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基因编辑与疾病治疗

基因编辑与疾病治疗

一、基因治疗:

即利用基因编辑技术主要是 CRISPR/Cas9 在基因组水平上实现精准的分子修饰,从而达到治疗各类疾病的目的。

首先不得不说的是基因编辑技术对于疾病治疗的进展。如下图,基因治疗的药物在最近几年特别是 2013 年 CRISPR 技术出现后,迅速上升。

此类疾病主要包括癌症(如白血病、肺癌等),遗传性疾病(血友病、杜氏肌肉萎缩症、地中海贫血症等)及感染性疾病(艾滋病、乙肝)等。下图为 2016 年基因编辑药物在各类疾病的数量统计,可以看到癌症首屈一指,接下来是罕见遗传病、感染性疾病及血液病等。

二、癌症治疗:

基因编辑技术应用于癌症治疗,主要是指肿瘤免疫疗法,利用基因编辑(主要是 CRISPR/Cas9)方法修饰 T 细胞,进而调动患者的免疫系统,增强肿瘤微环境抗肿瘤能力,达到杀伤肿瘤细胞的目的。2013 年肿瘤免疫疗法获十大科学突破榜首,伴随着 CRISPR 的出现,强强联合,使肿瘤免疫疗法突破了更多瓶颈。主要治疗疾病包括液体瘤如白血病,淋巴瘤及部分实体瘤等。主要包括 CAR-T(嵌合抗原受体 T 细胞疗法)和 TCR-T(T 细胞受体 TCR 嵌合型 T 细胞)。CAR-T 在最近几年发展迅速,下面主要介绍 CAR-T。

CAR-T 之基本原理

嵌合抗原受体 T 细胞疗法(CAR-T):属于个性化治疗方法,采用患者自身 T 细胞通过基因工程修饰,经过嵌合蛋白修饰的 T 细胞识别并攻击带有特定抗原的肿瘤细胞,体外扩增后输至病人体内,引发免疫反应从而达到抗肿瘤效果。如下图所示。

CAR-T 基本原理图

在有效的抗肿瘤免疫过程中,T 细胞作为核心的执行者,众多的共刺激信号和共抑制信号精细调节 T 细胞反应的强度和质量,这些抑制信号即为免疫检查点。针对免疫检查点的阻断是增强 T 细胞激活的有效策略之一,也是近些年抗肿瘤药物开发最热门靶点。

如果利用先进的基因编辑技术 CRISPR 来敲除抑制信号,将会提高 T 细胞活性,增强杀伤肿瘤效果。

目前热门免疫检查点靶点,如下图:

当用慢病毒介导的转基因技术制备出 CAR-T 或者 TCR-T 细胞,再用 CRISPR 基因编辑技术敲掉两者中的某些基因,比如免疫检查点,这样就可以大大增加 CART 和 TCRT 的效果和安全性,这就是目前基因编辑技术(特指 CRISPRCas9)与肿瘤免疫疗法的联系,到后面还有没有进一步的应用,只能拭目以待啦。

CAR-T 之临床试验

全球 CAR-T 临床试验开展时间:美国领跑,中国后发制人

2010 年以前,全球注册的 CAR-T 临床实验都集中在美国;至 2013 年起,中国 301 医院开始注册 CAR-T 的临床;且呈逐年递增趋势;至 2015 年,中国注册的 CAR-T 临床数目已经基本与美国持平,占当年全球新注册 CAR-T 临床总数的 50%。

CRISPR 技术用于人类疾病治疗是很多科学家的终极目标。开展临床研究则是实现这一目标的必经之路。究竟哪个团队能在全球率先开展 CRISPR 临床研究一直备受瞩目。

1. 2016 年 6 月 NIH 批准美国首个 CRISPR 应用于人体的临床试验

2016 年 6 月,美国国立卫生研究所(NIH)的咨询委员会批准某公司的一项人体基因编辑治疗癌症的临床试验。

研究内容:从癌症患者体内提取出免疫系统的 T 细胞,利用 CRISPR 对 T 细胞进行基因修饰,并将基因修饰后的 T 细胞输回病人体内,这样它们将靶向摧毁肿瘤细胞。同时,研究人员希望通过此次试验了解 CRISPR 技术在癌症治疗中的效果以及人体免疫系统对于来自于细菌的 Cas9 酶的免疫反应。这是第一个将 CRISPR 应用于人体的试验,用于治疗骨髓瘤、黑色素瘤和肉瘤。据 Nature 消息,试验预计在今年年底启动。截止目前,未有相关进展报道。

福布斯网站: Team Funded By Billionaire Sean Parker Aims To Be First To Use CRISPR Gene Editing In People

2. 2016 年 10 月中国首次利用 CRISPR 开展人体临床试验

2016 年 7 月报道中国科学家将进行世界首个人类 CRISPR 基因编辑临床试验,治疗化疗、放疗以及其它疗法治疗无效的转移性非小细胞肺癌患者;

2016 年 8 月启动利用 CRISPR 编辑临床试验;

2016 年 10 月 28 日,Nature 报道首名患者接受了经 CRISPR 技术改造的 T 细胞治疗并表示治疗进展得很顺利,患者即将接受第二次注射。

研究内容:从志愿者体内分离出 T 细胞,并利用 CRISPR-Cas9 技术敲除细胞中的 PD-1 基因。并在体外进行细胞扩增,当细胞达到一定量后,再将它们输回患者体内,以便杀死肿瘤。

新闻阅读:Chinese scientists to pioneer first human CRISPR trial

Nature:doi:10.1038/nature.2016.20988

《自然》杂志预计未来在美国和中国会有更多基于这一技术的临床治疗应用。

基因编辑技术与癌症治疗:

主要是指肿瘤免疫疗法,利用慢病毒和基因编辑(主要是 CRISPR/Cas9)方法修饰 T 细胞,进而调动患者的免疫系统,增强肿瘤微环境抗肿瘤能力,达到杀伤肿瘤细胞的目的。

我公司目前与多个实验室开展技术合作,拥有WB、免疫组化、ELISA、多肽合成、液质检测、蛋白纯化和芯片中心等数个实验平台,开展的技术服务涵盖免疫组化、WB、ELISA、抗体定制、多肽合成、病理、分子、蛋白、细胞、动物造模等几十项实验,每一项实验都由经验丰富的专业人员负责完成。公司优势是可以承接整体实验课题,从拟写标书,实验设计、动物造模,包括后期检测分析,到整理数据发表文章我们都可以做,如有需要请随时咨询。

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