「千人計劃」專家劉明耀：用基因編輯技術打造「通用型CAR-T」，造福更多癌症患者

生物探索

編者按

華東師範大學生命科學學院院長劉明耀教授是國家首批「千人計劃」專家，在基因編輯和CAR-T腫瘤免疫療法這兩大熱門領域都取得了令人矚目的成果。在近日由醫麥客主辦的2018第一屆腫瘤免疫治療技術研討會上，他告訴生物探索：「我們希望將CRISPR等基因編輯技術應用於CAR-T療法，集兩者優勢，造福更多的晚期腫瘤患者。」

1

開發通用型CAR-T是難題，基因編輯技術成「神助攻」

劉明耀教授長期致力於G蛋白偶聯受體（GPCR）在發育和生理病理中的作用及新葯研發，6年前，他將目光投向了基因編輯技術，並在3年前開始了該技術在CAR-T腫瘤免疫療法中的研究，致力於解決CAR-T療法針對實體腫瘤效果不佳的世界性難題。

「在腫瘤微環境中，存在大量的細胞外信號分子，這些分子可以被GPCR所識別。我們的策略是，通過靶向GPCR來阻斷免疫抑制分子信號通路，重塑腫瘤免疫微環境，從而增加CAR-T療法等免疫治療的效果。」劉明耀教授向生物探索解釋道。

事實上，儘管CAR-T療法已經在去年獲美國FDA批准上市，但該領域所面臨的挑戰遠不止「在實體瘤中療效甚微」這一點。由於目前被批准上市的都是自體CAR-T療法，即利用患者自身的T細胞進行改造，再回輸到其體內發揮抗癌作用，因此，以下3大問題也隨之而來：1）由於每個病人的CAR-T都需要個性化製備，治療費用高達幾十萬美元；2）自體CAR-T的製備需要3-4周的時間，這對於「時間就是生命」的癌症患者來說是非常長的等待期；3）很多患者在經歷了多輪治療後，自體T細胞活性很差或者擴增能力有限，這直接影響了CAR-T的療效，甚至有些患者根本無法獲得能擴增製備CAR-T的細胞。

如何解決這些問題呢？劉明耀教授給出的答案是：開發通用型CAR-T技術，即異體CAR-T。簡單來說，通用型CAR-T就是用健康供者（非患者本人）的T細胞提前製備出大量供不同患者使用的CAR-T細胞，然後可以像普通的藥物一樣儲存備用。這樣的策略不僅能免除患者等待的時間，也可以從健康的年輕人中獲取「增殖能力、活性更好」的T細胞。同時，由於可以批量標準化製備，CAR-T的成本也有望大大降低，從而為更多患者帶來福祉。

不過，說起來容易，做起來難。成功的通用型CAR-T需要實現兩個關鍵點：第一，確保來自異體的CAR-T細胞既能發揮抗癌作用又不攻擊患者自身組織，即不產生移植物抗宿主病（graft-versus-host-disease，GVHD）；第二，確保患者的免疫系統不攻擊來自異體的CAR-T細胞，即不產生免疫排斥。

劉明耀教授告訴生物探索：「先前，一直沒有技術能夠同時很好地做到這兩點，但是現在，利用CRISPR等基因編輯技術，我們能夠構建『超級』CAR-T細胞，一次完成多靶點敲除，包括敲除免疫檢查點（如PD-1等）以解除T細胞抑制信號、敲除HLA（human leukocyte antigen，人類白細胞抗原）以防止宿主免疫排斥，以及敲除TCR（T-cell receptor，T細胞受體）以防止GVHD。」

據劉明耀教授透露，為儘快推動科研成果轉化，2016年，其研究團隊已與上海邦耀生物共同組建了「上海基因編輯與細胞治療研究中心」，致力於通用型CAR-T的臨床研究。目前，相關項目已經開始患者招募，同時向CFDA進行新葯臨床試驗（IND）申報。他說：「CRISPR是快速簡捷、高效精準的基因編輯工具；CAR-T是靶向識別、高能長效的腫瘤殺傷療法。我們希望將CRISPR等基因編輯技術應用於CAR-T療法，集兩者優勢，造福更多的晚期腫瘤患者。」

