短短幾年的時間,革命性基因編輯技術CRISPR已經在多個不同領域展現了它的實力。現在,將其用于改善人類疾病治療已成為很多人的期待。7月19日,一個美國科學家小組在Nature雜志發表了一項最新的研究成果。借助“魔剪”CRISPR,他們找到了能夠讓癌癥免疫療法更有效的新型藥物靶點。
這篇題為“In vivo CRISPR screening identifies Ptpn2 as a cancer immunotherapy target”的論文描述了科學家借助CRISPR-Cas9開發了一種新的篩選方法,可用于檢測小鼠中數以千計腫瘤基因的功能。利用這一篩選方法,研究小組找到了一個有望增強PD-1檢查點抑制劑(癌癥免疫療法的關鍵成員)有效性的新藥物靶點——Ptpn2。
刪除腫瘤細胞上的Ptpn2基因能夠使它們對PD-1檢查點抑制劑更敏感。這一研究的通訊作者、兒科腫瘤學家W. Nick Haining博士說:“PD-1檢查點抑制劑已經改變了多種癌癥的治療。然而,盡管這類癌癥免疫療法取得了臨床上的成功,但大多數患者并沒有獲益于PD-1阻斷療法。”
W. Nicholas Haining(圖片來源:Dana-Farber/Boston Children’s Cancer and Blood Disorders Center)
這一現狀促使很多團隊開始調查,是否能夠通過將其它藥物與PD-1抑制劑相聯合,以增加能夠響應這類療法的患者數量。Haining博士說:“目前,我們面臨的挑戰是,找到最有效的用于聯合治療的靶點。因此,我們著手開發能夠用于識別新藥靶(有助于機體免疫系統對抗癌癥的靶點)的更好的系統。”
基于“魔剪”CRISPR篩選數千個潛在靶點
研究中,論文第一作者Robert T. Manguso設計了一種基因篩選系統,用以鑒定被癌細胞用來躲避免疫攻擊的基因。他利用CRISPR-Cas9系統地敲除了由黑色素瘤皮膚癌細胞所表達的2,368個基因。這使得Manguso能夠鑒定出,當哪些基因被刪除后,癌細胞對PD-1阻斷療法更加敏感。
那么實驗是如何進行的呢?首先,研究人員工程改造了黑色素瘤皮膚癌細胞,使它們都攜帶Cas9酶(CRISPR編輯系統的一部分);然后,利用一種病毒作為遞送載體,他們給每個細胞遞送了不同的“single guide RNA”(sgRNA)。聯合Cas9酶,sgRNA能夠使2,368個不同的基因被消除。
通過將腫瘤細胞注射到小鼠體內,然后用PD-1檢查點抑制劑治療這些小鼠,研究人員能夠記錄下哪些“修改后”的腫瘤細胞存活了下來。而那些死去的細胞由于它們失去了一些重要基因對PD-1阻斷療法變得敏感。
利用這一篩選途徑,科學家們首先證實了兩個已知的幫助癌細胞實現免疫逃逸的基因:PD-L1 和CD47。目前,FDA已經批準了3個PD-L1抗體上市。一些關于CD47抗體的臨床試驗已經在進行中。
隨后,研究人員發現了多種新的免疫逃逸基因,如果抑制它們,能夠增強PD-1免疫療法的療效。其中,Ptpn2是讓研究者們特別感興趣的一個。據Haining博士介紹,刪除Ptpn2會增強免疫信號通路,從而使腫瘤生長緩慢,在免疫攻擊下更容易死亡。
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