MHC2TA

作者 | 赵宝龙、华坚、张长风来源 | 中国医药导刊摘  要以嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）为代表的免疫细胞治疗产品为多种癌症的治疗策略带来了突破性改变，但实体瘤疗效以及异体使用等问题仍阻碍细胞治疗领域的进一步发展。基因编辑技术可以通过改造免疫细胞的生物学功能来克服上述技术瓶颈。其中，规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）技术由于具备成本低、准确度高等特点而成为目前最常用的基因编辑工 具。因此，CRISPR也被认为是开发下一代细胞治疗产品的关键。然而，作为一种新兴技术，CRISPR会在细胞产品中诱导非预期的基因改变，并对临床应用带来潜在风险，而行业内对此类风险的了解仍非常有限。本研究结合细胞治疗领域的最新研究情况， 概述CRISPR技术在细胞治疗产品中的研究进展，总结2016—2024年全球开展的基于CRISPR技术的细胞产品的临床试验情况， 重点描述临床研究类型、基因编辑靶点、适应证种类等要素，并基于国内外政策法规与临床实践情况，分析CRISPR技术相关细胞 产品的基因风险以及评估策略，以期为该类产品的临床开发和监管政策制定提供借鉴。关 键 词CRISPR；基因编辑；细胞治疗；药品监管；监管挑战以嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）和T细胞受体T细胞（TCR-T）为代表的细胞治疗技术在最近10年中迎来了爆发，而基因编辑（genome editing）技术一直伴随着细胞治疗行业的发展［1，2］。这两种技术结 合后的产品被称为基因编辑细胞治疗（genome edited cell therapy）。基因编辑细胞治疗这一名称中的“基因编辑”特指以规律间隔成簇短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic  repeats， CRISPR）等技术对T细胞功能进行改造，以区别于使用逆转录病毒或非病毒载体使T细胞表达CAR蛋白的基因修饰过程［3］。目前，细胞治疗行业正面临着实体瘤效果不佳和无法异体使用两大挑战，越来越多的研究者尝试将基因编辑技术与CAR-T等细胞产品相结合以解决这两个问题［4］。因此，基因编辑细胞治疗成为下一代细胞治疗发展方向之一。 本研究结合细胞治疗领域的最新研究情况，重点探讨基于CRISPR技术的基因编辑细胞产品的技术发展、临床应用以及监管挑战，以期为该类产品的临床开发和监管政策制定提供借鉴。01基因编辑细胞治疗技术发展概况基因编辑细胞治疗的研发策略分为3类：第1类是通过基因编辑来改善T细胞的抗肿瘤作用。 Fraietta等［5］研究发现，1例接受CD19 CAR-T细胞回输的癌症患者所回输的CAR-T细胞中的甲基胞嘧啶加双氧酶（TET2）基因被意外破坏，导致CAR-T细胞获得了更强的扩增和体内存留能力，并最终诱导了癌症的完全缓解。由此，使用基因编辑工具破坏TET2成为行业内重点关注的改善CAR-T临床疗效的策略之一［6］。与TET2类似的其他基因编辑靶点还有促进T细胞记忆功能的FOXO1、对抗耗竭的Reg⁃nase-1、以及免疫检查点如程序死亡蛋白1型（PD-1） 等［7］。第2类是通过基因编辑消除T细胞的移植物抗宿主（graft versus host， GvH）以及排异作用，从而实现T细胞产品的异体使用。这类产品通常是通过基因编辑工具破坏T细胞受体（T cell receptor， TCR）α链、 β链和人白细胞抗原（human leukocyte antigen， HLA） 1 型、2型等，具体包括敲除TRAC、β2M、RFXANK、 CIITA等基因，以及插入β2M-HLA-E和β2M-HLA-G 等基因［8］。第3类则是通过基因编辑赋予T细胞某种与抗肿瘤不直接相关的生物学新特性，如敲除CD52 使T细胞可以耐受特定抗体药、敲除CD5以避免 CAR-T的自相残杀、敲除干扰素γ来降低细胞因子风 暴等不良事件的发生概率、以及敲除CD33使CAR-T 可以与自体造血干细胞移植联用［9-11］。 基因编辑细胞治疗产品常用的基因编辑工具包括锌指核酸内切酶（ZFN）、转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）、CRISPR等［4］。其中，CRISPR被称为第3代基因编辑技术。目前，最常见的是CRISPR/Cas9系统，由CRISPR序列和Cas9核酸内切酶两部分构成。CRISPR/Cas9的工作原理：首先由向导RNA （guide RNA， gRNA）与Cas9蛋白相结合形成复合物，之后在gRNA的引导下，Cas9蛋白对特定DNA序列予以切割，引发DNA双链断裂（DNA double strand break， DSB），断裂处的DNA片段就有可能出现基因敲除、插入等作用，从而实现对指定位点的基因编辑［12］。CRISPR在其发展过程中衍生出多个版本，在应用范围和精准程度方面各有特点。目前进入临床应用阶段的有CRISPR/Cas系统和碱基编辑（base editing）两种。其中，CRISPR/Cas系统是最成熟的CRISPR技术。部分版本，如CRISPR/Cas13d，可以一次实现多至10个基因位点的多靶向基因敲除［4］。