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古往今來(lái),紅顏易老、英雄遲暮是悲傷的情感文學(xué)意象,傳說(shuō)彭祖“長(zhǎng)年八百,綿壽永世”,嫦娥偷拿不老仙丹,徐福遠(yuǎn)渡蓬萊只為尋求不老之藥。長(zhǎng)生不老、生命不滅始終是人類(lèi)的美好夙愿。
隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,無(wú)數(shù)科研人員前赴后繼開(kāi)創(chuàng)著先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)為捍衛(wèi)人類(lèi)健康保駕護(hù)航。然而限于生命的復(fù)雜奧秘與技術(shù)發(fā)展的滯后,在病魔面前人類(lèi)分秒必爭(zhēng)的努力常常是微不足道的。
近些年來(lái),細(xì)胞基因治療橫空出世,為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展注入了新的活力和曙光,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域尤其是癌癥及遺傳病治療領(lǐng)域極具發(fā)展前景!
一、細(xì)胞基因治療的前生今世
細(xì)胞基因治療(Cell and Gene Therapy,CGT)作為目前生物醫(yī)藥領(lǐng)域最如火如荼的研發(fā)方向之一,有望滿(mǎn)足部分危重疾病、罕見(jiàn)病、難治性疾病等迫切的臨床需求,具有巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景,自問(wèn)世以來(lái)吸引萬(wàn)千矚目。
該療法主要由體外治療與體內(nèi)治療組成,細(xì)胞治療與基因治療分別是其代表,兩者相輔相成,各有千秋。目前,細(xì)胞基因治療的觸角正在伸向腫瘤、非腫瘤罕見(jiàn)病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、感官類(lèi)疾病、代謝類(lèi)疾病及其他難治性疾病,為攻克疑難雜癥,守護(hù)人類(lèi)健康貢獻(xiàn)力量。
細(xì)胞治療是指應(yīng)用人自體或異體來(lái)源的細(xì)胞經(jīng)體外操作后輸入(或植入)人體,隨著細(xì)胞的分裂,基因會(huì)傳遞給后代細(xì)胞,最后再將細(xì)胞輸回體內(nèi),進(jìn)而達(dá)到疾病治療的目的。
基因治療最初的提出是針對(duì)單基因缺陷的遺傳疾病,目的在于用一個(gè)正常的基因來(lái)代替缺陷基因或者來(lái)補(bǔ)救缺陷基因的致病因素,即通過(guò)基因添加、基因修正、基因沉默等方式修飾個(gè)體基因的表達(dá)或修復(fù)異?;?,達(dá)到治愈疾病目的的療法。
圖1:來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
自2012年起,基因治療開(kāi)始進(jìn)入臨床實(shí)踐,伴隨著時(shí)光流逝與科研人的辛勤努力,2017年全球基因治療進(jìn)入高速發(fā)展期。
圖2:作者自制
二、疑難雜癥病人的福音
科學(xué)的車(chē)輪緩緩向前,推動(dòng)著各種新型生物醫(yī)學(xué)技術(shù)問(wèn)世。一百多年前,Alexander Maximov 提出,在外周血淋巴細(xì)胞中有一個(gè)共存的循環(huán)干細(xì)胞群 ( gemeinsama stammzellen) ,這些細(xì)胞具有或能夠獲得多潛能性,這一理論成為目前體細(xì)胞治療研究的基礎(chǔ),給罹患疑難雜癥的病人帶來(lái)了生命的希望。
而談起由其衍生的細(xì)胞基因療法,便不能避開(kāi)典型代表---抗癌新星CAR-T療法。在活躍的細(xì)胞療法中,免疫細(xì)胞療法占所有細(xì)胞療法的68%,其中研究最深入、最廣闊的CAR-T療法呈一枝獨(dú)秀的態(tài)勢(shì)。
簡(jiǎn)而言之,CAR-T療法是通過(guò)基因?qū)敕椒ǎㄏ俨《荆《?,非病毒載體方式等),將抗原特異性CAR(胞外靶抗原結(jié)合域、鉸鏈區(qū)、跨膜結(jié)合域和胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域組成)導(dǎo)入患者T細(xì)胞,發(fā)揮殺傷腫瘤功能。胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域直接影響CAR活化T細(xì)胞效果,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同CAR分為了四代,可謂是一代比一代進(jìn)步。
1992年,Sadelain等人成功地建立了逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移到T淋巴細(xì)胞的方法,為CAR-T療法的產(chǎn)生埋下伏筆。2011年,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)Carl June教授及其團(tuán)隊(duì)將特異性識(shí)別CD19的CAR-T細(xì)胞用于B細(xì)胞來(lái)源的慢性淋巴細(xì)胞白血病治療,開(kāi)展的臨床試驗(yàn)取得了良好療效,打開(kāi)了腫瘤免疫治療的新世界大門(mén)。
據(jù)官方統(tǒng)計(jì),截至2022年,全球在研 CGT 管線中體外治療占 73%,其中 CAR-T 約占體外治療的 49%,CAR-T 療法的主要治療領(lǐng)域?yàn)槟[瘤(98%),足以見(jiàn)其未來(lái)可期!
