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综述:癌症基因治疗的历史视角、当前应用与未来方向
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月30日 来源:Functional & Integrative Genomics 3.1
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本综述系统梳理了癌症基因治疗领域的发展脉络,重点评述了从早期低效载体(如腺病毒肿瘤转导率<5%)到现代高效技术(AAV实体瘤转导>50%)的突破性进展,涵盖CRISPR-Cas9(临床前模型靶向敲除率90%)、RNA干扰等基因编辑工具,以及肿瘤抑制基因恢复、免疫调控等治疗策略,为精准肿瘤学发展提供重要参考。
基因治疗已成为癌症治疗领域的变革性方法,其通过遗传修饰手段以增强靶向恶性肿瘤的精准度。早期研究面临诸多挑战:载体递送效率低下(第一代腺病毒的肿瘤转导率<5%)、免疫反应(约30%患者产生中和抗体)以及有限的临床疗效(1990年代试验中客观缓解率<10%)。然而,病毒与非病毒载体(例如AAV在实体瘤中实现>50%的转导效率)、CRISPR-Cas9(临床前模型中靶向基因敲除率达90%)及RNA干扰技术的进步彻底改变了这一领域。当前基因治疗策略包括肿瘤抑制基因恢复、癌基因沉默和免疫调节等,展现出显著的临床前景。尽管存在脱靶效应和高成本等持续挑战,个性化基因编辑、溶瘤病毒及联合疗法等新兴创新正推动肿瘤学领域的范式转变。
癌症基因治疗的起源可追溯至20世纪90年代,当时第一代腺病毒载体因转导效率不足(肿瘤组织转导率普遍低于5%)和免疫原性问题(约30%患者产生中和抗体)导致临床疗效受限,客观缓解率始终低于10%。2000年后,慢病毒与逆转录病毒载体的开发改善了基因递送效率,但插入突变风险仍制约其应用。2012年CRISPR-Cas9技术的出现标志着重大转折,该技术在临床前研究中实现高达90%的靶基因敲除效率,同时腺相关病毒(AAV)载体在实体瘤中的转导效率突破50%,为基因治疗提供了更安全高效的递送系统。
现代基因治疗主要依赖三大技术支柱:病毒载体系统、基因编辑工具和调控分子。腺相关病毒(AAV)因其低免疫原性和高组织特异性成为主流载体,在肝癌、神经胶质瘤等实体瘤中可实现>50%的转导效率。CRISPR-Cas9系统通过引导RNA精准定位目标基因,在临床前模型中达成90%的敲除率,显著优于传统ZFN和TALEN技术。RNA干扰技术(如siRNA和shRNA)则通过降解致癌mRNA实现基因沉默,尤其适用于MYC、KRAS等难靶向癌基因。
肿瘤抑制基因恢复:通过野生型p53、PTEN等抑癌基因的重新导入,纠正肿瘤细胞的恶性表型。临床试验显示,携带p53基因的腺病毒制剂在头颈癌中使肿瘤消退率提高至25%。
癌基因沉默技术:利用RNA干扰或反义寡核苷酸抑制BCR-ABL、BRAFV600E等驱动基因表达,其中针对BRAF突变的siRNA在黑素瘤模型中使肿瘤体积缩小60%。
免疫调控疗法:CAR-T细胞疗法通过基因修饰T细胞表达靶向CD19、BCMA等肿瘤抗原的受体,在血液肿瘤中实现80%-90%的完全缓解率。溶瘤病毒(如T-VEC)经基因改造后可在肿瘤细胞内选择性复制,并刺激全身抗肿瘤免疫反应。
尽管技术取得突破,基因治疗仍面临多重挑战。载体递送效率在纤维化肿瘤中仍低于20%,血脑屏障等问题阻碍中枢神经系统肿瘤的治疗。CRISPR-Cas9存在脱靶效应(发生率约0.1%-5%),可能导致非预期基因突变。免疫系统对病毒载体的清除作用使重复给药效率下降,约30%患者产生中和抗体。此外,个体化治疗方案的成本高达百万美元级别,严重限制临床推广。
下一代基因治疗将聚焦于精准化与集成化创新。基于患者特异肿瘤突变谱的个体化基因编辑方案正在开发中,例如利用患者来源类器官进行CRISPR筛选以预测治疗反应。新型智能载体如pH敏感型脂质体可响应肿瘤微环境实现可控释放。联合策略成为主流趋势,包括基因编辑与免疫检查点抑制剂(如抗PD-1抗体)联用、溶瘤病毒与CAR-T疗法协同等。微流控芯片辅助的体内递送系统有望将实体瘤转导效率提升至>70%,而人工智能指导的靶点预测将进一步降低脱靶风险。
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