碱基编辑是使用Cas切口酶（Cas9 nickase，Cas核酸酶的异构体）代替Cas核酸酶，从而实现单碱基对的修改［13］。目前可实现A：T→G：C以及C：G→T：A这两种碱基编辑。由于不需要诱导DNA双链断裂，该技术能降低染色体易位风险和p53相关细胞毒性。此外，还有Prime editor等多种新版CRPSIR技术在临床前研发阶段之中［14］。02基于CRISPR的基因编辑细胞治疗的临床应用基因编辑细胞治疗的临床试验数量在近几年快速增多。CRISPR由于具有成本低、操作便捷、准确度高等特点，比ZFN和TALEN有更大的竞争优势。 2014年，Tebas等［15］研究发现，使用ZFN破坏艾滋病患者的CD4+ T细胞中的CCR5基因可用于艾滋病的治疗。2015年，法国公司Cellectis使用基于TALEN技术的通用型CD19 CAR-T产品成功救治1名患白血病的1岁女婴蕾拉，让通用型CAR-T技术正式进入公众视野［8］。2016年，宾夕法尼亚大学向美国FDA递交了全球首个基于CRISPR技术的基因编辑细胞治疗产品的新药临床试验（IND）申请，其产品为通过 CRISPR/Cas9敲除TCR以及PD-1的靶向NY-ESO-1的TCR-T，并于随后完成了3例癌症患者的治疗，证实了基于CRISPR的基因编辑细胞产品的临床安全性与可行性［16］。此后，CRISPR快速取代ZFN和TALEN，成为基因编辑细胞治疗领域的主流技术之一［17，18］。 通过对药智数据库收录的相关数据采用 “CRISPR”作为关键词，本研究检索了2016年1月至2024年11月基于CRISPR的细胞产品在全球开展的临床试验数据情况（见表1）。由于本研究仅针对基于CRISPR的细胞产品，所以非细胞类基因治疗（如采用CRISPR治疗镰刀型细胞贫血或β地中海贫血） 的临床开展情况并未被纳入。表1 基因编辑细胞产品相关临床试验检索结果显示，2016~2024年，基于CRISPR的基因编辑细胞治疗相关临床试验的全球登记数量总计37项，包括2016年（1项）、2017年（5项）、2018年 （3项）、2019年（3项）、2020年（9项）、2021年（3项）、 2022年（6项）、2023年（4项）、截至2024年11月7日 （3项）。①相关临床试验场地方面，以美国和中国的数量最多，分别包括美国19项（占比约51.4%）、中国12项（占比约32.4%）。除此之外，其他地区如加拿大、欧盟国家共6项（共计占比约16.2%）。②临床试验分期方面，以I期临床试验为主，包括I期18项（占比约48.6%）、I/II期12项（占比约32.4%）、II期1项（占比约2.7%），不适用（not applicable）6 项。 ③研究类型方面，干预性研究35项（占比约94.6%）、 观察性研究2项，均为接受基因编辑细胞治疗的患者的长期随访。④基因编辑细胞治疗技术涉及疾病领域的种类较为集中，主要围绕肿瘤领域展开。其中，血液及淋巴疾病相关的试验数量22项（占比约59. 5%），主要为白血病、淋巴瘤等血液系统肿瘤。⑤血液瘤相关靶点中，CD19靶点10项，占比远超其他血液瘤靶点，而BCMA虽与CD19同为已上市细胞产品的靶点，但仅有2项临床。实体瘤临床试验15项（占比约40.5%），包括肺癌、乳腺癌、肝癌、肾癌等多种实体瘤，涉及靶点较多，占比也较为平均，如NYESO-1，间皮素（mesothelin），CD70、CLL-1等，以及肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）等非靶向型细胞产品。⑥此外，为强化细胞产品临床疗效而使用CRISPR敲除PD-1的临床试验11项（占比约29.7%），远超同类靶点如CISH、CTLA-4、Regnase-1、TGFBR2。使用CRISPR敲除TCR（主要为TRAC）的临床试验15项（ 占比约40. 5%）。敲除HLA（主要为B2M）的临床试验10项 （占比约27.0%）。对TCR和HLA敲除的绝大多数为异体回输的细胞产品，但也有少量自体细胞产品（如NCT03399448）选择敲除TCR以减少外源和内源TCR发生错配的概率。所有临床试验中，使用CRISPR编辑基因数量为1~2个的共计27项（占比约72.9%）， 仅有少数临床试验有3个或3个以上的多基因编辑。对现有临床试验进行检索的结果显示，基于CRISPR的基因编辑细胞产品在临床上应用是安全且可行的，并在某些方面展现出对自体细胞产品的优势。但是，对比已有上千项临床试验开展的自体CAR-T和TCR-T类细胞产品，基于CRISPR的基因编辑细胞产品的临床数量并不多［17］。从靶点和疾病领域可以看到，最主要的临床应用领域仍然是细胞治疗最先取得突破的血液肿瘤领域，靶点则为CD19这一最常见、最成熟的靶点。CRISPR技术的主要作用是在已有细胞治疗产品的基础上通过敲除PD-1来获得更强的临床疗效，或敲除TCR及HLA以实现异体回输，均属于对已有细胞疗法的改良升级［19］。另一方面，虽然CRISPR技术已经出现包括碱基编辑在内的多种衍生版本，并且已有相关产品获得美国FDA或我国药品监管部门的新药临床研究申请（IND）批准，但进入临床应用的绝大多数产品仍然是基于经典的CRISPR/Cas9体系的单基因或双基因编辑［20］。 综上所述，目前基于CRISPR的基因编辑细胞产品虽然呼声较多，但临床应用仍未全面铺开。