综述:CRISPR-Cas9 基因编辑靶向胰腺癌 KRAS 突变的疗效:一项系统综述

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:Discover Oncology 2.8

编辑推荐:

  胰腺癌是癌症相关死亡的主要原因之一,其中 KRAS 基因突变在约 85% 的胰腺癌病例中存在。这篇综述聚焦 CRISPR-Cas9 基因编辑技术对胰腺癌 KRAS 突变的靶向疗效,虽该技术展现潜力,但面临脱靶效应等挑战,值得科研人员深入研读。

  

一、引言


胰腺癌堪称全球健康的 “劲敌”,是癌症相关死亡的主要 “元凶” 之一,尤其是胰腺导管腺癌(PDAC),其 5 年生存率仅约 10%。RAS 基因最初被发现与病毒基因相关,KRAS 蛋白由 189 个氨基酸编码,在约 85% 的胰腺癌肿瘤中存在突变。这些突变如同 “捣乱分子”,影响细胞的迁移、侵袭、存活和增殖等过程,还会改变细胞代谢。

CRISPR-Cas9 基因编辑技术就像一把精准的 “基因剪刀”,能对 DNA 序列进行精确修改。它借助 Cas9 酶和小 RNA 分子,找到并切断特定 DNA 序列,然后利用细胞自身的修复机制实现基因的敲除或敲入。该技术在构建疾病模型、治疗遗传疾病方面展现出巨大潜力,不过也存在脱靶效应和递送难题。

目前胰腺癌的治疗手段包括手术、化疗和放疗,但由于疾病发现晚、预后差,治疗效果往往不佳。基因编辑技术的出现,为胰腺癌治疗带来了新希望。2016 年,中国西部一家医院开展了首例使用 CRISPR 治疗癌症的临床试验,虽然成果有潜力,但也引发了一些思考。由此可见,深入研究 CRISPR-Cas9 技术对胰腺癌 KRAS 突变的靶向治疗意义重大。

二、方法


为评估 CRISPR-Cas9 基因编辑靶向胰腺癌 KRAS 突变的疗效,研究人员开展了一项系统综述。他们严格遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南,在 PubMed、Google Scholar 和 PLOS One 数据库中进行全面检索,检索截至 2024 年 6 月发表的相关原始研究文章。检索关键词结合了 “CRISPR-Cas9”“KRAS”“胰腺癌” 以及 “疗效” 等词汇,并通过布尔逻辑运算符连接。此外,还手动检索了相关文章的参考文献列表,以防遗漏重要研究。

研究的纳入标准明确:必须是研究 CRISPR-Cas9 靶向胰腺癌 KRAS 突变的原创性研究文章,涵盖体外、体内研究以及早期临床试验;文章需发表在同行评审期刊上,且发表时间截至 2024 年 6 月;语言限定为英文。而排除标准包括综述、评论、病例报告、横断面研究,以及未发表或未经同行评审的文章等。

数据提取工作由两名评审员独立完成,他们使用标准化表格提取研究的特征(如研究设计、地点)、研究对象的详细信息(如人口统计学特征、KRAS 突变状态)、干预措施的具体内容(如 CRISPR-Cas9 的递送方法、靶序列)以及研究结果(如疗效指标、脱靶效应、安全性)。若两人提取的数据存在差异,会通过讨论达成共识。研究人员还严格评估了研究间的异质性,定量合成时利用I2统计量和卡方检验判断异质性程度,当I2值超过 50% 时采用随机效应模型合并数据;定性合成则运用主题分析梳理研究结果的模式和差异。

在质量评估方面,依据既定的评估基因研究的标准,从实验设计的方法学强度、基因编辑的准确性以及脱靶效应评估等维度,对每项纳入研究进行 0 - 8 分的评分。最后,通过定性合成,运用主题分析总结各项研究的目的、方法和结果,聚焦 CRISPR-Cas9 干预的细节和报告的结果,评估证据的整体强度。

三、结果


研究人员从不同电子数据库和其他渠道共检索到 101 篇文章,去除重复后,51 篇进入初步筛选阶段。经过标题和摘要筛选,排除 18 篇,再经全文筛选排除 5 篇,最终 11 项研究纳入定性合成,其中 6 项纳入定量合成。

