心臟病一直以來是人類的主要殺手。其中心臟纖維化是一種常見的心臟病類型,每年會導致大量的人死亡。
今年1月初,美國賓夕法尼亞大學研究人員通過CAR-T療法和mRNA科技,研發出一種新型治療心臟病手段,一時間刷爆朋友圈。
01 CAR-T療法和mRNA科技,助力心臟纖維化治療
這項新研究由賓夕法尼亞大學心血管研究中心教授喬納森·愛潑斯坦(Jonathan Epstein)博士率領團隊完成,發表在《科學》(Science)雜誌上。
據愛潑斯坦介紹,現時他們已成立了一家公司來專項推進這項工作,公司的名字為Equity in Teefib,是一家專注於CAR-T治療纖維化的生物技術公司。但有關這家公司的資訊還非常少。
喬納森·愛潑斯坦(Jonathan Epstein)
愛潑斯坦表示,“幾乎所有心臟病都伴有纖維化,這種纖維化的疤痕組織妨礙了心臟舒張和收縮,直接誘發了近半數的心力衰竭。組織纖維化同樣也是導致肺和腎臟疾病的主要原因,但現時還沒有有效的治療方法。”
現時,這項治療手段只是通過了鼠類實驗,但對於數百萬心肌因纖維化損傷的人來說,帶來了無限希望。
02新療法背後的科技
接下來,我們先簡單介紹下CAR-T療法和mRNA科技,然後再介紹這項研究的成果。
在傳統的白血病治療中,有一種非常有效的靶向療法CAR-T(嵌合抗原受體T細胞)療法,它能對患者體內的免疫細胞進行基因改造,使之轉譯出特定糖蛋白來識別腫瘤細胞。
它讓人體內的免疫細胞精准識別癌細胞,就像帶上了一把特定的鎖,當細胞找到癌細胞上的鑰匙時,就能精准將癌細胞殺死,而不至於大量誤傷正常細胞。
那麼,mRNA科技又是怎樣的呢?
我們都知道DNA是由四種堿基配對雙螺旋而成,在其複製和轉錄中,DNA解螺旋後,產生了兩條單鏈,與其中一條單鏈上的堿基互補配對的,合成了mRNA鏈,接下來核糖體通過識別mRNA上的堿基組合,再將胺基酸合成肽鏈,肽鏈在內質網、高爾基體作用下盤曲折疊加工修飾成蛋白質,就這樣遺傳資訊從DNA向蛋白質轉化了。
在新冠疫情期間,mRNA疫苗大放异彩,mRNA疫苗刺激細胞產生一種常常在新冠病毒表面發現的特定糖蛋白,它就像一把特定的鑰匙。人類的免疫系統通過一次次注射疫苗熟悉了這把“鑰匙”,就會精准配對這把鑰匙,然後殺死有這個“鑰匙”的細胞。
當人們真正遭到病毒攻擊時,免疫系統會識別出這種“鑰匙”所在的病毒。
03新型療法有很大的發展空間
去年,全球有十多億人接受了mRNA新冠疫苗,mRNA展現出良好的耐受性和成功率。實際上,科學家在思考,mRNA科技是不是能用來治療更多的疾病?
CAR-T療法治療心臟纖維化
而在愛潑斯坦的這項研究中,他們應用了CAR-T特定標識細胞的構想,又參攷了mRNA在體內產生特定“鑰匙”的想法。不同的是,愛潑斯坦構想的這項治療手段是在體內完成的,相比於CAR-T需要在體外進行編輯,大大新增了這項治療手段的普適性。
事實上,這一新療法的合夥人賓夕法尼亞大學教授卡爾·朱諾(Carl June)也是CAR-T療法的創始人之一,他還是這篇論文的通訊作者之一。
這項研究也是在機緣巧合下促成的。當時愛潑斯坦的一個研究生認為CAR-T可以治療心臟纖維化。幾天後,愛潑斯坦在電梯裏遇到了朱諾,就和他探討了一番,才有了如今的成果。
體外(上)和在體(下)生成CAR-T細胞對比
在治療心肌纖維化應用中,mRNA誘導細胞產生纖維化細胞表面的糖蛋白,然後讓免疫細胞消滅這些纖維化細胞,相比於CAR-T直接編輯T細胞,mRNA更加的安全高效,因為基因被編輯後的T細胞長期存在於人體中,可能會攻擊其他細胞,但是mRNA科技就沒有這種風險,因為mRNA在體內存活的時間很短。
通過PET,我們可看到心臟受損的位置
而且得益於現在高速發展的成像科技,可以即時看到纖維化的治療行程。
愛潑斯坦表示,儘管如此,還是有很多風險存在,用這種方法治療心臟纖維化長路漫漫。他們接下來打算進行大型哺乳動物實驗,最好兩年內可以上臨床,來製定出更加合適的劑量以及恰當的治療手段。
愛潑斯坦稱,“我非常開心現在的這種療法有很大的發展空間。不像癌症治療那樣,醫生為了避免復發會竭盡所能殺掉所有癌細胞。但對組織纖維化來說,任何一點小的治癒都能大大改善患者的生活。儘管上臨床還要很久,但此次實驗也證明mRNA的潜能絕不止新冠疫苗。”
賓夕法尼亞大學科學家德魯·魏斯曼(Drew Weissman)博士是mRNA科技的先驅之一,也是“鐵粉”。他表示,目前正在用mRNA做HIV的試驗疫苗。
除了艾滋疫苗,mRNA科技已在很多種疫苗中應用了,如預防流感、帶狀皰疹、呼吸道合胞病毒,甚至在治療癌症上也有應用。
“RNA潛力無窮,以後是RNA的世界。”魏斯曼表示。
參考資料
1.https://www.dispatch.com/story/news/healthcare/2022/02/04/covid-vaccine-mrna-technology-offers-hope-heart-disease-treatment/6597434001/
2.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm0594