这除了技术本身的原因以外，还因为新兴技术从实验室研究阶段到大范围开展临床试验本就需要时间，此类技术尚在推进过程中［12］。考虑到此类产品在科研及非临床研究中展现出的技术潜力和行业认可，接下来的3~5年内，基于CRISPR的基因编辑细胞治疗产品可能将进入临床研究实质阶段，在技术类型、靶点分布、临床数量、适应证种类方面均可能将会不断增长。03基于CRISPR的基因编辑细胞治疗的监管挑战基于CRISPR的基因编辑细胞产品大量进入临床研究阶段后，必将对监管部门提出新的挑战。在监管方面，美国FDA已经发布了2个相关指导原则， 即2024年1月正式颁布的《Human Gene Therapy  Products Incorporating Human Genome Editing》以及《Considerations for the Development of Chimeric Antigen Receptor T cell Products》。我国监管机构在《免疫细胞治疗产品药学研究与评价技术指导原则（试行）》与《体外基因修饰系统药学研究与评价技术指导原则（试行）》中均有部分段落涉及基因编辑细胞产品，但尚无对该类产品的针对性的、全面的政策指引［21-24］。 基因编辑细胞产品作为细胞产品的一个新兴亚种，其在风险管理和监管要求上体现出与CAR-T等传统细胞产品所不同的特点，也对监管提出了新挑战。在临床应用方面，基于CRISPR的基因编辑细胞产品主要在基因编辑效率、脱靶、多基因编辑的风险叠加等方面展现出临床风险。3.1基因编辑效率在基因编辑效率方面，CRISPR的在靶（on target）编辑效率已经较ZFN或TALEN有所提高，但因技术原理限制，其总体编辑效率仍无法达到临床要求。CRISPR技术的原理是通过gRNA在指定的DNA位点诱导双链DNA断裂，然后断裂位点就有可能通过非同源末端连接通路（nonhomologous end joining pathway，NHEJ）完成基因编辑。但NHEJ本身是概率发生，所以理论上CRISPR无论敲除或插入都不可能达到100%的编辑效率［25］。现有的临床前及临床数据也印证了这一观点。Stadtmauer等［16］报道的全球首个CRISPR/Cas9基因编辑细胞产品的临床试验中，3个靶基因TRAC、TRBC和PDCD1的敲除效率分别是45%、15%和20%。通过优化gRNA序列设计、改良敲除工艺、选择优质供者细胞等方式可以提高基因编辑效率，在较为理想的情况下能达到89. 4%~92. 5%［26，27］。这种编辑效率如果是敲除PD-1等抗肿瘤效能相关基因的话尚且可以接受，但对于TCRα/β链或CD33等安全性相关的基因则无法有效消除潜在的临床风险。以TCRα/β链为例，基因敲除的目的是消除细胞产品异体使用时的GvH风险，但这需要足够高的敲除效率才能保证临床安全性。根据美国FDA的指导原则，异体使用细胞产品中TCRα/β+细胞的接受范围是<1~7×104/kg患者体重。按照成人平均体重及目前常见的细胞治疗临床使用剂量换算，可接受限度是<1%，也就是敲除效率应>99%［21，22］，这是目前CRISPR技术达不到的。针对这一问题的常见补救性措施是，在基因敲除后增加磁珠阴选或者流式分选等纯化步骤，以进一步降低TCRα/β+细胞的含量［28］。但这并未消除TCRα/β+细胞含量偏高的问题，只是将问题从基因敲除转移到了磁珠阴选，要求阴选后TCRα/β+细胞<0.5%~1%， 这对磁珠阴选的效率和工艺稳定性也是重大挑战。此外，增加纯化步骤会让本已复杂的CRISPR类细胞产品的生产工艺变得更为复杂，并且还会引入诸如无菌管理、磁珠等工艺相关杂质残留的问题［29］。 3.2脱靶基于CRISPR的基因编辑细胞产品的另一个监管挑战是脱靶（off-target）。CRISPR的脱靶具体可分为结构性基因重排、异倍体、脱靶突变等多种类型， 均与潜在的临床重大风险相关［30，31］。无论美国FDA还是我国监管机构都对CRISPR的脱靶问题非常关注，但实践中最大的挑战是缺乏对CRISPR脱靶情况可靠、有效的检测手段［25，32］。目前，常用的脱靶检测手段主要有计算机预测、传统方法、新型测序，共计3类。其中，计算机预测是大部分CRISPR类产品都会采用的脱靶风险控制手段，但只能提供理论可能性而非事实证据，因此无法满足监管要求［33］。脱靶检测的传统方法包括荧光原位杂交（fluorescence in  situ hybridization， FISH）、核型分析，以及一系列基于PCR的检测方法。这些检测方法相对成熟，但缺点也很明显，包括只能检测预先指定的有限序列范围、检测对象必须是活细胞、流程繁琐且成本高昂等［25］。针对CRISPR这类新兴基因编辑技术，多种新型测序方法也被陆续开发出来，包括GUIDE-seq、DISCOVER seq、SITE-seq等。这些新型测序方法各有特色，但共同的优点是可以对细胞产品进行全基因组层面的高精度扫描，发现传统方法遗漏的突变位点，因此可以提供更全面客观的脱靶检测［29，34］。但是，新型测序方法也具有自己的劣势。如GUIDE-seq检测需要使用双链寡脱氧核苷酸作为“标签”来标记脱靶位点，不能像传统方法那样用于指定批次细胞产品（如某一特定患者回输的批次）的检测［25］。此外，这些测序方法出现的时间短，产生的数据量大，缺乏明确的结果判定标准，因此容易对结果进行挑选或者做出带有主观偏向性的数据解读，从而掩盖脱靶风险。