癌症的基因疗法遇到大麻烦
癌症(含软组织肉瘤)本质上是一种基因病,细胞在分裂复制过程中,细胞核里的染色体上的基因突变,产生了异常细胞。基因突变,包括缺失、融合、扩增等异常变化。
这时,如果身体刚好丧失了两大机能,就能长出肿瘤。
两大机能是:
1、细胞的自我监控自我凋亡(自杀)生命周期调控功能
2、免疫系统对没有自杀的异常细胞的识别和扑杀功能
这两大功能有一个正常,人体就长不出肿瘤。肿瘤患者这两大功能全部丧失,出错的细胞无限复制,处于失控状态,就是肿瘤。
恢复前者机能的,有肿瘤的基因疗法
恢复后者机能的,有肿瘤的免疫疗法
手术 放疗 化疗,还有靶向药治疗,全是针对肿瘤的,想切、想杀、想灭肿瘤(基因突变后的异常细胞),没有断根。除了其中少比例的幸运者,在早期 Ia期,手术全切掉了,有幸一切了之,从此告别,大部份比例的肿瘤病人,还会复发和转移。
化疗和靶向药,除极少极少患者,在耐药前,有幸将肿瘤及其干细胞全部灭杀干净,获得临床治愈外,绝大多数,只是一种维持性质的治疗,它迟早会耐药,且耐药后,肿瘤再度生长,病情继续进展。
免疫疗法,种类很多。其中,PD1/PDL1的成功上市,最具实用性和冲击力,虽然它只 部份解除肿瘤细胞对人体免疫系统的屏蔽催眠N种通路中的一种,企图唤醒恢复肿瘤病人体内的免疫系统功能,但一旦PD1起了效,往往达到长期控制 病情不进展的效果,非靶向药效果所能比拟。所以,费用昂贵,也蜂拥而上。
详见:《软组织肉瘤免疫治疗基本认识》软组织肉瘤免疫治疗基本认识
其实,细胞核内,负责监控异常,并试图纠错,纠正不了时,引导出错细胞执行自我凋亡(自杀)程序的,主要是P53家族基因,是监控管理其它基因的基因,相当于电脑里的杀毒软件,是监控和管理其它应用软件的软件。
既然有P53家族基因负责监控管理和引导,为何肿瘤患者会丧失这功能而长出了肿瘤呢?
分两种情况:
第一种,是P53基因自身发生了突变,相当于电脑杀毒软件自己中毒了,出错了,丧失功能。
针对这一种情况,北肿叫卖的“今又生”针剂,将野生的P53基因与处理过的病毒相结合,向肿瘤内注射,利用病毒DNA对细胞核的侵染性,企图将P53基因重新引入到异常细胞核里去,有一定效果。
第二种,P53基因没有突变,但工作环境不利,抑制了它正常工作,主要是一些平衡状态,如磷酸化平衡,甲基化平衡,乙酰化平衡等调节无度,令P53基因丧失正常工作条件。表观遗传类的药物,其经常神秘之处,原理主要在这里。比如,阿贝星诺把抗血管靶向药的耐药逆转了,把PD1从无效变有效了,等等。
这两种情况,是哪一种,免疫组化或基因检测,均可区分出来。
对于免疫系统不识别不扑杀出错的异常细胞(肿瘤细胞),其实,医学界一直在研究基因编辑技术,大名鼎鼎的CRISPR/Cas9,因为能对目标细胞的DNA进行剪切甚至修改,因而,一直指望它能对人体的免疫细胞比如T细胞,进行修理,让T细胞从不认识肿瘤 不扑杀肿瘤变成能识别 能扑杀,这样,肿瘤病就不是一个难题了。在PD1上市前,CRISPR/Cas9曾经是更热门的生命科学技术。医学界甚至认为:癌症,就要被CRISPR/Cas9攻克了!
