CRISPR基因編輯助力肺癌治療
日期:2016-01-12 08:56:25
1月1日,來自斯坦福大學醫學院的Huibin Tang和Joseph B Shrager在國際學術期刊《EMBO Molecular Medicine》發表題為“CRISPR/Cas‐mediated genome editing to treat EGFR‐mutant lung cancer: a personalized molecular surgical therapy”的研究成果。該研究指出,隨著CRISPR/Cas技術的改進與成熟,將這種分子手術方法與傳統手術、放療和/或TKI治療相結合,將有可能顯著提高攜帶EGFR突變的非小細胞肺癌患者的生存率。
在全球范圍內,肺癌(LCa)是男性中最常見的類型的癌癥。在2015年,約有150000美國人會死于這種疾病。約有85%的肺癌是非小細胞型(NSCLC),包括腺癌和鱗狀細胞癌。目前公認的LCa療法——取決于疾病階段,包括手術、放療、和/或靶向/化學療法。一直以來,非特異性的化療細胞毒性,都是使用藥物來管理癌癥的方法長期存在的一大障礙。然而,在EGFR(突變的肺腺癌)中,用TKIs的靶向藥物療法的出現,已經大大減輕了這種擔憂。
EGFR是一種跨膜糖蛋白,具有細胞外配體結合域,一個跨膜結構域和一個胞內酪氨酸激酶結構域。配體結合可激活細胞內的酪氨酸激酶,這可通過級聯下游信號促進細胞內途徑,促進大量的細胞內途徑支持癌癥表型。這些包括細胞增殖、新生血管形成、侵襲和轉移,減少的細胞凋亡,與Warburg效應激活的根本通路。
EGFR酪氨酸激酶的組成性激活,是一種基因突變的結果,在一小部分肺腺癌患者中有過報道。這些EGFR突變在東亞地區的女性患者中更為頻繁。最常見的突變是外顯子19缺失,以及外顯子21的點突變。已有研究開發出來幾種藥物——如吉非替尼和厄洛替尼,通過與ATP競爭,抑制EGFR的酪氨酸激酶活性。這些藥物(TKIs)已成為EGFR突變的轉移性NSCLC的一線療法。雖然TKIs已被證明對于EGFR突變的LCa具有顯著的初步療效,但不幸的是,幾乎所有的患者在兩年內都對藥物產生了耐藥性。這種獲得性耐藥性往往來自于外顯子20的二次突變。
CRISPR/Cas9介導的基因編輯是一種強大的新技術,可以對細胞基因組作出精確的變化。這項技術目前在研究實驗室中得到了廣泛應用,但它尚未在臨床上產生影響。在這項研究中,作者提出了這項技術進展的一個潛在的令人興奮的臨床應用——允許個性化的、分子的外科手術,來糾正或破壞突變的EDFR。研究人員在來自患者活檢標本的腫瘤中去除了EGFR基因突變,他們發現,EGFR——突變的基因將被傳遞CRISPR/Cas系統的病毒修復或破壞。
研究人員以最常見的初級和二次EGFR突變,證明了這種方法的可行性。這些建議的基因組DNA“分子手術”,可以一種個性化、并可能永久性的方式,靶定疾病的原因。這種方法可以與傳統的手術治療、放射治療或化學/靶向治療相結合。
正如任何治療方法一樣,這種策略可能被其他細胞增殖途徑的反饋去抑制所顛覆。然而,在最低限度上,CRISPR/Cas療法將能阻止二次基因組突變——TKI耐藥性的主要原因。巧妙設計的sgRNAs、精細管理潛在的脫靶效應和有效的傳遞,對于CRISPR/Cas介導的治療方法成功與否,將是必不可少的。隨著CRISPR/Cas技術的改進與成熟,將這種分子手術方法與傳統手術、放療和/或TKI治療相結合,將有可能顯著提高攜帶EGFR突變的NSCLC患者的生存率。