目前， 比较可行的策略是将传统方法和新型测序结合使用，两类方法优缺点互补，但可能不可避免地会带来工作量增加和成本上升。 3.3多基因编辑的风险叠加现有的CRISPR技术可同时完成10个位点的基因编辑，而多基因编辑对比于单基因编辑所带来的是临床风险的指数倍叠加［35］。单基因编辑的临床风险总体可控。常见的第2代CAR-T类细胞治疗产品采用慢病毒或逆转录病毒导入CAR基因就是一种单基因编辑。虽然美国FDA要求已上市的CAR-T类产品在说明书中增加因CAR基因导入而发生继发肿瘤的黑框警告，但进一步的调查研究显示，继发肿瘤的发生率并不高。如对接受慢病毒转导CAR-T的420人进行最长10年的随访，7人（1.7%）发生继发肿瘤， 而接受逆转录病毒转导CAR-T的340人中13人（3. 8%）发生继发肿瘤，整体发生率和仅接受标准化疗的同类患者持平［36-38］。但这一结论并不适用于多基因编辑的细胞产品。①多基因编辑中的每个被编辑基因都带来独立的脱靶可能性，增加了脱靶出现在原癌基因等高风险区域的风险。②多个被编辑基因各自具有的生理功能有可能出现相互作用，从而对细胞产品产生难以预料的影响。Wang 等［39］研究发现，15例患者接受基因编辑的间皮素CAR-T回输后，同时敲除TCR和PD-1会导致CAR-T在人体内的维持性下降，而这是细胞产品设计时未曾预料到的。此外，还应注意到，大部分细胞产品是有可能长期存留于患者体内的，因此存在潜在的长期安全性风险。如CRISPR的脱靶突变是随机或半随机的，可能导致回输时细胞产品中T细胞克隆突变的多样性增高，任一特定克隆都很难占据压倒性比例。但是，当基因编辑细胞产品回输进入人体后，人体内环境会对这些突变克隆进行筛选，那些在扩增和体内维持性能方面得到强化的突变克隆（也是更高概率发生成瘤或不受控制过度扩增的克隆）会有更高的概率留存下来，从而在数月甚至数年之后出现寡克隆富集的情况，即所谓“随机突变，定向筛选”［40，41］，导致临床上出现此类风险的概率比理论预计的更高。此外，TCR会通过克隆竞争（clonal competition）机制来抑制T细胞肿瘤的形成，所以敲除TCR的T细胞产品本身就比正常T细胞更容易转化为T细胞肿瘤［4］。目前，对多基因编辑叠加产生的风险还缺乏有效的检测或评估手段。较为常用的是细胞功能性实验，如细胞体外扩增实验、软琼脂和裸鼠成瘤实验等［29］。美国Beam公司开发的四敲除异体通用CAR-T产品Beam-201就在IND申请过程中被FDA要求追加细胞因子非依赖性扩增实验（cytokine independent growth assay）［20］。也有研究发现，采用全基因组CRISPR筛选联合单细胞RNA测序来进行评估，对比传统方法能展现出一定优势，但这种方法还处于开发阶段，尚不具备大规模推广的条件［42］。而长期安全性风险的应对手段主要依赖随访。目前开展的临床试验研究中，采用3个及3个以上的多基因编辑技术的细胞产品数量并不多。不过，随着领域的发展和技术的进步，越来越多的多基因编辑细胞产品必然会逐渐出现在人们的视野中。04结  语以CAR-T和TCR-T为代表的细胞治疗产品为肿瘤等多种重大恶性疾病带来新的治疗策略，而基于CRISPR的基因编辑细胞产品则有希望解决细胞产品所面临的实体瘤治疗和异体通用使用这两大难题。但是，CRISPR等基因编辑技术会带来复杂的基因层面变化与潜在临床风险，这对临床应用和监管都提出了挑战。而为了应对这一挑战，学术界、产业界与监管机构需要保持深入的合作交流，来促进细胞治疗领域的有序发展。作者简介赵宝龙上海医药集团生物治疗技术有限公司（注册部 高级经理）在细胞治疗领域工作十余年，曾担任多家大型制药公司注册事务管理人员。在药厂厂房建设、实验室建设、质量控制、体系搭建、确认与验证、技术转移、注册与申报、实验室日常运营等方面具有丰富的实践经验，参与过多家公司多个细胞治疗产品的技术开发，临床申报和注册申报，均获得了临床批件和/或生产批件，对国内外法规有丰富的实战经验，数次参加与CDE等药政监管部门沟通交流会。文献：赵宝龙，华坚，张长风. 基于CRISPR的细胞产品的临床应用及监管挑战［J］. 中国医药导刊，2025，27（1）：101-108.声明：本文仅代表作者个人观点，不代表任何组织及本公众号立场，如有不当之处，敬请指正。如需转载，请注明作者及来源：蒲公英Biopharma。拓展阅读浅谈PIC/S GMP质量体系建立的几点关注探索CAR-T细胞制备失败的风险因素

01   细胞重编程的理论与应用 再生医学旨在通过修复、替换或再生受损组织和器官来治疗疾病，尽管取得了一定进展，但许多疾病仍缺乏有效治疗方法。细胞治疗作为再生医学的核心，尤其是诱导多能干细胞（iPSCs）技术的出现，为个性化医疗提供了可能，但其复杂性和成本限制了广泛应用。因此，非细胞治疗策略，如小分子药物、生物制剂和基因治疗，逐渐成为研究热点，这些策略通过直接调控内源性细胞的命运和功能，避免了细胞移植的复杂性和免疫排斥问题，具有更广泛的适用性和成本效益。治疗性重编程技术作为再生医学中的新兴方向，通过化学或基因编辑手段，将一种细胞类型直接重编程为另一种细胞类型，或诱导细胞进入多能状态，为细胞治疗和非细胞治疗提供了新的思路和方法。尽管面临诸多挑战，但随着技术的不断进步和跨学科合作的深化，治疗性重编程技术有望逐步克服这些挑战，为再生医学带来新的发展机遇。 