跟华哥来简单了解一下:
CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats),原本是生命进化历史上,细菌和病毒斗争产生的免疫武器,就是病毒能把自己的基因整合到细菌里面,把细菌的细胞作为自己复制的工具,细菌当然要抵抗,为了将病毒的外来入侵基因清除,进化出CRISPR系统,利用这个系统,细菌可以把病毒基因从自己的细胞核里染色体上切除掉,这是细菌特有的免疫系统。
细菌有这种切除外来病毒基因的免疫功能,典型模式是依靠一个复合物,在一段RNA指导下,定向寻找目标DNA序列,然后将该序列进行切除。科学家掌握了一种名叫Cas9蛋白(特殊编程的酶)、利用细菌的CRISPR,对目标细胞的DNA切除并取代DNA的特定部分,这技术就是CRISPR/Cas9基因编辑技术。
这种基因编辑技术,在动植物身上试验过无数次,从改变老鼠皮毛的颜色到设计不传播疟疾的蚊子和抗虫害作物,再到修正镰状细胞性贫血等各类遗传疾病等等。
总之,看起来很成熟,就等着下决心对癌症病人的免疫细胞进行修改。
然而,今天《自然医药》发表两篇文章报道CRISPR技术与细胞警察p53发生冲突。
第一个工作来自诺华、艾伯维、和Blueprint,作者用CRISPR敲除一种叫做hPSC干细胞的基因时发现如果p53功能健全多数细胞会被杀死,而成功编辑的存活细胞多是p53通路功能存在障碍。
另一个工作来自瑞典的Karolinska研究所,虽然他们用的是另一种叫做RPE1的非肿瘤细胞诱导干细胞、但结果与第一个工作类似。CRISPR切断目标基因会激活p53通路导致细胞分裂停止,最后成功编辑的细胞也是p53功能障碍克隆。
这两段话,啥意思?
通俗说,就是细胞核里的基因被人为CRISPR/Cas9进行基因编辑修改后,里面的P53基因不批准,它发现了变化,认为是“出错”细胞,启动了自杀调亡程序,你辛辛苦苦修改好的免疫细胞,指望它去识别扑杀肿瘤细胞,结果,它自杀了!
相比于其它基因编辑技术,CRISPR因为操作简单被认为最有前景,无数资本家投资到这种技术平台上,指望它能攻克癌症,大发其财,这无疑是猛浇了一盆凉水。相关公司股票下跌,咱不关心,再看看它的技术障碍:
CRISPR在肿瘤细胞可以高效率切断甚至修补基因,但在非转化细胞如人体干细胞则效率低很多,一直不好理解,原来是与执法基因P53发生了冲突。
P53类似细胞核里的执法部门,修复DNA,修复不了就诱导细胞凋亡,说服教育不管用就不客气了,CRISPR尽管自己以为是行侠仗义,是为了帮你改变功能,增强与肿瘤斗争能力,才切断DNA,结果遭到P53法办。
这个冲突的后果很严重,只有p53功能不全的细胞才能被成功编辑,但这种细胞如果植入病人体内可能会成为诱发肿瘤,P53是肿瘤最常见的变异基因之一,其重要性不言而喻。
这两篇文章都指出p53与CRISPR的严重对立,但主要开发者之一Intellia发表声明说他们用HSC和T细胞编辑从未发现这种细胞毒,在小鼠52周体内敲低转甲状腺素(TTR)也未发现毒性。目前为止其它开发这个技术的企业和研究组也很少发现CRIPSR的致癌作用,一个原因可能是大规模动物试验不多、时间也不够长。也有人指出如果只是切断变异基因p53的干扰不会太大,但如果需要切断变异基因又需要植入健康基因则p53会成为一个因素。
CRISPR/Cas9基因编辑技术治癌症的研究受挫,引起细胞内的警察基因的管制,抗癌路上,难题不少:小分子药物选择性较差、抗体无法调控细胞内靶点。
新技术的出现,总是让人兴奋,真正要实用时,在细节中,才发现更多缺点和障碍,这个发现可能会令CRISPR的开发路径延长,癌症的基因疗法遇到大麻烦,希望研发人员,不要气馁,再接再励,早日解决这个大障碍!