圖3:來(lái)源Frontiers in Pharmacology
三、未來(lái)已來(lái),將是醫(yī)學(xué)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)
2013年,Science 雜志將腫瘤免疫治療評(píng)為2013年科技突破進(jìn)展第一名。截至 2022 年,全球公布的細(xì)胞與基因治療臨床方案已超過(guò) 1050 個(gè),其中進(jìn)入Ⅲ期臨床的方案共有 82個(gè),國(guó)內(nèi)臨床方案已超過(guò) 315 個(gè)。
據(jù)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),使用細(xì)胞基因療法對(duì)抗惡性腫瘤治療應(yīng)用占據(jù)絕對(duì)的第一,臨床項(xiàng)目占比高達(dá) 61%,其中,免疫細(xì)胞治療占72%,溶瘤病毒治療占 26%。第二位是血液系統(tǒng)疾病,占比接近7%,體外細(xì)胞基因治療與體內(nèi)基因治療各占一半,在體內(nèi)基因治療中,全部采用 AAV 基因治療。第三位則是眼科遺傳病,約占 6%。
以我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)血液類(lèi)期刊Blood的論文A phase 1 study of a novel fully human BCMA-targeting CAR (CT103A) in patients with relapsed/refractory multiple myeloma為例,其研究結(jié)果顯示使用新型CAR-T細(xì)胞療法治療復(fù)發(fā)/難治性多發(fā)性骨髓瘤(RRMM)患者,可以達(dá)到100%的有效控制!截止到實(shí)驗(yàn)結(jié)束,依舊有77.8%的患者可檢測(cè)到CAR-T細(xì)胞,CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)的中位時(shí)間長(zhǎng)達(dá)307.5天。
圖4:來(lái)源Blood
細(xì)胞基因療法無(wú)疑為掙扎于生存和死亡線間的病人們打了一劑強(qiáng)心劑,原本談癌色變的人們終于多了一份生機(jī),未來(lái)已來(lái),這也勢(shì)必是醫(yī)學(xué)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)!
圖5:作者自制
眾所周知,在CAR-T細(xì)胞治療的過(guò)程中,每一步都得萬(wàn)分小心。在CAR-T載體構(gòu)建及包裝過(guò)程中,通過(guò)病毒載體如腺病毒、腺相關(guān)病毒AAV、慢病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒等將CAR基因?qū)隩細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)CAR在T細(xì)胞上的表達(dá),是CAR-T生產(chǎn)的核心技術(shù)。一款性能優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的安全柜能夠?yàn)檠芯空叩纳踩q{護(hù)航、為實(shí)驗(yàn)成功增磚添瓦。
AirSafe1300 A2 生物安全柜具有7寸觸屏人機(jī)交互界面,優(yōu)質(zhì)的Hepa過(guò)濾器高效“阻泄漏”,確??諝鉂崈舳葹镮SO 4級(jí)(10級(jí)), 充分保護(hù)人員安全,預(yù)約滅菌縮短準(zhǔn)備時(shí)間,隨時(shí)隨心做實(shí)驗(yàn)。
生產(chǎn)病毒載體的上游工作包括細(xì)胞培養(yǎng)(分為懸浮/貼壁培養(yǎng)等)和病毒包裝,懸浮和貼壁細(xì)胞體系有助于獲得極高的病毒產(chǎn)量,因此活力強(qiáng)、狀態(tài)好、易轉(zhuǎn)染的細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)于生產(chǎn)病毒載體至關(guān)重要。一款性能優(yōu)良的細(xì)胞培養(yǎng)箱能讓貼壁細(xì)胞和懸浮細(xì)胞生命力更加旺盛。
