科學家開發出一種不依賴病毒的(de)人(rén)原代T細胞基因修飾方法

   人(rén)類T細胞是生理(lǐ)免疫穩态的(de)核心，它保護我們免受病原體帶來(lái)的(de)自身免疫炎症。T細胞也(yě)是目前大(dà)多(duō)數癌症免疫治療的(de)主要效應細胞。過去幾十年的(de)研究工作中，科學家緻力于對(duì)T細胞進行基因修飾以用(yòng)于治療。由于人(rén)類T細胞對(duì)大(dà)多(duō)數傳統的(de)大(dà)片段DNA插入方法具有抵抗性，因此目前對(duì)T細胞的(de)基因修飾方法多(duō)采用(yòng)重組病毒作爲載體，而這(zhè)種方法導入的(de)基因不靶向特定的(de)基因組位點。此外，由于病毒載體的(de)生産和(hé)測試周期漫長(cháng)且花費巨大(dà)，因此依賴于病毒載體的(de)基因修飾方法大(dà)大(dà)限制了(le)其在研究和(hé)臨床中的(de)應用(yòng)。基因組編輯通(tōng)過同源定向修複（homology-directed repair，HDR）可(kě)以特異性和(hé)高(gāo)效地将大(dà)的(de)基因片段插入靶細胞，但迄今爲止在人(rén)類T細胞中，這(zhè)仍然需要病毒的(de)介導。

在本研究中，研究人(rén)員(yuán)開發了(le)一種非病毒的(de)CRISPR-Cas9基因組靶向系統，利用(yòng)該系統可(kě)在原代人(rén)T細胞基因組的(de)特定位點快(kuài)速、高(gāo)效地插入單個(gè)或多(duō)個(gè)大(dà)片段（＞1kb）DNA序列，同時(shí)保持T細胞的(de)活性和(hé)功能（圖1）。研究人(rén)員(yuán)利用(yòng)這(zhè)一系統成功地測試了(le)其在臨床應用(yòng)中兩種潛在的(de)治療手段。首先，研究人(rén)員(yuán)糾正了(le)來(lái)自原發性自身免疫性疾病的(de)原代T細胞的(de)緻病性IL2RA突變，同時(shí)受突變影(yǐng)響的(de)細胞信号得(de)到恢複并增強（圖2）。第二，研究人(rén)員(yuán)用(yòng)一種新的(de)靶向腫瘤抗原的(de)T細胞受體（T cellreceptor，TCR）取代内源性TCR，所産生的(de)TCR-T細胞可(kě)特異性地識别腫瘤抗原、釋放細胞因子并殺傷腫瘤細胞（圖3）。

綜上所述，該研究開發的(de)不依賴病毒的(de)基因修飾方法可(kě)實現對(duì)人(rén)原代免疫細胞進行快(kuài)速、靈活的(de)基因修飾操作，爲該方法應用(yòng)于臨床治療基因缺陷性疾病及腫瘤提供了(le)臨床前研究數據。

圖1利用(yòng)非病毒的(de)CRISPR-Cas9基因組靶向系統将綠(lǜ)色熒光(guāng)蛋白表達于T細胞的(de)不同部位

圖2利用(yòng)非病毒的(de)CRISPR-Cas9基因組靶向系統修複人(rén)原代T細胞的(de)IL2RA缺陷

圖3 利用(yòng)非病毒的(de)CRISPR-Cas9基因組靶向系統制備NY-ESO-1 TCR-T細胞可(kě)特異性殺傷NY-ESO-1陽性表達的(de)腫瘤細胞

參考文獻：Roth TL et al. Reprogramming human T cell function and specificity with non-viral genome targeting. NATURE 2018, DOI: 10.1038/s41586-018-0326-5