近期基因療法的前沿性研究(中科眾安 | 科學家們在抗腫瘤研究領域取得的新成果)

近期基因療法的前沿性研究

2016年09月27日訊 基因治療是指將外源正常基因導入靶細胞，以糾正或補償因基因缺陷或異常引起的疾病，以達到治療人類疾病的目的。有很多利用基因療法治療癌癥的報道，本文中，小編就對此進行了匯總，與各位一起學習。

基因療法：改良病毒為患者導入健康基因

所謂基因療法，就是利用正?；蛱钛a或替代基因疾病中某些病變或缺失的基因的治療方法。近年來，英國牛津和美國費城的一些研究人員宣布，他們對因患有罕見基因疾病而影響視力的病人們進行了治療，成功使他們的視力獲得改善。意大利的科學家們也宣布，他們使患有另外兩種基因疾病的病人病情得到了減輕。這些研究結果，以及Web of Science網站上記錄的引文統(tǒng)計，都著眼于基因療法中的一個類別--而它從誕生伊始，就可謂是備受阻撓。

1980年，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的一名研究人員馬丁·J·克萊因（Martin J. Cline）受到了美國研究機構的譴責，因為他試圖使用基因療法治療地中海貧血（thalassemia），這在當時看來是一種違背道德的行為?？巳R因原本獲準在該療法中使用兩種各自獨立的基因，然而在進行實驗時，他采用的卻是兩種與同一質粒載體相連的基因。也就是說，他成了首次將重組DNA應用于人體的人。然而，這種療法卻并未起到什么作用，隨之而來的輿論騷動也使得他沒能對失敗的原因進行深究。九十年代初期，在獲得完全批準的情況下，人們又做了一些嘗試，用同樣的方法治療兒童嚴重聯(lián)合免疫綜合征（severe combined immunodeficiency in children），其中一項治療就是由上文中提到的意大利研究組展開的。接著，在1999年，一名病人在試驗中死于一系列不良反應。這一事件引起了公眾的質疑，其它試驗中一些普遍存在的問題也隨即被揭露出來。于是，科學家和相關機構又一次受到了人們的譴責，并被施以罰款。

新型基因突變或為癌癥療法的開發(fā)提供新思路

日前，西奈山伊坎醫(yī)學院的科學家通過研究發(fā)現(xiàn)了人類或動物組織中的一種新型基因突變，或許是癌癥的一種潛在的新型靶點療法，比如治療乳腺癌以及腦癌等，這種名為PTEN-long的突變可以使得細胞維持健康狀態(tài)，同時抑制腫瘤細胞的發(fā)育。這一里程碑式的研究發(fā)表在6月6日的《科學》（Science）雜志上。

在這項新研究中，科學家發(fā)現(xiàn)了一個腫瘤抑制基因PTEN的突變，隨后確定其為乳腺癌、前列腺癌和腦癌等癌癥第二種最常見的突變。PTEN編碼生成一種由403個氨基酸組成的脂質磷酸酶蛋白，PTEN蛋白對于細胞生長、增殖和存活至關重要。PTEN遺傳失活可導致腫瘤形成。

研究小組對人類細胞進行了分析，發(fā)現(xiàn)一個PTEN變異體具有一段額外的蛋白質序列，比正常PTEN長43%。他們將這一新變異體稱之為PTEN-Long。像PTEN一樣，PTEN-Long具有相同的酶活性；而不同的是，它可以通過細胞分泌出來，并進入到其他細胞內，表明添加的蛋白質序列發(fā)揮了腫瘤抑制基因遞送系統(tǒng)的作用。

新型基因療法使抗腫瘤免疫反應持久

根據在Human Gene Therapy雜志中發(fā)表的一項研究揭示：引入一種新的改性的、免疫刺激的人類干細胞是可行和有效的，能實現(xiàn)持久的免疫治療，來治療白血病和惡性淋巴瘤。

Satiro Nakamura De Oliveira和大衛(wèi)格芬醫(yī)學院的同事、加州大學洛杉磯分校、得克薩斯大學MD安德森癌癥中心和休斯敦大學研究人員，描述了他們開發(fā)的能遞送嵌合抗原受體或CARS的基因轉移方法，新方法能使得免疫系統(tǒng)靶向來源于B淋巴細胞的腫瘤細胞。

作者在文章“Modification of Hematopoietic Stem/Progenitor Cells with CD19-specific Chimeric Antigen Receptors as a Novel approach for Cancer Immunotherapy”中寫道，通過在人類造血干細胞包裝CARS，血液中的免疫治療受體將在相當長的一段時間保持存在。