清华大学丁胜详细介绍了iPSCs的发展、免疫逃逸策略、基因编辑技术在细胞治疗中的应用，以及小分子药物在体内治疗性重编程中的潜力，包括促进细胞增殖、重编程和分化。此外，还探讨了如何利用人工智能和基础模型来加速药物发现和疾病理解。相关内容以“Therapeutic Reprogramming toward Regenerative Medicine”为题发表在《Chemical Reviews》上。 【主要内容】 图1 治疗性重编程的双重策略在再生医学中的应用 文章首先介绍了治疗性重编程的基本概念，即通过精确调控细胞的命运和功能，实现组织修复和再生。这一过程不仅包括将体细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSCs），进而分化为各种功能细胞用于移植治疗，还涵盖了直接在体内或原位调控内源性细胞的行为，以促进组织的自我修复。这种双重策略为再生医学带来了前所未有的可能性，有望解决传统治疗方法所无法触及的医疗难题。 图2 细胞激活与信号导向（CASD）重编程范式及其在再生医学中的应用 在细胞治疗方面，文章详细讨论了iPSCs技术的发展。iPSCs技术不仅解决了胚胎干细胞的伦理问题，还为个性化医疗提供了新的希望。通过化学方法和基因编辑技术，研究者们能够更高效、更安全地生成iPSCs，并将其分化为所需的细胞类型。这些细胞不仅能够避免免疫排斥反应，还能在标准化和规模化的生产中不断优化，为大规模应用奠定了基础。文章提到了细胞激活与信号导向（CASD）重编程范式，这一范式通过短暂的细胞激活和特定信号通路的调控，将体细胞重编程为特定的细胞类型。这种策略不仅能够高效地实现细胞重编程，还能通过小分子药物和基因编辑技术进一步优化。文章还介绍了免疫逃逸策略和基因编辑技术在细胞治疗中的应用，这些技术进一步增强了细胞治疗的安全性和有效性。例如，通过敲除CIITA和B2M基因，可以减少iPSCs衍生细胞被免疫系统识别的风险，从而提高移植成功率。此外，文章还探讨了如何通过基因编辑技术在iPSCs中引入安全开关，以便在必要时通过药物激活诱导细胞凋亡，进一步提高治疗的安全性。 然而，细胞治疗的复杂性和成本问题限制了其广泛应用。因此，非细胞治疗策略应运而生。这些策略通过小分子药物、生物制剂和基因治疗等手段，直接作用于内源性细胞，激活其再生潜能，从而避免了细胞移植的复杂性和免疫排斥问题。文章详细介绍了小分子药物在体内治疗性重编程中的应用，包括促进细胞增殖、重编程和分化，以及通过调节NAD代谢和平衡生物系统来维持健康。例如，通过抑制LATS激酶激活YAP信号通路，可以促进肝细胞和心肌细胞的增殖，从而促进组织修复。此外，文章还探讨了如何通过小分子药物调节细胞代谢，促进细胞重编程和分化，为再生医学提供了新的工具。 文章还探讨了如何利用人工智能和基础模型来加速药物发现和疾病理解。这些新兴技术为治疗性重编程提供了强大的支持，使得研究者能够更深入地理解细胞命运调控的复杂机制，并设计出更有效的治疗策略。例如，通过单细胞RNA测序和AI模型，研究者可以更精确地分析细胞类型和状态，从而开发出针对特定细胞类型的治疗药物。 02   全文总结 这篇综述文章不仅为学者们提供了一个全面的视角，更揭示了治疗性重编程在推动再生医学发展中的巨大潜力。通过精确调控细胞命运和功能，治疗性重编程为多种疾病的治疗提供了新的思路和方法，有望改善患者的治疗效果和生活质量。这一领域的持续创新和发展，将为再生医学带来更加光明的未来。 Ref. https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.chemrev.4c00332 来源：BioMed科技 推文用于传递知识，如因版权等有疑问，请于本文刊发30日内联系医药速览。 原创内容未经授权，禁止转载至其他平台。 有问题可发邮件至yong_wang@pku.edu.cn获取更多信息。 ©2021 医药速览 保留所有权利 往期链接 “小小疫苗”养成记 | 医药公司管线盘点  人人学懂免疫学 | 人人学懂免疫学（语音版）    综述文章解读 | 文献略读 | 医学科普 | 医药前沿笔记 PROTAC技术 | 抗体药物 | 抗体药物偶联-ADC 核酸疫苗 | CAR技术 | 化学生物学 温馨提示 医药速览公众号目前已经有近12个交流群（好学，有趣且奔波于医药圈人才聚集于此）。进群加作者微信（yiyaoxueshu666）或者扫描公众号二维码添加作者，备注“姓名/昵称-企业/高校-具体研究领域/专业”，此群仅为科研交流群，非诚勿扰。 简单操作即可星标⭐️医药速览，第一时间收到我们的推送 ①点击标题下方“医药速览”   ②至右上角“...”  ③点击“设为星标

