Nature:糖尿病希望 CRISPR 编辑细胞在人体分泌胰岛素 逃避免疫检测

B站影视 内地电影 2025-09-06 12:46 2

摘要:一个世纪以来,1型糖尿病患者的生活被无情的循环所定义:血糖监测、胰岛素计算和日复一日的注射。这是一种自身免疫系统的背叛,它错误地摧毁了人体内唯一能产生胰岛素的胰腺β细胞。长期以来,医学界寻求的终极目标——一种“一次性治愈”的疗法——始终停留在理论的边界。然而,

信息来源:https://www.nature.com/articles/d41586-025-02802-5

一个世纪以来,1型糖尿病患者的生活被无情的循环所定义:血糖监测、胰岛素计算和日复一日的注射。这是一种自身免疫系统的背叛,它错误地摧毁了人体内唯一能产生胰岛素的胰腺β细胞。长期以来,医学界寻求的终极目标——一种“一次性治愈”的疗法——始终停留在理论的边界。然而,一项开创性的首次人体试验结果,正预示着这场漫长战争的转折点已经到来。科学家们首次成功将经过基因编辑的胰岛细胞植入患者体内,这些细胞不仅能自主生产胰岛素,更重要的是,它们穿上了一件“隐形斗篷”,成功躲过了人体免疫系统的毁灭性攻击,而这一切都无需患者服用有严重副作用的免疫抑制药物。

这一里程碑式的突破由总部位于西雅图的Sana Biotechnology公司主导,其初步数据虽然仅来自一名患者,但已在整个医学界掀起波澜。它并非简单地替换失效的细胞,而是从根本上解决了阻碍细胞疗法成为主流的两个核心障碍:细胞来源的稀缺性和免疫系统的排斥反应。这项研究的成功,标志着人类可能正站在一个新时代的门槛上——一个通过基因工程技术,从内部重建人体生物功能,从而彻底终结慢性疾病的时代。

要治愈1型糖尿病,首要任务是找到能够替代被摧毁的β细胞的“种子”。在过去几十年里,唯一的选择是来自已故捐赠者的胰岛细胞移植。这种手术虽然可以使部分患者在数年内摆脱对胰岛素注射的依赖,但其应用受到了极大限制。最主要的原因是捐赠胰腺的极度稀缺,每年仅有极少数幸运儿能获得移植机会。此外,接受者必须终生服用强效的免疫抑制药物,以防止其免疫系统攻击这些“外来”的捐赠细胞。这些药物本身会带来感染、肾损伤甚至癌症等严重风险,使得这种疗法并非理想的解决方案。

然而,干细胞技术的出现彻底改变了这一局面,为解决细胞来源问题提供了近乎完美的答案。以马萨诸塞州的Vertex Pharmaceuticals公司为首的科研力量,已经率先证明了这一点。他们开发出一种技术,可以在实验室中将人类多能干细胞(通常是胚胎干细胞)诱导分化成功能齐全的胰岛细胞簇,理论上可以产生无限量的移植细胞。

在Vertex公司备受瞩目的临床试验中,他们将这些实验室培育的胰岛细胞移植到1型糖尿病患者体内。今年6月公布的结果显示,在接受治疗的12名患者中,有10人在一年后完全停止了胰岛素注射,血糖水平得到了稳定控制。这一成就本身就是革命性的,它证明了干细胞衍生的细胞疗法在临床上是有效的。Vertex计划在明年正式向监管机构提交上市申请。然而,即便是这一重大进展,也未能摆脱那个根本性的束缚:所有参与试验的患者,仍然需要依赖免疫抑制药物来保护植入的细胞。这正是Sana公司的研究希望攻克的下一个,也是最艰难的堡垒。

