Nature Biotechnology：细胞治疗新突破!SEED

T细胞基因编辑的挑战

T细胞基因编辑在治疗和自身免疫病治疗中具有重要应用，但目前的编辑方法仍然面临以下挑战：

编辑效率低

CRISPR-Cas9等基因编辑工具虽然可以高效诱导T细胞基因突变，但由于同源重组修复（HDR）效率较低，敲入目标基因（如CAR受体）的成功率有限。尤其是在多基因同时编辑时，T细胞通常会表现出低效的基因整合能力。

产物异质性高

传统的CRISPR-Cas9基因编辑方式会产生大量部分编辑的T细胞。这些细胞在治疗过程中可能表现出不均一的功能活性，影响临床疗效。例如，部分未完全敲除TCR（T细胞受体）或B2M（ 2微球蛋白）的T细胞仍可能引起免疫排斥反应或降低治疗效果。

纯度不足

目前T细胞基因编辑的一个核心问题是如何高效富集那些完全被编辑的T细胞，同时去除未成功编辑的细胞。由于现有筛选技术（如FACS或磁珠分选）难以精准区分成功编辑与部分编辑的T细胞，导致最终的细胞治疗产品仍包含大量杂合编辑的细胞。

为了解决这些挑战，研究人员开发了SEED-Selection技术，以更精准、高效的方式筛选完全编辑的T细胞。

SEED-Selection的原理

SEED-Selection技术的核心思想是在基因编辑的同时，破坏一个内源性表面蛋白的表达，并利用这一表面蛋白的缺失进行负向筛选，以富集完全编辑的T细胞。

目标基因敲入与表面蛋白破坏

研究人员设计了一种特殊的修复模板（homology-directed repair template, HDRT），使其在目标基因敲入（knock-in, KI）的同时，破坏一个内源性表面蛋白的表达。最常被破坏的表面蛋白包括：

T细胞受体（TCR）：TCR是T细胞特异性识别抗原的关键分子，去除TCR可降低异基因T细胞的免疫排斥反应。

2微球蛋白（B2M）：B2M是MHC-I复合物的组成部分，其缺失可阻止T细胞被宿主免疫系统识别。

当目标基因成功敲入后，这些表面蛋白会失去表达，从而可以利用免疫磁珠（immunomagnetic selection）或流式细胞分选（FACS）去除未被完全编辑的细胞，仅保留那些成功敲入目标基因的T细胞。

负向筛选提高T细胞纯度

研究人员利用免疫磁珠技术，以TCR或B2M的表达缺失为标记，去除所有未完全编辑的T细胞。例如：

若在TRAC基因（TCR- 恒定区）上插入CAR基因，同时破坏TCR的表达，则所有TCR⁺的细胞可通过磁珠去除，仅保留TCR⁻CAR⁺的完全编辑T细胞。

若在B2M位点敲入CD47基因，同时破坏B2M的表达，则B2M⁺的细胞可被去除，最终获得B2M⁻CD47⁺的高纯度T细胞。

适用于多基因编辑

SEED-Selection的优势在于它可以同时编辑多个基因位点。例如，在同一批T细胞中：可在TRAC位点敲入CAR，同时破坏TCR。可在B2M位点敲入CD47，同时破坏B2M。

通过两步负向筛选（去除TCR⁺和B2M⁺的细胞），最终可获得高纯度的TCR⁻CAR⁺B2M⁻CD47⁺T细胞。

SEED-Selection的实验数据

研究人员通过一系列实验验证了SEED-Selection的有效性，并用多个基因编辑策略对比评估其筛选效果。

单基因敲入的富集效果

实验数据显示，在TRAC位点敲入CAR，并通过TCR⁻筛选后，最终获得92.6%纯度的TCR⁻CAR⁺T细胞。在B2M位点敲入CD47，并通过B2M⁻筛选后，获得98%纯度的B2M⁻CD47⁺T细胞。

多基因座同时编辑的高效筛选

在TRAC和B2M两个基因位点同时敲入外源基因后，双重负向筛选可获得89.4%纯度的TCR⁻CAR⁺B2M⁻CD47⁺T细胞，远超传统筛选方法的效率。

NHEJ抑制剂的优化

实验还发现，结合非同源末端连接（NHEJ）抑制剂可进一步提高基因敲入效率：在高感染复数（MOI = 3 10⁵）下，结合NHEJ抑制剂M3814，可获得83%的双等位基因敲入。即便在较低MOI（MOI = 1 10⁴）下，也能检测到一定比例的双等位基因敲入。

SEED-Selection的临床应用

SEED-Selection技术的突破性使其在肿瘤免疫治疗、异基因T细胞治疗和细胞工程化改造等领域具有广阔的临床应用前景。

提高CAR-T疗法的有效性

通过SEED-Selection，可获得更高纯度的TCR⁻CAR⁺T细胞，减少未完全编辑细胞带来的不良影响，提高疗效。有助于开发通用型CAR-T（universal CAR-T），使细胞疗法更易推广。

增强异基因T细胞的免疫耐受性

通过TCR敲除降低移植物抗宿主病（GVHD）。通过B2M敲除减少宿主免疫系统对异基因T细胞的排斥。

应用于多功能T细胞治疗

结合CD47敲入技术，使T细胞能够躲避免疫系统清除，提高存活率。通过多基因编辑优化T细胞的耐受性，使其在不同治疗环境下均能稳定发挥作用。

SEED-Selection技术为T细胞基因编辑带来了新的突破。通过高效负向筛选策略，该技术在多个实验中实现了高达98%的基因编辑纯度，显著提高了T细胞治疗的可行性和标准化程度。未来，该技术有望成为细胞治疗领域的标准方法，为癌症免疫治疗和基因治疗带来更多可能性。

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