2

「魔剪」治療單基因遺傳病，修復效率不高是阻礙

那麼，劉明耀教授又是如何與CRISPR技術「結緣」的呢？原來，是他的「老朋友」GPCR在其中「牽了線」。

他告訴生物探索：「為了弄清更多孤兒GPCR的未知功能，基因敲除是我們研究中必不可缺的一環，因此，我們一直在積極跟進相關技術的發展。最初，我們使用的是傳統的ES打靶基因敲除技術。2013年4月，我們在Nucleic Acids Research上率先報道了利用TALEN技術構建的基因敲除小鼠的研究成果，同年8月，我們在Nature Biotechnology上發文，在全球首次證實CRISPR技術在小鼠和大鼠中可同時敲除多個基因，進而構建複雜的動物模型。」據了解，這篇Nature Biotechnology論文的發表距離「張鋒團隊在Science雜誌首次證實CRISPR技術能夠編輯哺乳動物細胞基因組」僅半年多。該方法構建的基因突變動物具有顯著高於傳統方法的生殖系轉移能力，是一種可靠、高效、快速的構建基因敲除動物模型的新方法。

目前，除了利用CRISPR技術構建動物模型，改善細胞治療（包括CAR-T和造血幹細胞療法），劉明耀教授團隊也在研究用這一「基因魔剪」治療單基因突變遺傳性疾病，其中也發現了一些技術難題。

劉明耀教授解釋道：「目前來說，CRISPR技術敲除基因雖然非常高效，但是修復基因的效率其實並不高。不過，我們的研究也發現，對於像血友病和I型酪氨酸血症等一些疾病來說，只需修復少部分細胞就能達到治癒的效果，這些患者將最早從CRISPR技術中獲益。此外，相對而言，CRISPR在細胞治療中能夠發揮更好的作用，因為細胞治療是在體外對細胞進行編輯，我們可以篩選出『好』的細胞再回輸給患者使用。」

3

好的科學家要有「企業家精神」，不能只想著發論文

回望劉明耀教授學術生涯的開端，要追溯到上世紀80代。1985年，在湖南師範大學拿到碩士學位後，劉明耀教授開始了他長達20餘年的「美國求學、執教之旅」，並於2006年底，正式成為美國德克薩斯農工大學生物科學與技術研究所終身正教授。也就是在這一年，他迎來了職業生涯的一次轉折——是否回到祖國，開始新的科研事業。2007年，他做出了加入華東師範大學的決定，帶著團隊，組建生命醫學研究所並任所長。短短1年後，劉明耀教授入選了國家首批「千人計劃」，2012年起任華東師範大學生命科學學院院長。

總結過去的這十年，他說：「從小的方面來說，對我個人而言，這是豐富多彩的十年。我們不僅追求做好基礎研究，更開始注重成果轉化。從大的方面來說，這是中國生命科學領域飛速發展的十年。經過這10年，我們在很多方向實現了從『跟跑』到『並跑』的重大進步。」

據統計，經過過去30多年的積澱，劉明耀教授已在Science、Nature、Cell、Nature Medicine、Nature Biotechnology等頂級雜誌上發表了數百篇論文。對於究竟如何定義「好論文」，他認為，真正好的生命醫學研究，都是從長遠來說，解決了與人類健康相關的一些重要問題。

「在任何一個學科領域，都有大家公認存在、但還未解決的難題。如果科學家們能夠發現並創造性地解決這些阻礙領域發展的問題，那麼，其研究成果必定是有價值的。我一直跟團隊的年輕研究者強調，一個好的科學家必須要有『企業家精神』，集創造力、堅持和責任於一身，不能只想著發論文，而是要從人類健康的角度考慮，做對社會真正有意義的事情。」採訪的最後，劉明耀教授這樣說。

End

本文系生物探索原創，歡迎個人轉發分享。其他任何媒體、網站如需轉載，須在正文前註明來源生物探索。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！