工程化紅細胞治療技術(shù)
利用工程化紅細胞治療痛風(fēng)
痛風(fēng)是成年人中最常見的炎性關(guān)節(jié)炎,其患病率逐年升高,與生活方式、藥物使用、肥胖、性別等有關(guān),目前已成為僅次于糖尿病的第二大代謝疾病,對社會造成巨大的經(jīng)濟負擔(dān)。痛風(fēng)在全球范圍內(nèi)的患病率為1%~4%,其中中國大陸的平均患病率約為1.1%,臺灣地區(qū)更為普遍,發(fā)病率高于8%。 痛風(fēng)是由于體內(nèi)尿酸單鈉晶體(monosodium urate, MSU)的長期積累沉積于組織中形成MSU晶體并引起嚴重的炎癥反應(yīng)。高尿酸是痛風(fēng)發(fā)展的最強單一危險因素,在痛風(fēng)患者中,血清尿酸(uric acid, UA)水平普遍超過 0.41 mmol /L。除此之外,痛風(fēng)發(fā)展還與免疫系統(tǒng)有關(guān),包括許多可溶性因子如促炎性細胞因子,脂質(zhì)介質(zhì)和補體都與痛風(fēng)發(fā)展有關(guān)。
目前,臨床上的治療痛風(fēng)的藥物仍比較匱乏,尤其是后期慢性痛風(fēng)。不管是傳統(tǒng)療法如一些抗炎藥,還是外源性尿酸氧化酶(urate oxidase, UOX),都有各自的問題,無法滿足痛風(fēng)患者的需求,導(dǎo)致病情惡化,嚴重影響患者的生活質(zhì)量。因此,亟需開發(fā)針對痛風(fēng)的更為高效安全的治療方法。
紅細胞膜表面無任何尿酸通道蛋白,故要真正實現(xiàn)工程化紅細胞代謝尿酸的效果,需選擇合適的尿酸通道蛋白。人體中2/3的尿酸鹽由腎臟排泄,由于尿酸的排泄量比腎小球的過濾量少,因此尿酸向血液中的重吸收占主導(dǎo)。尿酸通道蛋白(urate transporter, URAT1)是一種尿酸鹽陰離子交換劑,可以從尿腔中重吸收尿酸鹽。我們將利用我們的體外紅系分化平臺,通過基因改造上游紅系祖細胞使其同時表達人URAT1和黃曲霉(Aspergillus flavus)UOX,隨后誘導(dǎo)體外紅系分化,最終得到攜帶有URAT1和UOX的成熟紅細胞。這種紅細胞可將尿酸鹽經(jīng)由URAT1吸收進入到細胞內(nèi)并由細胞內(nèi)UOX代謝,長期在循環(huán)系統(tǒng)中清除過飽和的尿酸鹽,從而實現(xiàn)治療效果。
我們將測試利用痛風(fēng)患者外周血單個核細胞進行體外分化的能力,制備工程化紅細胞,同時測試工程化紅細胞體外代謝尿酸鹽的能力。同時建立瞬時誘導(dǎo)的高尿酸動物模型,用于評估工程化紅細胞的體內(nèi)療效。
利用工程化紅細胞治療宮頸癌
宮頸癌是危害婦女健康的主要惡性腫瘤之一,在全球婦女惡性腫瘤的發(fā)病率與致死率均列第4位。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)布的全球癌癥流行病學(xué)統(tǒng)計報告顯示,2020年全球大約有60萬宮頸癌新發(fā)病例,34萬宮頸癌死亡病例。2020年中國新發(fā)病例11萬,約占世界宮頸癌新發(fā)病例的18.3%。
E6/E7蛋白是宮頸癌最主要的致癌蛋白,在宮頸癌及癌前病變的組織中持續(xù)表達,不會因抗原丟失而產(chǎn)生免疫逃逸,在正常組織中不表達,因此以E6/E7蛋白為靶點靶向?qū)m頸癌細胞,可特異性殺滅腫瘤細胞。治療性HPV16疫苗相對于傳統(tǒng)治療的優(yōu)勢及其已經(jīng)表現(xiàn)出的良好的療效,但是多肽、RNA、DNA治療性疫苗在體內(nèi)易被降解,半衰期短,誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的效率有待提高,如何增強新生抗原治療性疫苗的免疫應(yīng)答效率是亟待解決的重要課題?;诩t細胞(RBCs)的新型藥物載體系統(tǒng)具有其他傳統(tǒng)藥物載體不可比擬的優(yōu)勢,近年來倍受關(guān)注。
利用我們的天然紅細胞工程化改造平臺,可穩(wěn)定實現(xiàn)來源于外周血的紅細胞改造(改造效率>90%),使其表面帶上腫瘤特異性抗原-MHC1蛋白;病人外周血樣的改造效率與健康人相當(dāng)(圖2)。進一步我們將測試其在體外免疫激活病人HPV16+宮頸癌患者外周血T細胞的效應(yīng),以及經(jīng)過刺激后T細胞的特異性腫瘤殺傷能力。同時建立HPV16荷瘤小鼠模型,評估工程化紅細胞在成瘤小鼠中的體內(nèi)療效。
西湖大學(xué)
2021-05-10