1.8 知识分子 The Intellectual 首都医学科学创新中心资深研究员 首都医科大学公共卫生学院教授 撰文 | 王立铭  ●                  　●                   　●   导读 ✚ ● ○ 你好。 我是王立铭。2025年1月8日，第七十一期《巡山报告》又和你见面了。 本期报告，我们聚焦的主题是：红斑狼疮的最新治疗突破。或许你最近也注意到了这则新闻：一位网名“沙白白”的年轻女性因为不堪忍受红斑狼疮疾病之苦，选择在瑞士结束自己的生命。这一事件引发了关于生死抉择的广泛讨论和深刻思考。但在今天，我们不谈具体个案，而是想从科学的角度出发，与你一起探讨红斑狼疮的治疗现状及未来。就在近期，生物医学界在攻克红斑狼疮的斗争中取得了非常耀眼的成就。 红斑狼疮与传统治疗的局限 先说说什么是红斑狼疮。这是一种自身免疫性疾病，简单来说，就是人体的免疫系统“叛变”了，错误地把人体多个部位的健康组织当成了敌人进行攻击。这种错误的攻击会引发全身性的炎症和组织损伤，常见症状包括面部红疹、关节肿胀、发烧疲倦、脱发和口腔溃疡等[1]。 之所以叫这么个奇怪的名字，其实是因为早期人们误以为它和狼咬伤有关。虽然听起来像是小众疾病，但实际上它的发病率相当高，目前全球有超过300万人长期受到它的折磨[2]。如果狼疮得不到有效控制，患者很容易出现严重的并发症，比如肾衰竭、肺部感染、心肌炎，甚至癫痫等等。上文提到的“沙白白”就是一个例子，她因为狼疮导致了肾衰竭，需要依靠定期透析维持生命。 红斑狼疮发病的具体诱因至今未知，但它的病理特征还是很明显的，那就是患者体内出现了大量攻击自身组织的抗体分子[3]。传统上，治疗主要依靠激素来压制免疫系统的反应，虽然能一定程度上控制病情，但同时也会带来一系列副作用，比如肥胖、骨质疏松、高血压等等。幸运的是，近年来一些非激素类的新药开始出现。比如一款叫贝利尤单抗（belimumab）的药物，它通过抑制B细胞的活化，减少攻击自身组织的抗体生成，从而缓解症状。这是全球第一款靶向治疗狼疮的药物，2011年在美国上市，2019年也在中国获批[4]。当然，类似的药物还有不少，这里就不展开列举了。但需要注意的是，这些药物的主要作用是缓解症状，而非根治狼疮。 这里有一个非常值得注意的细节。抗体分子是由一种特殊的免疫细胞——B淋巴细胞——制造和分泌的。而那些专门攻击人体自身组织的“自身抗体”（autoantibody），也是出自它们之手。正因为如此，像贝利尤单抗这样的药物，通过抑制B细胞的活化，能够减少这些“捣乱分子”的产生，从而有效缓解狼疮症状。目前研发中的许多狼疮候选药物，也大多沿用了这一思路。 然而，科学界的探索并未止步于此。面对那些“不听话”的B细胞，他们把目光投向了另一个领域：癌症。你可能想不到，一种原本用来对付癌症的“免疫武器”——CAR-T疗法，或许也能成为攻克红斑狼疮的全新解法。 CAR-T疗法的原理与在红斑狼疮中的突破 说到CAR-T，你肯定不陌生，我们上期报告刚刚讨论过这个话题。所谓CAR-T，全称叫做嵌合抗原受体-T细胞（Chimeric Antigen Receptor T-cell），是一类利用免疫细胞的杀伤作用治疗疾病的药物[5]。2017年，美国药监局批准了两款类似的CAR-T药物上市，分别是诺华公司开发的Kymriah和Kite公司开发的Yescarta[6]，它们专门用于治疗由B细胞癌变引起的血液肿瘤。这两款药物的设计思路非常巧妙：首先，从患者体内提取T淋巴细胞，然后通过基因改造，在其细胞膜上插入一个人工设计的蛋白，也就是CAR。这个CAR分子能够精准识别B细胞表面的一种特殊标志物，叫做CD19，一旦锁定目标，就会启动T细胞的杀伤机制，彻底清除这些B细胞——包括那些已经癌变的B细胞。通过这样的精准打击，CAR-T成功让不少患者的血液肿瘤得到了有效控制。 既然狼疮的发病源自异常活跃的B细胞及其分泌的自身抗体，而第一代上市的CAR-T恰好就能专一地识别和杀伤B细胞，那么一个很自然的思路就是：如果把这些原本用于治疗血液肿瘤的CAR-T，转而用于治疗狼疮，是否有效呢？ 2019年，田纳西大学的科学家率先在小鼠身上验证了一个大胆的设想：在红斑狼疮的小鼠模型中使用靶向CD19蛋白的CAR-T疗法，能够有效清除小鼠体内异常的B细胞和自身抗体，大大缓解狼疮症状并显著延长小鼠的寿命[7]。在这个发现的快速推动下，CAR-T治疗狼疮的设想跑步进入了人体临床验证阶段。在2021年，德国纽伦堡大学的科学家们在一位20岁女性狼疮患者的身上首次尝试了CAR-T疗法。此前，这位患者使用了所有可能的狼疮治疗方案，都无法控制其病情的反复出现和恶化，最终只能冒险尝试一下全新的CAR-T。在停用现有药物后，医生们给她输注了靶向CD19蛋白的CAR-T细胞，在短短几天内就观察到了狼疮各个指标的缓解，到用药一个半月后，所有狼疮症状更是彻底消失了[8]。CAR-T疗法小试牛刀，已经看到了巨大的潜力。 到了2022年，这项研究又迈出了关键一步。同一团队在五位狼疮患者身上进一步尝试了CAR-T疗法，结果同样令人振奋：所有患者的症状都完全缓解[9]。研究者们还对这五位患者进行了长期随访，发现狼疮居然有被彻底治愈的可能：在用药后长达8个月的观察期间，患者不再需要任何狼疮药物，而疾病也没有任何复发迹象。到了2024年，同一团队延长随访时间至15个月，结果依然令人惊喜：所有患者的症状保持稳定，狼疮毫无复发的迹象[10]。 是什么导致了如此显著的效果呢？研究者们发现，这可能与CAR-T疗法对免疫系统的“双重作用”有关。一方面，CAR-T药物在短时间内彻底清除了患者体内的异常B细胞，这与狼疮症状的快速改善直接相关；另一方面，研究团队观察到，在用药3个月左右，患者体内逐渐出现了新生的B细胞。这本身其实也不奇怪，毕竟造血干细胞一直在持续生产新的B淋巴细胞。 但关键点在于，这些重新生成的B细胞不再是“捣乱分子”。它们表现出正常的免疫功能，不会制造攻击自身组织的抗体，也不会引发狼疮。