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综述:从基因编辑到肿瘤根除:CRISPR在癌症治疗中的革命
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Progress in Biophysics and Molecular Biology 3.2
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(编辑推荐)本综述系统阐述了CRISPR-Cas9技术在癌症免疫治疗中的突破性应用,涵盖基因敲除(KO)/敲入(KI)、CAR-T/TCR-T细胞优化、肿瘤微环境(TME)调控等核心领域,同时探讨了脱靶效应、递送系统等挑战,为肿瘤靶向治疗提供前沿视角。
CRISPR-Cas9技术引领癌症治疗新纪元
Abstract
癌症作为全球健康重大挑战,现有疗法常面临疗效不足的困境。CRISPR-Cas9基因编辑技术的出现为肿瘤免疫治疗带来革命性突破,其通过精准调控基因表达、优化细胞疗法及发现新靶点,显著提升治疗潜力。
Introduction
传统癌症疗法(手术/放疗/化疗)存在毒性大、特异性差等缺陷。免疫检查点抑制剂、CAR-T细胞疗法等虽取得进展,但仍受限于免疫抑制性微环境和细胞因子风暴。CRISPR-Cas9凭借sgRNA设计灵活性和高效编辑能力,成为超越TALENs/ZFNs的基因编辑利器。
CRISPR-Cas9技术原理
源自细菌免疫防御系统的CRISPR-Cas9通过crRNA引导Cas9核酸酶靶向切割DNA,诱发双链断裂(DSBs)。细胞通过非同源末端连接(NHEJ)或同源定向修复(HDR)机制完成编辑,实现基因敲除或精确插入。
多功能CRISPR工具箱
• CRISPRa/i:利用失活Cas9(dCas9)调控基因转录
• Cas12/Cas13:可检测循环肿瘤DNA(ctDNA)等生物标志物
• 全基因组筛查:发现肿瘤耐药/转移相关基因
细胞疗法优化
CAR-T细胞增强:通过敲除PD-1等免疫检查点基因,或插入抗凋亡基因BCL2,显著提升CAR-T细胞在实体瘤中的持久性。临床前研究显示,CRISPR编辑的CD19 CAR-T细胞对B细胞恶性肿瘤疗效提升40%。
TCR-T细胞改造:将NY-ESO-1特异性TCR基因精准插入TRAC位点,避免内源性TCR错配导致的移植物抗宿主病(GVHD)。
NK细胞工程化:编辑NKG2D受体增强对MHC-I缺失肿瘤的识别,联合CRISPR敲除抑制性受体CD96,细胞毒性提升3倍。
空间基因组学突破
CRISPR-GO技术结合单细胞测序,首次实现肿瘤微环境内基因编辑效应的三维追踪。Perturb-ma平台通过多重成像揭示肺癌中KRAS突变与微环境重塑的时空关联。
临床转化挑战
• 脱靶风险:全基因组测序发现非目标位点INDELs发生率约0.1%
• 递送瓶颈:纳米颗粒包裹的RNP复合物在实体瘤穿透效率不足15%
• 免疫原性:抗Cas9抗体可能中和治疗效果
Conclusion
尽管存在技术瓶颈,CRISPR-Cas9已推动癌症治疗进入精准编辑时代。未来需开发高保真Cas变体(如HiFi-Cas9)和新型递送系统,最终实现从血液肿瘤到实体瘤的全面突破。
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