1毫升改造細胞拯救白血病嬰兒

科學現場1毫升改造細胞拯救白血病嬰兒 本報記者 黃昉苨 《 中國青年報 》( 2015年11月18日 11 版)

基因編輯示意圖圖片來源於網路

蕾拉·理查德

14周大的時候,英國女嬰蕾拉·理查德被診斷出罹患白血病。在倫敦的醫院裡,醫生告訴她父母:這是我們見過的最嚴重的急性淋巴細胞白血病。

通常對這麼大的嬰兒來說,這種病的治癒率在25%左右,但蕾拉看起來不屬於這幸運的四分之一:她接受了化療,卻清除不盡體內的癌細胞;她的骨髓移植配型成功,可手術沒多久,白血病還是複發了。

2015年6月,醫生給出了最後的醫囑:姑息治療,讓孩子儘可能在平靜中離開人世。

然而蕾拉的父母選擇了另一條近乎瘋狂的路——嘗試一種全新的、以往從未在人類身上實踐過的治療方案。

這種「革命性的基因治療方案」需要醫生拾起「分子剪刀」,按照不同需要精確編輯基因,在蕾拉體內打一場環環相扣的「癌細胞阻擊戰」。

他們需要修改基因,釋放出一批能夠揪住癌變細胞狂揍的「主力軍」,再引導它們繞過蕾拉體內的防禦系統,躲過外界病菌和化療葯的「誤傷」,最終順利攻下癌細胞的老巢……

當治療開始的時候,沒有人知道前景是什麼。此前,這種方法只在小白鼠身上試驗過。

經過十幾個星期的等待之後,「奇蹟」發生了。

癌細胞能躲過化學藥物,卻可能躲不過被科學家改造過的免疫細胞

至少現在看來,蕾拉已經長成了一個健壯的嬰兒。在幾個月的治療結束後,她擁有健康的骨髓細胞,各項身體指數也都保持正常。儘管說她「痊癒」還為時尚早,但目前的結果已經令醫學界矚目。

「她的白血病是那麼有侵襲性,這簡直是一個奇蹟。」蕾拉的主治醫生說。

看這女孩現在胖乎乎的樣子,很難想像,最初,當她父母向醫生求助時,倫敦大學學院兒童健康研究所細胞與基因治療學教授,同時也是一家兒童醫院免疫學顧問的瓦薩姆·卡西姆醫生想到的是一種「在小白鼠身上很管用」的治療方案。

他的想法很簡單:反正孩子的病情已經別無選擇,「為什麼不使用新的UCART19細胞呢?」

蕾拉的父母也抱著同樣的決心。「我不能眼睜睜看著女兒就那麼走了。」她的父親後來回憶說,「我寧願她試過最新的手段,讓我來賭一把好了。」

於是,倫敦的醫學專家將嘗試新的治療方式,用「基因編輯」技術,為蕾拉度身定製一批「抗癌大軍」,並直搗她的癌細胞巢穴。

比起傳統醫療手段,這種新方式更為「聰明」。比如面對化學藥物時,蕾拉體內總有一些癌細胞能機敏地找地方躲起來,並發展出耐藥性。但它們卻可能躲不過被科學家改造過的免疫細胞。

人類的每個細胞內都有一套基因組,其中包含著超過2萬個基因。如今,科學家已經能夠使用各種不同的方式,去修改細胞內的基因,「幾乎就像改錯別字一樣簡單」。

想想那場景:一個能修飾DNA序列的酶,或是一串自然的序列,經過科學家改造後,「全副武裝」地被送進細胞里,找到目標位置,把那裡的基因切開,按需要修修補補或是直接破壞。掌握了這種技術,人類可以關閉控制西紅柿成熟速度的基因,把蔬菜的成熟期變長;或是刪除某些小麥的基因,把莊稼改得「百病不侵」。

「基因編輯相對來說是本質上的治療手段。」在一封郵件中,胚胎學家、中山大學副教授黃軍就向中國青年報記者解釋,「(此前治療癌症最先進的)靶向治療是針對基因變異特異設計治療藥物(治標),基因編輯是把基因修改正確(治本)。」

今年4月,黃軍就副教授與他的同事利用臨床廢棄、不能正常發育的三原核胚胎嘗試著使用了一回最新基因編輯技術。這也是人類胚胎基因首次被成功修改。

然而結果顯示出的,是基因編輯技術尚存風險的一面。按照《科學》雜誌當時的報道,在實驗中存活的54個胚胎中,只有4個胚胎的基因修改成功。

兩個月後,當身在倫敦的蕾拉開始嘗試最新療法時,沒有人知道她會面對怎樣的未來。

「現在你看她又笑又鬧的。」蕾拉的父親後來對媒體說,「在治療開始前,這孩子已經非常虛弱,看起來特別嚇人。」

這名虛弱的女嬰所接受的基因編輯技術,是第一次在人類身上使用。

治療方案只在白鼠身上試過,但它讓蕾拉體內的癌細胞消失了

蕾拉的父親還記得,當聽說治療方案只在白鼠身上試過時,他感到了恐懼。

但他並未因此遲疑,因為「我們總得做點什麼」。

除了基因編輯,還有另一種「聽起來很瘋狂」的技術將被用在蕾拉身上。

CART技術,全稱是「嵌合抗原受體T細胞」,也是一種還在試驗期的治療方式。被稱為「T細胞」的免疫細胞被植入能識別白血病癌細胞的受體之後,就會成為既「認路」又能精準開炮的抗癌「主力軍」。科學家給這種免疫細胞添加的「嵌合抗原受體」,在殺死癌細胞的基礎上,還能分裂出一支「抗癌大軍」。