这意味着，CAR-T疗法可能不仅仅是“清扫”异常B细胞，更重要的是，它似乎对免疫系统进行了“关机重启”。在被彻底清除后，新生的B细胞回归了正常状态，免疫系统也恢复了健康功能。如果这一现象得到更多验证，狼疮的彻底治愈将不再是遥远的梦想。 在这之后，CAR-T治疗狼疮的尝试开始在世界各地火热开展。在2024年初，《柳叶刀》杂志报道了一位15岁女性狼疮患者被治愈的案例，这是CAR-T疗法第一次用于未成年人患者[11]。特别值得注意的是，这位患者的病情已经进展到肾衰竭、需要每2-3天做一次血液透析以维持生命的状态了。而CAR-T疗法不光治好了她的狼疮，甚至还改善了她的肾脏功能，让她不再需要做透析也能健康生活。你可能还记得，在沙白白的故事里，肾衰竭和长期透析是她选择结束生命的重要原因之一。而在CAR-T疗法中，改善肾功能的突破为类似患者带来了全新的希望。现代医学的快速进步让人心生感慨，也让人惋惜，若这些突破能早几年到来，或许她的人生会是另一番光景。 更值得关注的是，CAR-T疗法的潜力远不止于治疗狼疮。很多自身免疫疾病的发病机制与狼疮类似，都是由于B细胞功能异常，分泌了大量攻击正常组织的抗体，最终导致器官受损。CAR-T疗法在这些疾病中也展现了惊人的效果。在过去的短短几年间，类似的成功案例不断涌现。例如2023年，CAR-T成功治愈一位抗合成酶抗体综合征患者[12]；也在2023年，CAR-T又成功治愈一位重症肌无力患者[13]。在全球各地，CAR-T正在被用于治疗许多不同的自身免疫疾病。如今，CAR-T疗法已经成为全球许多自身免疫疾病研究的焦点，带来了无数令人期待的可能性。 CAR-T疗法的局限与通用型CAR-T的希望 然而，任何突破性的疗法在带来希望的同时，也不可避免地伴随着挑战。随着CAR-T疗法应用范围的不断拓展，一些潜在问题逐渐显现，值得我们深入探讨。 一个问题是关于安全性的：CAR-T细胞在人体内不仅能长期存活，还会继续繁殖。考虑到经过基因改造的CAR-T细胞有着高度一致的靶向性，当大量CAR-T细胞同时对人体B细胞展开“围剿”时，可能引发一种难以控制的免疫反应，又被称为“细胞因子风暴”[14]。在CAR-T治疗肿瘤的临床应用中，这种严重副作用是医生需要高度警惕并随时处理的风险。不过，用于狼疮治疗时，情况似乎要温和得多。这可能是因为，治疗狼疮所需的CAR-T细胞数量大大低于治疗癌症的剂量，大概只有后者的20%-50%。正因如此，狼疮治疗中观察到的细胞因子风暴要少得多。在上面我们提到的狼疮治疗案例中，也确实没有观察到特别致命的细胞因子风暴。 除却上述的安全问题，CAR-T疗法还有一个更大的限制，那就是它的成本问题。与其说CAR-T是一种药物，不如说它是一套高度定制的个性化治疗方案。在具体的治疗过程中，医生需要从患者体内抽取T淋巴细胞，经过基因改造和体外培养后，再将这些改造过的细胞回输给患者。同时，还需要持续监控这些T细胞在患者体内的存活和活性。这种复杂的操作意味着，CAR-T治疗非常昂贵。最早上市的两款CAR-T药物，Kymriah和Yescarta，在美国的销售价格都在五十万美元上下，远非一般人所能承担，对医保支付也带来了巨大的压力。国内目前已经有五款CAR-T药物上市，价格虽然比美国低，但也在百万人民币上下，同样让患者和医保支付体系望而却步。 那么有没有办法降低CAR-T药物的生产和使用成本呢？ 理论上，答案是肯定的。如果能摆脱CAR-T疗法的个性化限制，开发出一批能够适用于不同患者的“通用型CAR-T”细胞，那么生产和使用成本就有望大幅下降。然而，要实现这一目标，研究者们必须解决一个棘手的问题，那就是免疫排异。要知道，向患者体内输入来自其他人的T细胞，本质上相当于进行一次“微型器官移植”。这些外来的T细胞会被患者自身的免疫系统视为“敌人”，并迅速加以消灭。更糟糕的是，外来T细胞还可能反过来攻击患者体内的正常组织和细胞。最终，这种免疫反应不仅不能治病，反而可能引发更加严重的后果。 需要说明的是，开发通用型CAR-T并不是一个全新的想法。事实上，在CAR-T疗法用于血液肿瘤的早期尝试中，就已经有不少公司试图开发没有排异反应的通用型CAR-T[15]。这里，我们重点说说通用型CAR-T在自身免疫疾病领域的进展。 2024年7月，一项令人瞩目的研究发表了。上海长征医院的医生们与邦耀生物的药物开发团队合作，使用一种通用型CAR-T疗法成功治疗了多位自身免疫疾病患者，并取得了非常不错的效果[16]。在这项研究中，科学家们对来自一位健康捐献者的T细胞进行了复杂的基因改造。这不仅包括加入靶向CD19蛋白的CAR，还使用了CRISPR/cas9基因编辑技术，精准破坏了T细胞中的五个关键基因：HLA-A、HLA-B、CIITA、TRAC和PD-1。 为什么是这五个基因呢？原因非常讲究。前三个基因（HLA-A、HLA-B、CIITA）的功能是将细胞内的蛋白质分子“递呈”到细胞表面，供免疫系统识别；而第四个基因（TRAC）则负责识别其他细胞表面“递呈”出来的蛋白质。而之所以选择破坏这四个基因，是为CAR-T细胞穿上一件“隐身衣”，既避免被患者的免疫系统认作外来入侵者，也防止它们误伤患者体内的正常细胞。至于第五个基因，PD-1，这是一个关乎细胞存活的关键基因。破坏它的作用，是让CAR-T细胞在患者体内的存活时间更长，从而能够持续发挥治疗作用。正是这些精密的基因编辑操作，赋予了CAR-T细胞“通用型”的能力。