HEROCELL系列二氧化碳培養(yǎng)箱依托一線科研人員的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)突破,其使用標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到醫(yī)用級(jí)別,為細(xì)胞生長(zhǎng)提供適宜環(huán)境和有效的污染控制技術(shù),對(duì)于各種細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用手到擒來(lái)。
293細(xì)胞的懸浮擴(kuò)增是重要步驟,對(duì)于“四質(zhì)?!甭《景b系統(tǒng)的構(gòu)建至關(guān)重要,對(duì)待它們要如同嬰兒般溫柔,否則一切努力前功盡棄。一款優(yōu)質(zhì)的二氧化碳震蕩培養(yǎng)箱要擁有精確的溫度控制、CO2濃度控制,當(dāng)然了操作簡(jiǎn)潔方便也是相當(dāng)重要的。
Herocell X1二氧化碳振蕩培養(yǎng)箱由上海潤(rùn)度生物結(jié)合眾多生物培養(yǎng)客戶(hù)的一線經(jīng)驗(yàn),推出的全新一代細(xì)胞震蕩培養(yǎng)箱,適合各類(lèi)脆弱的細(xì)胞培養(yǎng),讓細(xì)胞生命力更旺盛、活得更健康,充分地為大家的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展保駕護(hù)航。
這款二氧化碳震蕩培養(yǎng)箱擁有獨(dú)特創(chuàng)新的軸承技術(shù),有效減少背景熱量和污染風(fēng)險(xiǎn),為細(xì)胞創(chuàng)造舒適的生長(zhǎng)環(huán)境,同時(shí)振幅可調(diào),根據(jù)細(xì)胞的狀態(tài),獨(dú)家定制震蕩模式性?xún)r(jià)比高。
眾所周知,通過(guò)基因修飾獲得穩(wěn)定的CAR-T細(xì)胞后,大規(guī)模的體外擴(kuò)增才能達(dá)到人們治療的所需劑量,這也是CAR-T療法面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。談到CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增時(shí),Wave生物反應(yīng)器當(dāng)仁不讓?zhuān)涫侵髁鲾U(kuò)增方法之一。同樣,利用特殊的搖瓶來(lái)提高細(xì)胞培養(yǎng)的生物量濃度。
上海潤(rùn)度生物公司的搖瓶兼具專(zhuān)業(yè)性與實(shí)用性,與震蕩培養(yǎng)箱通力合作,相輔相成,助力CAR-T細(xì)胞生長(zhǎng)得更好更快。
四、細(xì)胞基因治療背后的倫理?yè)?dān)憂
然而,如火如荼的細(xì)胞基因治療背后的倫理問(wèn)題,需要人們深思與關(guān)注。在首次人體(first-in-human, FIH)臨床研究方面,因可借鑒經(jīng)驗(yàn)過(guò)少,如何平衡科學(xué)研究與倫理道德間的審查,仍是目前制約細(xì)胞和基因治療臨床試驗(yàn)開(kāi)展的因素之一。
面對(duì)復(fù)雜龐多的治療方式,國(guó)內(nèi)外的科研人員必須正視細(xì)胞和基因治療的風(fēng)險(xiǎn)獲益評(píng)估體系不成熟的風(fēng)險(xiǎn)與知情同意不充分的風(fēng)險(xiǎn)。此外,細(xì)胞免疫治療帶來(lái)的副作用亦是不容小覷,做好毒性管理是相關(guān)治療成功的關(guān)鍵步驟,是提高病人生存率和生存質(zhì)量的重要舉措。
圖5:來(lái)源參考文獻(xiàn)
然而,對(duì)于細(xì)胞基因療法而言,這些擔(dān)憂瑕不掩瑜,是為了讓新技術(shù)走得更遠(yuǎn)、更穩(wěn)。相信未來(lái)細(xì)胞基因療法在醫(yī)療研究領(lǐng)域大有可為,勢(shì)必在人類(lèi)抵御疾病、追求長(zhǎng)生不老的征程中留下濃墨重彩的一筆,讓我們拭目以待!
參考文獻(xiàn)
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3.賈國(guó)舒,曹萌,毛開(kāi)云等.細(xì)胞和基因治療首次人體臨床研究倫理審查要點(diǎn)探討[J].上海醫(yī)藥,2023,44(13):77-81.