基因编辑和细胞治疗浅析

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-- 本期嘉宾 --
叶露萌博士

-- 嘉宾简介 --
叶露萌博士毕业于比利时布鲁塞尔自由大学，博士毕业后在丹麦科技大学诺和诺德基金会生物可持续发展研究所从事科研工作。叶博士的主要研究方向为分子生物学与合成生物学，博士期间在国际核心期刊上发表了15篇高水平论文。

叶博士于三年前加入南京金斯瑞生命科学事业群，并担任研发部高级科学家，主要负责CRISPR 基因编辑相关产品的开发并于2018年获得江苏省“双创计划”博士资助。在金斯瑞的四年里，叶博士在非病毒CRISPR基因编辑材料的开发方面积累了丰富经验。此外，叶博士还通过与国内外研究机构和制药企业的广泛合作，不断推进基因编辑产品的规模化和合规性生产，以促进CRISPR技术在医疗和制药领域的应用。

-- 本期讲什么 --
1. 免疫细胞疗法的最新进展
2. CRISPR基因编辑工具如何使用
3. 基因编辑技术的未来发展趋势

-- 讲座Q&A --
Q1:请您简单为我们介绍一下基因编辑：这是一种什么样的技术？基因编辑在未来又能够走多远呢？
A: 基因编辑其实就是通过各种技术手段对特定基因进行的修饰的技术。基因编辑已经引起了两大波浪潮，第一波浪潮开启了分子生物学学科，比如说对限制性内切酶的发现和利用，限制性内切酶可以帮助我们编辑和改造基因元件和表达载体。第二波浪潮是我们现在谈论比较多的基因疗法，它其实是我们用人工合成的核酸酶来进行基因组层面的胞内编辑，比如说现在我们讨论很多的CRISPR技术。CRISPR基因技术是用一个叫Cas蛋白的核酸酶来进行人基因组的DNA的切割，然后进行重新连接，或者是把我们觉得需要修补的基因片段加入一段DNA序列进行连接。基因编辑的未来十分广阔，像我现在从事的研究，其实就是为基因编辑提供一些关键的原材料，这些原材料主要用于用于免疫细胞的改造。在肿瘤治疗领域，应用非常广泛的改造细胞是嵌合抗原受体T细胞（Car-T细胞）。T细胞是免疫反应机制的核心，可以帮人体对抗病原微生物以及肿癌细胞。但T细胞有时并不特别灵敏。所以我们通过基因编辑给T细胞装上一个可以巡航的靶标，再将其放回体内，它就可以进行靶向的肿瘤的识别和消除。最近的研究结果显示，一些课题组已经可以直接在人体内进行基因编辑了，基因编辑的未来可以走的非常远。

Q2： 您在读博期间从事分子生物学方向的研究，在博士后主攻合成生物学，对分子生物学与合成生物学都有一定的研究。能否请您简要介绍下这两个方向的异同？
A：在我看来，分子生物学是理论基础，合成生物学则是应用。二者有一个递进的关系，分子生物学是从分子层面来阐述生物体的运行机制，比如DNA、RNA是如何复制的。在分子生物学经过了大概50年的发展后，我们人类也想按自己的实际需求来运用分子生物学，所以逐渐形成了合成生物学，比如利用酵母菌生产紫杉醇就是合成生物学的一个例子。这是我们把含药物成分的基因组整合进酵母菌的基因组才实现的，这一切都建立在我们对分子生物学基础的掌握上。所以分子生物学是理论基础，合成生物学在理论的进一步应用，二者存在一个先后顺序。

Q3： 您目前在金斯瑞主要负责基因编辑相关产品的开发，特别是基于CRISPR技术的基因编辑材料开发，能否结合您的工作经历简要介绍下CRISPR编辑技术的工作原理？
A: CRISPR基因本身是细菌的一个免疫机制，它会特定的识别和切割双链DNA。现在CRISPR系统是一种精准且容易操作的基因编辑技术，主要应用在DNA 编辑领域，目前该技术发展十分迅速。在使用CRISPR系统进行基因编辑时，需要用到一些具有巡航机制的核酸酶来搜索，匹配，切割特定的基因片段，当发生双链DNA断裂时，如果有修复模板，我们细胞内的DNA损伤修复机制可以将外源基因片段插入基因组中或者仅仅是删除部分DNA片段，从完成基因的插入或敲除，目前我所做的工作更偏向于基因的敲入。

Q4：免疫细胞疗法作为一种新的肿瘤治疗方法，与传统癌症治疗方法比如化疗的主要区别在哪里呢？
A: 细胞疗法与传统化疗或者药物疗法治疗肿瘤的区别在于操作手法的不同。细胞疗法是通过对人体的免疫细胞进行基因编辑，制备CAR-T细胞来抑制癌细胞的增长，具有很好的靶向性。而传统的化疗或者放疗是应用化学药物治疗肿瘤，抗癌药物进入体内后很快分布到全身，对癌细胞和人体其他系统都有杀伤，没有很好的靶向性。化疗对于人体的副作用很大，效果类似于杀敌1000，自损800，常见的副作用有脱发，器官功能受损等等，免疫细胞疗法则的副作用则较轻，但是具有细胞因子风暴的风险。细胞因子风暴在接受细胞疗法的患者中并不罕见，好消息是目前已经发展出来多种途径来控制细胞因子风暴对人体的伤害。

-- 内容分类 --
生物医药与健康科学

-- B站链接 --
https://www.bilibili.com/video/BV1MK4...

-- 讲座日期 --
2021-03-27