Cell：新型基因「魔剪」顯神威，助力腫瘤免疫療法

腫瘤免疫療法從剛剛問世便成為潛在且強有力的抗癌「神器」，但直到最近才有相關研究表明這種新型抗癌療法本身也存在致命的缺點。

除了開發能夠提高人體自身免疫系統抗癌能力的藥物以外，各國研究者也試圖研發能夠控制人體自身免疫系統的技術。但由於腫瘤細胞十分「狡猾」，會誘導自身產生相關的耐藥性，因此如何解決這一難題也成為研究者們研究的重中之重。

如今的各國免疫學家對於機體免疫系統如何運轉已經較為清楚，並且對如何重新編程免疫細胞通路也較為清楚，但他們往往無法確切地知道應該重新構建哪條基因表達環路才能產生更有效的免疫細胞以及更高效的免疫系統。

來自加州大學舊金山分校的 Alexander Marson 研究團隊設計了一種基於 CRISPR 的基因編輯系統，名為 SLICE 基因編輯系統，該系統能夠快速評估「原發性」免疫細胞中每一個基因的功能，這可以指導研究人員更好地設計和重編程免疫細胞，進而增強對癌症的清除作用。該研究的最新成果發表於最新一期的Cell 雜誌。

（圖源：cell）

Alex Marson 教授表示，「SLICE 允許我們對免疫細胞進行全基因組篩選，明確其中突變基因組中的每個基因，使研究者能夠清楚地知道哪些基因對免疫細胞的行為影響最大，這將指導我們重新編程免疫細胞併產生最有效的免疫療法」。

圖|SLICE 增強 T 細胞功能原理圖（來源：Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal KeyRegulators of Immune Function）

SLICE 發現查殺腫瘤的關鍵免疫相關基因

Alex Marson 的研究團隊首先測試了是否可以使用SLICE 來識別能夠促進 T 細胞（一種常見類型的免疫細胞）增殖的基因。這對於癌症免疫療法尤為重要，常規的癌症免疫療法採用人工刺激和工程改造的 T 細胞來殺死癌症。但到目前為止，這些療法僅對某些惡性腫瘤有效，科學家認為，明確促進 T 細胞增殖的基因可以使癌症免疫療法適用於更廣泛的癌症患者。

使用 SLICE，研究人員能夠識別促進 T 細胞複製的基因，以及其他抑製 T 細胞複製的基因。雖然其中一些基因在之前的研究中已被明確，但大部分基因是首次發現，這表明 SLICE 可以發現其他方法尚未明確的關鍵增殖調節因子。

在確定這些基因後，研究人員從多個人類樣本中獲得原代 T 細胞，並刪除了已發現的增殖抑製性基因。這些被基因編輯技術「剪切」過的 T 細胞顯示出比正常 T 細胞更為強勁的腫瘤查殺能力，這表明科學家可以通過 SLICE 來發現調控 T 細胞的關鍵基因並將普通 T 細胞轉變為更加強勁的「腫瘤清除者」。

圖|SLICE 繪製的 T 細胞關鍵調控通路（來源：Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal KeyRegulators of Immune Function）

解決腫瘤耐葯難題

有些腫瘤自身會進化出抵抗免疫療法的耐葯機制，其主要是由於腫瘤細胞生存的腫瘤微環境內，存在抑製 T 細胞功能的分子。

Alex Marson 教授表示，他們希望找到恢復 T 細胞查殺功能的方式，通過反覆的實驗，Alex Marson 團隊的研究結果表明，SLICE 確實可用於激活那些受抑製的 T 細胞。利用 SLICE 編輯技術，研究人員明確了一些腺苷（一種在腫瘤微環境中發現的免疫抑製劑）靶向的基因，他們發現刪除這些基因可使 T 細胞腺苷存在的條件下恢復原有的增殖水準。

圖|T 細胞的基因編輯改造策略（來源：Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal Key Regulatorsof Immune Function）

SLICE 將是下一代免疫細胞治療的「探索引擎」

在 2018 年 7 月，Marson 實驗室的研究人員曾在 Nature 雜誌上報導，他們可以通過電穿孔將基於 CRISPR 的基因編輯構建體傳遞到免疫細胞中，這種技術可以將細胞外經過修飾的基因直接「注射」入細胞內。研究人員利用 SLICE 識別出基因組靶標，再利用 CRISPR 方法重新設計這些靶標並利用電穿孔技術重新編程免疫細胞，從而提高其治療能力。SLICE 也是科學家用於研究基因功能的潛在工具。雖然 RNA 干擾（RNAi）和少數基於 CRISPR 的基因編輯技術也可滿足當前探究基因功能的需求，但它們並不包括那些難以捕捉的活體細胞系。

圖|利用 SLICE 識別腫瘤耐受免疫信號基因（來源：Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal KeyRegulators of Immune Function）

筆者認為這個「神器」結合目前的 T 細胞抗癌和 NK 細胞抗癌療法將使當前的免疫抗癌領域向前邁進一大步，先通過 SLICE 技術篩選負性調控因子和促免疫細胞增殖因子，再利用電穿孔和 CRISPR 結合重編碼免疫細胞，將進一步提高免疫抗癌的效率，也將擴大對其他腫瘤的適用範圍。