纳入的研究中,有 6 项临床试验,时间跨度为 2016 - 2023 年。研究地点涉及美国(3 项)、中国(2 项)、德国(1 项),多数研究是基于体外和体内模型(如细胞系和小鼠模型)的临床前试验。

在 CRISPR - 基于肿瘤诱导和转移追踪方面,一项研究利用 macsGESTALT 系统追踪胰腺导管腺癌细胞的演化,发现只有少数癌细胞克隆促进肿瘤生长和转移,如 M1.1 和 M2.2 克隆在远处转移位点较为突出,且 M2.2 克隆中 S100 家族基因表达升高。另一项研究表明,CRISPR/Cas9 通过多重基因靶向和电穿孔能有效诱导胰腺癌发生,并精确追踪转移情况。

在 CRISPR 系统抑制 PDAC 的疗效上,不同研究采用了外泌体、电穿孔、病毒载体等多种递送方式。外泌体介导的 CRISPR/Cas9 质粒 DNA 递送能有效靶向胰腺癌中的 KrasG12D,抑制 KrasG12D mRNA 表达和细胞增殖,在小鼠模型中还能减小肿瘤体积。AAV8 - CasRx - gRNA 系统可有效沉默突变的 KrasG12D,降低 Kras mRNA 水平,抑制肿瘤生长,延长小鼠生存期,增强对吉西他滨的敏感性。CRISPR - Cas13a 系统使用 crRNA19 - 14 能特异性靶向 KRAS - G12D mRNA,显著抑制肿瘤生长。此外,CRISPR/Cas9 还可用于筛选影响 KRAS 突变的 PDAC 细胞系对 CDK4/6 抑制剂敏感性的基因,指导联合用药,提高治疗效果。

不过,将 CRISPR-Cas9 技术应用于临床实践还面临诸多挑战,如优化递送系统、减少脱靶效应、明确联合治疗的疗效,以及考虑安全性和伦理问题等。

四、讨论


本系统综述显示,CRISPR-Cas9 基因编辑技术在靶向胰腺癌 KRAS 突变方面展现出一定潜力,能有效编辑 KRAS 突变,抑制肿瘤生长和增殖,提高动物模型的生存率。与传统治疗方法相比,它可同时针对多个突变,这是一大优势。

研究中采用的外泌体、电穿孔和病毒载体等递送技术各有特点,外泌体递送在抑制肿瘤发展和提高生存率方面效果显著。然而,目前的研究仍存在不足。在体内研究方面,对 CRISPR-Cas9 的安全性和有效性了解不够深入,还需更多体内研究加以完善。而且,将研究成果转化到临床应用,需要开展更多人体临床试验,探索 CRISPR-Cas9 联合治疗的可能性。例如,CRISPR-Cas9 与 CDK4/6 抑制剂联合使用,展现出协同抑制肿瘤生长的效果。

优化 CRISPR-Cas9 引导 RNA(gRNA)的设计和递送至关重要,这有助于更精准地靶向 KRAS 突变,减少脱靶效应。可通过体外验证试验和计算技术实现这一目标。此外,CRISPR-Cas9 在人体应用中的安全性问题也不容忽视,包括免疫原性、嵌合体和脱靶效应等,必须加以解决才能成功应用于临床。肿瘤微环境对 CRISPR-Cas9 治疗效果的影响也需深入研究,因为它与肿瘤的耐药性和进展密切相关。

CRISPR-Cas9 技术虽具有创新性,但存在导致意外基因改变的风险,脱靶修饰可能引发严重后果,如癌症发生或细胞正常功能受损。因此,开发高保真的 Cas9 变体、进行严格的临床前安全性评估并遵循伦理准则至关重要。本研究也存在局限性,多数证据来自临床前模型和早期试验,研究设计、样本量和方法的差异可能影响结果的普遍性,部分研究类型的排除也可能限制综述的全面性。未来需要大规模、标准化的临床试验来验证 CRISPR-Cas9 基因编辑在胰腺癌治疗中的疗效和安全性。

五、结论


综上所述,CRISPR-Cas9 在治疗 KRAS 突变的胰腺癌方面前景可期,但在临床应用前,仍需克服诸多挑战。持续深入研究,尤其是优化递送方法和降低脱靶效应,对于将临床前研究的成功转化为实际临床益处至关重要,有望为胰腺癌患者带来新的治疗希望。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号