小鼠的疾病完全缓解期延长。

在报告会当天的另一项演讲中，研究人员回顾了对8000多份患者肿瘤活组织样本的基因组数据分析结果，其研究了这些样本中CD5的水平，结果发现其与患者的预后密切相关，在大多数癌细胞类型中，T细胞中表达的CD5越少，患者的预后越好，因此机体T细胞中CD5的水平就显得尤为重要了。相关研究结果有望帮助科学家们后期进行相关的临床试验来探索如何将CAR-T细胞疗法与CRISPR/Cas9基因编辑技术相结合来改善当前以及开发新型的细胞疗法。

诸如研究人员开发的新型CAR-T细胞疗法或能用于儿童和成人血液癌症患者，同时也能在复发或难治性B细胞急性淋巴细胞白血病或非霍奇金淋巴瘤患者机体中诱发出戏剧性的反应。然而，很多患者并不会产生反应或者最终会出现疾病复发的情况。更重要的是，CAR-T细胞疗法并不能在多种血液恶性肿瘤的治疗中发挥有效的作用，比如T细胞淋巴瘤和白血病等，因为血液癌症会频繁表达CD5。CD5会在大部分慢性淋巴细胞白血病和套细胞淋巴瘤患者机体中表达，而且还会在大约20%的急性髓性白血病患者机体中表达。

目前能增强CAR-T细胞疗法的很多方法都涉及到能解决T细胞耗竭的疗法，尤其是PD-L1/PD-1轴。而发表此次演讲的研究人员的策略却并不同，其目标在于在T细胞激活早期阶段进行干预，从而提供机会来增加肿瘤微环境中T细胞的功能。研究者Carl June说道，从长远来看，这或许代表了一种更为普遍的策略，从而会增强CAR-T细胞的抗肿瘤效应；我们期待在下一阶段的工作中以这些令人鼓舞的发现为基础进行更为深入的研究。最后研究者表示，调查CD5剔除的CAR-T细胞疗法的1期临床试验将会与2021年早些时候开始。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

CRISPR-edited CAR T cells enhance fight against blood cancers

Knocking out a protein known to stifle T cell activation on CAR T cells using the CRISPR/Cas9 technology enhanced the engineered T cells' ability to eliminate blood cancers, according to new preclinical data from researchers in the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania and Penn's Abramson Cancer Center.

The findings will be presented as an oral presentation at the 62nd American Society of Hematology Annual Meeting & Exposition on Dec. 7.

The team knocked out the CD5 gene—which encodes for the CD5 protein on the surface of T cells and can inhibit their activation—on CAR T cells using CRISPR-Cas9 and infused them back into mice with T- and B-cell leukemia or lymphoma. Mice infused with the CD5-deleted CAR T cells showed higher levels of T cell proliferation in the peripheral blood, as well as a significant reduction in tumor size and better survival outcomes compared to mice infused with non-edited CAR T cells.