研究团队用这批经过改造的CAR-T细胞，对两位系统性硬化症患者和一位坏死性肌病患者进行了治疗。结果令人振奋：患者不仅没有出现严重副作用，症状在治疗后迅速改善，且在随后的半年观察期内持续好转。值得注意的是，这两种疾病与狼疮有相似之处——它们同样是由B细胞异常引发的自身免疫疾病。这项研究不仅验证了通用型CAR-T疗法的安全性和有效性，还为未来更多类似疾病的治疗探索提供了新思路。 总结一下，利用通用型CAR-T治疗包括狼疮在内的自身免疫病，可能是CAR-T技术出现以来最重要的突破。从临床需要的角度说，它为自身免疫疾病的长期和彻底治愈提供了一个革命性的方案，价值无可比拟；从药物经济学的角度说，它有望显著降低治疗成本，让细胞治疗真正走进千家万户。事实上，CAR-T技术的潜力远不止于此。在之前的报告中，我们还提到过CAR-T被用于清除衰老细胞、治疗衰老相关疾病，甚至尝试逆转衰老。说到底，CAR-T本质上是一种专门识别并杀死特定细胞的工具。如果装上能识别B细胞的CAR，它就是对抗癌症和自身免疫疾病的利器；如果装上能识别衰老细胞的CAR，它或许就是抗衰老的关键武器[17]。站在今天这个时间节点我们可能忍不住会畅想，对活的细胞进行改造，让它们可以批量生产批量应用，在人体内发挥复杂功能，治疗各种各样的疾病，提升各种各样的健康指标，是不是即将成为触手可及的未来呢？ 好了，这就是本期巡山报告的全部内容。 我是王立铭，下个月6号，我继续为你巡山。  参考文献：（上下滑动可浏览）  [1]https://www.lupus.org/resources/what-is-systemic-lupus-erythematosus-sle [2]https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41584-021-00668-1 [3]https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2015.00228/full [4]https://pmc-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/articles/PMC3198539/ [5]https://www-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/pmc/articles/PMC10225594/ [6]https://www-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/pmc/articles/PMC6343443/ [7]https://www-science-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1126/scitranslmed.aav1648 [8]https://www-nejm-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1056/NEJMc2107725 [9]https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41591-022-02017-5 [10]https://www-nejm-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1056/NEJMoa2308917 [11]https://www-thelancet-com.libproxy1.nus.edu.sg/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(24)00424-0/fulltext [12]https://www-thelancet-com.libproxy1.nus.edu.sg/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(23)00023-5/fulltext [13]https://www-thelancet-com.libproxy1.nus.edu.sg/journals/laneur/article/PIIS1474-4422(23)00375-7/fulltext [14]https://ascopubs-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1200/EDBK_238691 [15]https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2021.744823/full [16]https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/39013470/ [17]https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/32555459/ 亲爱的读者们，不星标《知识分子》公众号，会错过每日科学新知！星标《知识分子》，紧跟前沿科学，一起探索科学的奥秘吧！   请戳上图卡片添加星标 关注《知识分子》视频号 get更多有趣、有料的科普内容 END