中科眾安 | 科學家們在抗腫瘤研究領域取得的新成果

本文中，我整理了科學家們近年來在抗腫瘤研究中取得的新成果，與大家一起學習！

doi：10.1038/s41586-019-1228-x

近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature上的研究報告中，來自德州農工大學的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，人類基因STING（干擾素基因的刺激子）的一小片段或是治療自身免疫性疾病和癌癥的關鍵。文章中，研究者發(fā)現(xiàn)，一種特定的蛋白質基序或能幫助科學家們開發(fā)新型藥物，來抑制引發(fā)自身免疫性障礙的人類機體未知免疫反應。

STING是一種特殊的蛋白質，其能在人類和其它動物機體中發(fā)送免疫反應的信號，文章中，研究者們發(fā)現(xiàn)了一種名為PLPLRT/SD的蛋白質基序，其是STING蛋白質末端附近的短鏈氨基酸序列，在開啟機體免疫系統(tǒng)功能抵御病毒感染上扮演著至關重要的角色。TBK1是一種與多種疾病發(fā)病相關的蛋白激酶，比如額顳葉癡呆、某些癌癥和諸如狼瘡等自身免疫性疾病，研究者Li表示，我們在蛋白質STING中鑒別出了一種短鏈序列，其能夠招募并激活TBK1，從而開啟機體自身的免疫反應。

【2】Sci Rep：重磅！一種新型藥物或能調節(jié)機體免疫系統(tǒng)來有效抵御腫瘤攻擊

doi：10.1038/srep25311

一項發(fā)表在國際雜志Scientific Reports上的研究報告中，來自日本慶應大學研究人員通過研究表示，通過刺激患者機體的免疫系統(tǒng)，一種用來治療血液障礙的藥物或有望幫助阻斷多種類型實體瘤的生長。這種名為5-aza-CdR的藥物當前被用來治療會誘發(fā)白血病的血液障礙，其能抑制DNA甲基化，從而抑制酶類對基因組DNA進行化學修飾，諸如這樣的修飾會改變控制多種關鍵細胞功能的基因的表達，包括細胞生長和生存等。

如今有些研究發(fā)現(xiàn)，諸如5-aza-CdR的甲基化抑制劑還能被用來治療其它類型的癌癥，這些效應或許歸因于藥物能再度激活腫瘤抑制基因的表達，但其中所涉及的具體分子機制研究人員并不是很清楚。這項研究中，研究人員Yoshimasa Saito及其同事開始通過研究闡明藥物5-aza-CdR的工作原理，首先他們評估了5-aza-CdR對腸癌小鼠模型的治療效應，結果發(fā)現(xiàn)，該藥物能夠抑制大約三分之一的腫瘤進行生長，而且接受該藥物治療的小鼠相比沒有接受治療的小鼠而言機體中腫瘤的尺寸趨于更小。

【3】Sci Immunol：新方法或能重新激活T細胞來有效抵御癌癥

doi：10.1126/sciimmunol.aap9520

近日，來自美國弗吉尼亞大學等機構的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)了一種新方法，或能重新激活因抵御癌癥而耗盡的T細胞的功能，相關研究刊登于國際雜志Science Immunology上。文章中，研究人員闡明了烯醇化酶1（enolase 1）水平的下降對T細胞所產生的影響，以及如何繞過該影響給機體免疫系統(tǒng)“充電”。

此前研究結果表明，免疫系統(tǒng)有時無法有效抵御癌變的腫瘤組織，因為當腫瘤浸潤性的淋巴細胞（TILs）攻擊腫瘤組織時常常會失去能量，疲憊的T細胞或許就無法有效殺滅癌細胞，從而就會使得腫瘤組織不斷增殖，研究者認為，T細胞或許會因饑餓的腫瘤細胞奪走葡萄糖而變得“無精打采”，這項研究中，他們就找到了一種新方法來克服這種問題，從而讓TILs能夠有效攻擊癌癥。

【4】Nat Cell Biol：鑒別出幫助機體抵御癌癥的特殊“染色體掃描儀”蛋白

doi：10.1038/s41556-019-0282-9

近日，來自丹麥哥本哈根大學等機構的科學家們通過研究鑒別出了修復人類DNA嚴重損傷的一種新型機制，相關研究刊登于國際雜志Nature Cell Biology上，研究者指出，細胞中的這種特殊“掃描儀”能夠決定無瑕疵的DNA修復過程是否被開啟。

對于DNA的嚴重損傷而言有兩種基本的修復系統(tǒng)，但僅有一種修復系統(tǒng)是無瑕疵的，如果該系統(tǒng)無法正常發(fā)揮功能就會增加DNA損傷后機體患癌的風險；我們都知道，BRCA基因的突變會誘發(fā)遺傳性的卵巢癌和乳腺癌。研究者Anja Groth教授表示，我們闡明了細胞開啟修復嚴重DNA損傷的“完美系統(tǒng)”（flawless system）的分子機制，其能夠保護機體免于癌癥發(fā)生。