自2011年以來,這種治療方法已經在好幾個對化療沒反應的白血病患者身上使用過。從表面上看,它不過是從病人身體里抽了點血,提取了一些細胞,然後把它們重新輸回病人體內而已。

當這種技術第一次把一個6歲小女孩體內的癌細胞消滅乾淨時,她的主治醫生驚呆了:「我已經做了20年的腫瘤學家了,可我從來沒見過這樣的事情。」

但幼小的蕾拉還要面臨更多難關。

首先,經過化療,她體內已經沒有足夠的免疫細胞,醫院不得不採用了健康人捐獻的T細胞,而由於配型成功比例非常低,被輸入蕾拉體內的細胞與她甚至沒有配型成功!

這下就輪到基因編輯技術大顯身手了。科學家使用「分子剪刀」剪切掉捐贈者細胞上的相關基因,讓蕾拉體內細胞對陌生的闖入者「視若無睹」。這意味著,直奔癌細胞而去的「主力軍」齊刷刷穿上了「蕾拉隊」制服,在她體內暢通無阻。

萬事俱備後,僅有1毫升的UCART19細胞被注入女孩兒體內。通過靜脈置管,花了大約10分鐘,被科學家武裝起來的抗癌部隊殺進了小蕾拉的體內。

為了能讓化療藥物與CART療法互不衝突,這批被輸入女孩兒體內的T細胞上還留了一道「暗門」:由於某種化療葯在消滅癌細胞的同時也會與T細胞「打架」,科學家還修改了細胞中對藥物敏感的基因,讓這些細胞在化療葯面前也「隱身」了。

醫護人員和蕾拉的父母提心弔膽地等待了兩三周時間。蕾拉獨自住在與外界隔離的無菌病房內,而被改造過的T細胞,如果不出意外的話,則在蕾拉體內四處追擊。基因編輯雖然不困難,但也有可能會錯誤切除基因,導致普通細胞變成癌細胞。

幾個星期後,數據開始有變化。女孩兒體內的白血病細胞消失了。接下來的兩個月,它們都沒有重新出現。

基因組編輯技術避免了免疫排斥,使這種治療方式具備了快速推廣的可能

在內行人看來,英國的醫學家為蕾拉選用的這套治療方案原理非常簡單。

「具體來說,CART療法屬於靶向治療,用來殺死癌細胞。基因編輯技術用來關閉靶向治療的T細胞的兩個基因,關閉第一個是避免免疫排斥,關閉另一個是保證治療用的外源T細胞不會傷及無辜。」北京大學生命科學學院研究員魏文勝總結道。

但學界關注的問題是:接下來呢?

「即便此刻她已經健康,還是不知道未來會怎樣。她需要每個月做一次骨髓檢查,很可能要終生服藥。」女孩的父親告訴媒體。

雖然直到目前蕾拉的各項指標看起來都不錯,但是,要等到一年多之後,醫生才敢下結論:究竟那1毫升經過人類種種設計的細胞,是根除了小女孩體內的白血病,還是暫時止住了癌細胞的腳步。

事實上,蕾拉與這些「抗癌主力軍」只共度了兩個多月的時光。T細胞殺滅了癌細胞,支撐著她等到新一次骨髓移植手術。捐贈者的造血細胞重建了小姑娘「被治療消滅的整個血液和免疫系統」。

手術後,她終於可以離開病房,與父母、姐姐一塊兒回家。曾經護佑她度過生命最低潮的那一管T細胞,已經被新捐獻的免疫細胞殺死。

「這只是一個非常特殊的例子。」黃軍就副教授告訴中國青年報記者。最初設計了治療方案的卡西姆教授則表示:「在宣布這個診療方法適用於所有兒童之前,我們必須保持謹慎。」

但它的意義也是顯而易見的。

「這是史上第一次用這種方式重新編輯人類的細胞,並且送回一個病人的體內。對我們來說,這是巨大的進步。」卡西姆教授說。

尤其是,幫蕾拉將白血病細胞消滅殆盡的,並不是與她配型成功的T細胞。

「基因組編輯技術的運用,繞開了從病人取細胞操作的限制。」魏文勝教授對中國青年報記者解釋,這一點,使得這種治療方式具備了快速推廣的可能,

一位健康捐獻者的T細胞,經過科研人員的改造後,可以輸入上百位病人體內。

由卡西姆醫生主持,紐約一家生物科技公司贊助,2016年,這種治療方案將正式進行臨床試驗。

但對於理查德一家而言,生活已經徹底被這項未經試驗的治療方案改變。這對年輕的夫婦——一位司機,另一個是牙科診所的接待員——用一種難以想像的方式留住了他們的孩子。

如今,除了通向鼻子的一根白色塑料管,健壯、黝黑的小蕾拉看起來與普通孩子已經沒有什麼不同,她玩兒著積木,「咯咯」咧開嘴大笑,樣子再皮實不過。

不論經歷過怎樣的遭遇,至少現在,她的母親只想感謝命運:「我想我們是非常幸運的——在正確的地方和恰當的時間,能夠得到一小瓶這樣的細胞。」


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