免疫細(xì)胞基因編輯給癌癥和艾滋病帶來希望

人類中的很多突變都與基因突變相關(guān)。例如，白化病是因?yàn)槔野彼崦富蛏系狞c(diǎn)突變導(dǎo)致酪氨酸酶功能異常，從而導(dǎo)致了黑色素合成障礙。還有一些病癥涉及到多種基因突變導(dǎo)致的功能障礙。如果能夠使用某種的基因編輯方法，修補(bǔ)這些基因突變，從理論上講，就可以一定程度緩解病情。而人類T細(xì)胞的基因突變導(dǎo)致其功能異常，會(huì)導(dǎo)致很多病癥的出現(xiàn)或者加重。針對(duì)T細(xì)胞的基因改造，對(duì)于癌癥的免疫治療、艾滋病、免疫缺陷病、自身免疫病，都可能會(huì)帶來新的希望。美國加州舊金山的科學(xué)家們使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)成功改造了人類T細(xì)胞基因組，相關(guān)進(jìn)展發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》。他們利用Cas9對(duì)初級(jí)淋巴細(xì)胞的成功改造，是基因工程治療真正用于疾病治療的開端，具有里程碑式的意義。

針對(duì)T淋巴細(xì)胞的基因改造的設(shè)想早已提出，并且從理論上，科學(xué)家們認(rèn)為改造T淋巴細(xì)胞可能可以用于癌癥等多種疾病的治療。然而，改造T淋巴細(xì)胞的基因組并非易事，只有很少的細(xì)胞能夠完成基因組編輯?；蚋脑煜到y(tǒng)需要敲除T淋巴細(xì)胞內(nèi)的一些基因，加入一些基因進(jìn)入基因組，還需要修復(fù)一些突變的基因位點(diǎn)。的這個(gè)研究，使用Cas9系統(tǒng)，引起CXCR4蛋白的編碼基因被隨機(jī)插入堿基或者堿基丟失突變，而表達(dá)降低。這種CXCR4蛋白是HIV病毒識(shí)別T淋巴細(xì)胞的關(guān)鍵因子。而且，他們還使用Cas9系統(tǒng)引入堿基突變，可以在初級(jí)淋巴細(xì)胞中改造CXCR4和PD-1的基因?？梢詫?dǎo)致這兩種蛋白質(zhì)表達(dá)下降。PD-1蛋白的表達(dá)下降可以導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞更好地識(shí)別惡性癌細(xì)胞，增加免疫系統(tǒng)的抗癌能力。實(shí)驗(yàn)使用的Cas9系統(tǒng)的核酸酶（RNPs）是在細(xì)胞外組裝完成的，然后使用電擊穿孔的方法，導(dǎo)致細(xì)胞膜增加通透性，核酸酶進(jìn)入細(xì)胞后完成基因改造。

通過Cas9改造后，有大約40%的細(xì)胞CXCR4蛋白表達(dá)下調(diào)。使用深度測序的方法分析這些細(xì)胞的基因組發(fā)現(xiàn)，他們的Cas9改造實(shí)現(xiàn)了20%的基因編輯效率。即使用50pmol和100pmol的同源定向修復(fù)模板（HDR），分別可以到達(dá)22%和18%的細(xì)胞被成功改造并蛋白表達(dá)下降。這表明了這個(gè)系統(tǒng)可以很完成針對(duì)T淋巴細(xì)胞的基因組改造（基因敲除和基因嵌入）。針對(duì)改造成功和未成功改造的T淋巴細(xì)胞，使用針對(duì)低CXCR4表達(dá)量的特性選出那些基因編輯過的細(xì)胞。富集之后的細(xì)胞，通過某些處理，再重新導(dǎo)入人體，可能可以作為抗腫瘤或者艾滋病的新的免疫治療方法。

使用Cas9系統(tǒng)針對(duì)T淋巴細(xì)胞基因組的改造，比起針對(duì)胚胎的基因改造的倫理問題更小。因?yàn)椋脑斓倪@些細(xì)胞一般不會(huì)傳遞到下一代，因此審核不會(huì)太嚴(yán)格。此外，還有很多醫(yī)藥公司等著這樣的基因改造，而針對(duì)T淋巴細(xì)胞改造后設(shè)法輸入人體的研究已經(jīng)有了很多的技術(shù)積累。這個(gè)研究的作者們認(rèn)為，在更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝瓿苫蚋脑旌统浞挚紤]安全性之后，就可以很快用于臨床的實(shí)驗(yàn)，因此在治療癌癥、艾滋病和自身免疫病等領(lǐng)域?qū)?huì)有著非常光明的前景。