【5】NEJM：個體化癌癥療法或幫助抵御腫瘤對靶向藥物的耐受性

doi：10.1056/NEJMoa1508887

靶向作用驅動腫瘤生長的遺傳突變的藥物為多種嚴重癌癥的治療帶來了革命性的變革，但很多時候，腫瘤都會對藥物產生耐受性，而且腫瘤經常是通過產生新的突變來促進耐藥性的出現(xiàn)，這就需要科學家們不斷開發(fā)更有潛力的藥物來克服耐藥性的腫瘤，近日一項發(fā)表在NEJM上的研究論文中，來自麻省總醫(yī)院的研究者就利用多種不同的靶向療法檢測了肺癌患者對藥物的耐受性進化情況，當耐受性促進第三代靶向療法的開發(fā)時，新的突變就會恢復癌癥細胞對第一代靶向療法的反應。

Alice Shaw博士說道，對于很多使用第一代抑制劑藥物復發(fā)的腫瘤患者而言，比如克里唑蒂尼，更多潛在且具有選擇性的新一代抑制劑療法或許對于治療患者更為有效，然而對新一代抑制劑產生耐藥性的癌癥經常會對并不是那么強大的抑制劑產生耐受性，而且通常是通過產生新的突變來促進對新一代抑制劑的耐藥性，而對老一代的抑制劑變得敏感。

doi：10.1080/2162402X.2019.1608106

利用免疫細胞刺激身體攻擊腫瘤的癌癥療法，可以通過一種增強其功能的分子得到改善。對老鼠的研究發(fā)現(xiàn)，改進后的療法產生了強大的抗癌免疫反應，導致了腫瘤縮小。初步實驗表明，這種分子對人體細胞有類似的作用，并可能促進癌癥治療的成功。這種被稱為LL-37的分子是人體對感染的自然反應，有助于殺死有害的細菌和病毒。

近日，來自愛丁堡大學的科學家發(fā)現(xiàn)，它還影響免疫細胞，增強它們的功能。特別是這種分子增強了特定細胞的功能，這些細胞負責啟動被稱為樹突狀細胞的靶向免疫反應。樹突狀細胞已被用于癌癥治療，因為它們可以觸發(fā)其他免疫細胞識別和攻擊腫瘤。這種方法通常包括取患者自身細胞的樣本，在實驗室特殊條件下培養(yǎng)，然后再注入患者體內。這一過程成本高昂，而且由于難以制備足夠數(shù)量的樹突狀細胞而受阻，這些細胞具有用于治療的正確特性。

【7】PNAS：抗腫瘤細胞如何治療神經膠質瘤？

doi：10.1073/pnas.1821442116

膠質母細胞瘤是一種無法治愈的腦腫瘤，通常與表皮生長因子受體（EGFR）的突變有關。在膠質母細胞瘤中發(fā)現(xiàn)的主要EGFR突變，稱為EGFRvIII，用大約20年前由路德維希癌癥研究所開發(fā)的抗體mAb806進行治療，但其作用機制尚不清楚。與斯德哥爾摩大學（瑞典）和加州大學圣地亞哥分校合作，生物醫(yī)學研究所的研究人員已經揭示了這種抗體如何作用于突變的EGFR，從而大大擴展了它的應用范圍。

該研究發(fā)表在PNAS期刊上，為癌癥的新療法鋪平了道路。該工作的結果表明，與先前認為的相反，mAb806可用于治療許多攜帶EGFR突變的腫瘤，而不僅僅用于特定突變。此外，科學家已經證明，即使EGFR未發(fā)生突變，也可以對其進行治療，以使其對mAb806治療敏感。 “這一發(fā)現(xiàn)奠定了抗EGFR聯(lián)合治療與抗體和激酶抑制劑的合理基礎，而不是”盲目測試“它們，正如迄今為止所做的那樣，”IRB巴塞羅那分子模擬和生物信息學實驗室負責人Modesto Orozco說。以前的研究報道，mAb806識別通常隱藏的EGFR區(qū)域。在攜帶EGFRvIII的某些腫瘤中，已經除去了一半的受體，使得該區(qū)域變得可接近，從而允許抗體的治療用途。研究人員現(xiàn)已證明，EGFR上的許多不同突變改變了受體的形狀，使mAb806能夠檢測到這個“隱藏”區(qū)域。

【8】Nat Commun：諸如蘋果和茶葉等富含黃酮類化合物的食物或能保護機體抵御癌癥和心臟病發(fā)生

doi：10.1038/s41467-019-11622-x

日前，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自伊迪斯科文大學的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，攝入富含黃酮類化合物的食物（比如蘋果和茶葉）或能幫助機體有效抵御癌癥和心臟病，尤其是對于吸煙者和重度飲酒者。