免疫系统是治愈1型糖尿病道路上最强大的对手,它会发起两轮截然不同的攻击。第一轮是标准的同种异体排斥反应,即免疫系统会识别并摧毁任何不属于自身的“外来”细胞,这是所有器官移植都面临的共同挑战。第二轮攻击则更为棘手,它源于1型糖尿病的病根——自身免疫。即便移植的是患者自身的细胞(如同源自体内其他细胞重编程而来),那潜伏在体内的、最初摧毁胰岛的免疫记忆仍会再次被激活,对新生的胰岛细胞发起攻击。

因此,一个真正理想的细胞疗法,必须能同时躲过这两轮攻击。这正是Sana公司通过CRISPR基因编辑技术试图破解的免疫密码。他们的策略堪称精妙,包含三个关键步骤,旨在为移植细胞穿上一件完美的“隐形斗篷”。

首先,研究人员利用CRISPR系统,敲除了捐赠细胞表面两个关键的基因。这两个基因编码的蛋白质(主要组织相容性复合体,MHC)如同细胞的“身份证”,是免疫系统中的“巡逻兵”T细胞识别外来入侵者的主要信号。通过移除这个“身份证”,移植细胞就能在很大程度上避免被适应性免疫系统发现和攻击。

其次,为了应对免疫系统的另一支重要力量——先天免疫系统中的自然杀伤细胞(NK细胞),Sana的科学家们利用一种无害的病毒作为载体,将一个名为CD47的基因指令递送到细胞中。CD47蛋白是一种广泛存在于健康人体细胞表面的信号分子,它不断地向免疫细胞传递“别吃我”的信息。通过让移植细胞高水平表达这种保护性信号,它们就能有效阻止自然杀伤细胞的清除。

在这项初步的临床试验中,研究团队将大约8000万个经过上述三重基因编辑的细胞,注射到一名病情控制不佳的1型糖尿病患者手臂中。结果令人振奋:患者自身的免疫系统迅速清除了那些基因编辑不完整的“瑕疵品”,但那些成功穿上“隐形斗篷”的细胞却存活了下来。在长达六个月的观察期内,这些细胞持续分泌胰岛素,帮助患者改善了血糖控制,并且全程无需服用任何免疫抑制药物。这首次在人体中证实,通过基因工程手段让细胞逃避免疫监视是完全可行的。

Sana的成功,为糖尿病治疗的终极梦想——开发一种可无限量生产、无需配型、无需免疫抑制的“现货”(off-the-shelf)细胞疗法——铺平了道路。未来的蓝图已经清晰可见:将Vertex等公司成熟的干细胞分化技术,与Sana开创性的免疫隐形基因编辑技术相结合。

这条“强强联合”的技术路线,将意味着科学家们可以先在实验室里利用干细胞大规模生产胰岛细胞,然后对这些细胞进行统一的免疫“隐形”编辑,最后将这些标准化的细胞产品冷冻储存。当任何一位患者需要治疗时,医生可以直接从“货架”上取用,像输血一样简单地进行移植,而无需考虑配型和长期的药物抑制。

当然,通往这一目标的道路依然漫长。Sana的试验目前仅涉及一名患者和较低的细胞剂量,尚未能使其完全脱离胰岛素依赖,因此其长期的临床疗效仍有待更大规模的试验证明。此外,一些学术界的科学家过去曾对CD47蛋白的保护效果提出过质疑,因为他们在实验室研究中难以复制其强大的免疫抑制作用。但Sana此次在人体中取得的成功,无疑是对这些质疑最强有力的回应。

耶鲁大学的免疫学家Kevan Herold评论道,所有这些进展都指向了一个1型糖尿病患者梦寐以求的未来:一次性治疗,永久性恢复胰岛素分泌,无需针头,无需泵,也无需药物。当下的突破,正是实现这一愿景的早期却至关重要的里程碑。随着Sana、Vertex以及全球其他顶尖的生物科技公司计划在明年启动结合了干细胞与免疫编辑技术的新一轮临床试验,这场终结糖尿病的战役,正以前所未有的速度接近胜利的黎明。

来源:人工智能学家

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