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臺科學家張元豪單細胞定序技術 助力首個CRISPR CAR-T細胞療法臨床試驗

2020.02.25 環球生技雜誌記者/李林璦 編譯

臺科學家張元豪單細胞定序技術 助力首個CRISPR CAR-T細胞療法臨床試驗(圖片來源:網路)

臺科學家張元豪單細胞定序技術 助力首個CRISPR CAR-T細胞療法臨床試驗(圖片來源:網路)

近日,CAR-T細胞治療先驅Carl June博士與賓州大學(University of Pennsylvania)與史丹福大學(Stanford University) 基因體科學家、中央研究院院士張元豪(Howard Chang)博士團隊利用一項CRISPR技術,重新編程了3名晚期癌症患者的免疫細胞中的DNA片段,進行臨床1期試驗。張元豪指出,這是FDA批准首個利用基因編輯治療癌症的療法之一。該研究發表於《Science》。 

該項研究是史丹福大學的張元豪博士與賓州大學的Carl June博士一同合作進行,張元豪為中研院院士,是第31屆中最年輕的院士,也是曾任林口長庚醫院院長張昭雄的長子,曾獲美國國家科學院2018分子生物學獎。 

張元豪率領團隊使用「單細胞定序(single-cell genomics)」技術,對單個細胞中的RNA進行定序,使研究團隊可以掌握單個細胞的基因體變化。 

該臨床試驗是利用CAR-T細胞免疫療法,取出患者的T細胞後,重新編程以攻擊腫瘤細胞,再放回患者體內。通常,重新編程時是透過外部媒介(如中和的病毒)將特殊基因傳遞給T細胞,這次區別在於,研究人員還使用了CRISPR編輯細胞中的DNA,以增強其抗癌能力。 

研究人員表示,使用CRISPR編輯的T細胞是體細胞,表示該基因並不會傳承給後代。 

張元豪指出,若有一個T細胞參與對花粉的過敏反應,我們可以使用CRISPR進行三處基因編輯,剔除其中2個細胞的天然受體,並在另1處增加免疫活性,來改變T細胞,使其不再對花粉產生反應,反而可用來對抗癌症。研究人員希望,這在理論上是可行的,但事實上DNA編輯並非如此容易,要在微觀的規模上編輯時,精確度十分難掌握。 

另一項困難點是「時間」,從患者體內取出細胞,編程細胞後,需要盡快放回患者體內,因此,所有編輯過的細胞均會回到患者體內,編輯錯誤的T細胞會傾向凋亡,而編輯成功的T細胞則可順利對抗癌細胞。 

這時,張元豪的「單細胞定序(single-cell genomics)」技術便可解決這些困難,該單細胞分析工具可讓研究人員準確地了解CRISPR成功的編輯了那些基因,且了解這些改變能如何影響T細胞功能,提供有關T細胞如何攻擊腫瘤的相關機制。

張元豪打趣地說,如果將這些經過編輯的T細胞想像成是賽馬,那麼分析這些細胞就好像能看到哪一匹馬能在比賽中獲勝,且這些分析十分詳細,就如同分析出了馬的速度、步態以及所有關鍵細節。 

張元豪也指出,這項臨床試驗說成功還言之過早,尚需要進一步研究,但初步結果顯示,目前為止,利用CRISPR進行CAR-T細胞免疫療法是安全的。 

參考資料:https://scopeblog.stanford.edu/2020/02/06/stanford-technology-helps-advance-crispr-based-cancer-therapy/ 

DOI:10.1126 / science.aba7365

“History Doesn't Repeat Itself, but It Often Rhymes” – Mark Twain.

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