這項研究中，研究人員在23年間評估了53048名丹麥人的飲食狀況，他們發(fā)現(xiàn)，習慣性攝入適量或大量富含黃酮類化合物食物（植物性食物和飲料中的黃酮類化合物）的人群或許并不太會因癌癥或心臟病而死亡。研究者Nicola Bondonno博士說道，攝入富含黃酮類化合物食物的人群死亡風險較低，對于那些因吸煙及每天飲用兩種以上標準酒精飲料而患慢性疾病風險較高的人群而言，這種保護性效應似乎是最強的。

【9】JEM：首次直觀地觀察到CAR-T細胞抵御血液癌癥的過程

doi：10.1084/jem.20182375

當癌癥從機體免疫系統(tǒng)中逃逸時，我們的防御系統(tǒng)就會變得無能為力無法有效抵御癌癥，嵌合抗原受體T細胞（CAR T細胞）或許就能展現(xiàn)出一種潛在的免疫療法，其能有效應對腫瘤，但某些患者疾病的復發(fā)往往給當前的療法提出了巨大挑戰(zhàn)，近日，來自巴斯德研究所等機構的科學家們通過研究鑒別出了CAR T細胞的精確功能，或能優(yōu)化未來癌癥的治療手段，相關研究刊登于國際雜志The Journal of Experimental Medicine上。

抵御癌癥的其中一種策略基于對患者自身的T淋巴細胞進行修飾來使其能夠識別腫瘤細胞所表達的CD19靶點分子，從而就能有效清除癌細胞，臨床試驗證明這種方法是非常有效的，因此這種療法常常用來治療成年和兒童血液癌癥患者，但其中有些患者的癌癥會復發(fā)，為了能夠改善療法的有效性，這項研究中研究人員闡明了CAR T細胞的精細化工作機制。

【10】Nat Commun：腸道微生物組或能指揮機體免疫系統(tǒng)抵御癌癥

doi：10.1038/s41467-019-09525-y

近日，一項刊登在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自Sanford Burnham Prebys醫(yī)學發(fā)現(xiàn)研究所的科學家們通過研究闡明了腸道微生物組和機體免疫系統(tǒng)抵御癌癥能力之間的因果關聯(lián)，文章中，研究者鑒別出了11種細菌，其能激活小鼠的機體免疫系統(tǒng)并減緩黑色素瘤的進展，此外研究者還闡明了一種未折疊蛋白反應（UPR，unfolded protein response）的關鍵作用，UPR是一種能維持蛋白質穩(wěn)態(tài)的細胞信號通路，研究人員在對免疫檢查點療法產生反應的黑色素瘤患者機體中常常能觀察到UPR水平的下降，這或許就能揭示對病人分層的潛在標志物。

研究者Thomas Gajewski說道，免疫療法能夠延長很多癌癥患者的壽命，通過研究患者對療法產生反應和耐受的分子機制，我們就能夠擴大因化療而受益患者的數(shù)量。這項研究中我們建立了微生物組和抗腫瘤免疫力之間的關聯(lián)，同時揭示了UPR在這一過程中扮演的關鍵角色，相關研究結果或能幫助研究人員對接受選擇性檢查點抑制劑療法的黑色素瘤患者進行分類。

戒除毒癮的新思路：使用基因療法減少人體的依賴性

吸毒成癮對一個人的危害自不必多言，現(xiàn)在最關鍵的是要找到戒除毒癮的最佳方案，據外媒報道，美國梅奧醫(yī)學中心最近發(fā)表了一篇新論文《重組AAV8載體對人類可卡因水解酶基因治療的系統(tǒng)安全性：對小鼠進行良好的臨床前實驗》，論文中提到了一種戒毒的新方案——讓毒品變得不那么有“吸引力”。
當然，這一方法并不是從毒品下手，而是從人體入手，讓人的身體認為，自己不再需要毒品。總而言之就是，注射調節(jié)神經遞質的人類蛋白質可產生減少小鼠可卡因成癮的積極結果。問題是，每天都注射顯然是不切實際的，不可能成為一種現(xiàn)實的治療方法。因此，Mayo的研究人員發(fā)出疑問：為什么不利用基因療法來指導身體繼續(xù)自己制造這些超蛋白呢？小鼠試驗的初步結果令人滿意，而且FDA也已經批準了人體實驗。不過，不要指望能在最近一兩年就能接受到這種療法，對人類的研究可能需要持續(xù)數(shù)年的時間，而這種基因治療會不會對人體造成某些長期影響，仍然有待揭曉。
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