通用型细胞治疗，可以被广泛应用一系列疾病的治疗。如目前正在临床上开展的多能干细胞治疗，从视网膜细胞治疗眼部疾病到心脏祖细胞治疗心脏病，到产生胰岛素的β细胞治疗糖尿病，CAR-T用于肿瘤治疗等。

然而，异基因的现成疗法带来了许多挑战。例如，由于坏疽和感染的高风险，免疫抑制剂的使用，在危重肢体缺血患者中造成了特殊的风险。此外，虽然部分眼睛被认为是免疫特权，但围手术期免疫抑制剂的潜在需要，可能限制了视网膜细胞移植的大规模应用，特别是在年龄相关视力丧失的老年患者，如年龄相关的黄斑变性，他们很难耐受这些药物。免疫隔离装置已被提出用于移植产生胰岛素的胰腺β细胞。然而，在临床规模上植入合成材料（以及细胞的长期存活）是具有挑战性的。使用通用细胞可能会克服这些障碍。

通用型细胞工程策略，包括改造HLAI类II类分子，模拟免疫遮蔽的策略。本文详述这两类改造工程方法，及可能的安全风险及规避方案。

HLA/MHC分子

同种异体细胞和组织移植的主要免疫障碍是MHC分子的表达，也称为人类白细胞抗原(HLA)。这些基因由一组高度多态的基因编码，包括HLAⅠ类(HLA-A、HLA-B和HLA-C)和II类分子(HLA-DP、HLA-DM、HLADO、HLA-DQ和HLA-DR)。

HLAⅠ类分子在所有核细胞表面表达，并向细胞毒性CD8T细胞递呈抗原。自然杀伤(NK)细胞通过“缺失的自我”反应可以检测和消除下调HLAⅠ类分子的细胞，当NK细胞上的CD94/NKG2A等抑制性受体(CD94/NKG2A)不能与HLAⅠ类分子结合时，NK细胞就会启动这种反应。相比之下，HLAⅡ类分子向CD4T辅助细胞递呈抗原，主要由特异性抗原-提呈细胞表达。

多年来，人们提出了多种策略来克服这些分子在移植环境中的多态性所带来的免疫学问题，例如建立HLA-纯合子细胞库或利用体细胞核转移或诱导多能干细胞(IpSC)重新编程产生与组织相容性的、病人-特异性多能干细胞(PSCs)。然而，这些方法需要大量的细胞系产生，这是广泛应用的一个重大障碍，特别是考虑到每个细胞系都需要广泛的验证和严格的调控过程。由于这些挑战，所有已进入临床的PSC项目都涉及使用异基因PSC衍生物；其中包括使用视网膜色素上皮细胞进行黄斑变性、少突胶质细胞治疗脊髓损伤、糖尿病胰岛素-产生细胞、心脏疾病心脏祖细胞和帕金森病多巴胺能神经元等。

HLAⅠ类分子由一个与普通β2微球蛋白(β2m)亚基相关联的多态重链组成，该亚基是所有HLAⅠ类抗原异二聚体在细胞表面表达所必需的。通过对PSCs中β2m基因的靶向性破坏，几个群体产生了HLAI-阴性PSCs。虽然这些细胞不刺激细胞毒性T细胞，但他们仍然被NK细胞溶解。然而，最近的研究表明，通过强制表达非多态分子(如HLA-E)，可以阻止NK细胞的溶解。

基于HLA阳性异基因细胞的细胞治疗，尽管细胞类型及移植位置有一些差异，但是依然存在排斥的风险。

基因编辑技术的发展为HLA/MHC基因表达提供了一种新的策略，使得通用供体细胞和组织工程避免免疫排斥成为可能。

HLAⅠ类分子的工程改造

另一种策略是建立一种表达特定多态HLA类Ia分子(HLA-A、HLA-B或HLA-C)的共同等位基因的细胞系，可以与抑制性NK细胞受体结合。然而，这可能导致异基因排斥，因此它不会产生一个“通用”供体细胞。所有这些策略都假设其他HLAⅠ类多态分子在细胞表面不表达，因此它们必须伴随着多重HLA-A、HLA-B和HLA-C重链等位基因或B2M的遗传破坏。在B2M-/-细胞中，一个特定的HLAI类分子的表面表达可以通过表达一个单链链来实现，其中β2m蛋白与重链蛋白融合在一起，这样就没有游离的β2m可以与其他重链配对。

HLA-1E和HLA-1G的过表达PSC及其后代细胞免疫原性，包括对NK细胞介导的细胞毒性的易感性。

HLA II类分子工程改造

HLAII类II蛋白质（HLA-HDP、HLA-HDQ和HLA-HDR）是异二聚体具有多形性、α-链和β-链,其表达在抗原呈递细胞如,B细胞、巨噬细胞和树突细胞。

基于这些细胞类型的治疗需要组合HLAI类和II类工程预防同种异体反应，如果这些治疗抗原递呈需要这些细胞是完整的，将不能成为通用性供体细胞。

HLAII类可能不是其他种类细胞所必需，一些非专业抗原呈递细胞, 如基质细胞或胰岛β-1细胞，在暴露在炎症因子的情况下，可表达HLAII类II因子。与消除HLAI类分子不同，消除HLAII类表面表达不激活NK细胞的“缺失自我”反应。

一个更简单的方法不是消除所有单个HLAⅡ类基因的表达，而是敲除所有HLAⅡ类基因表达所需的转录因子。裸露淋巴细胞综合征患者由于CIITA、RFX 5、RFXAP或RFXANK四种不同转录因子基因突变而缺乏HLAⅡ类基因表达。ciita在小鼠体内被敲除，以建立一种HLAⅡ类-阴性小鼠模型，该模型已被广泛研究。CIITA和RFXANK在人PSCs中均已被敲除，并被证明能阻止这些细胞的分化后代HLAⅡ类的表。

HLA工程改造细胞的优势

标准化-易于表征和质量控制

通用供体细胞中，HLA缺乏多态表达，具有重要的优势。首先，从ESCs或IPSCs衍生的单个细胞系可以扩展，分化为治疗性细胞类型，准备供人使用。这样就可以对单个细胞产品进行广泛的分析，包括RNA和蛋白质的表达特征、安全性测试、相关的分化检测和全基因组测序，从而确保避免任何具有不良特征的细胞克隆。

治疗可及性强

经典细胞治疗，为了避免移植排斥，采用自体细胞进行诱导分化，从而进行自体移植。问题是个体细胞因为机体健康等因素样本获取难度大，生产周期长，产量受限，影响了治疗的可及性。通用型细胞治疗，有助于采用药品大规模生产的优势，提前生产，产量大，生产周期短，不受治疗者身体状况影响，增加治疗的可及性。

不递呈自身抗原

HLA-工程细胞的另一个好处是，它们不应该呈现自身抗原，可能被用作糖尿病等自身免疫性疾病的细胞治疗方法。

免疫遮蔽（Immune cloaking）

除了自体细胞，自然界存在一些种类的细胞，可以逃避人类免疫系统的监视。如胎盘缺少HLA-I类II类分子，肿瘤细胞高表达免疫检查点分子如PD-1，CTLA-4，抑制性细胞因子如TGF-β，或者上调调节性T细胞等。这些现象，就像对免疫系统进行了遮蔽，称之为免疫遮蔽（Immune cloaking）。

通过HLA-I类II类分子的工程改造，阻止NK细胞对于通用型细胞的杀伤。

阻断抗原递呈细胞的迁移和共刺激分子，阻止细胞毒性T细胞的产生和增殖。上调调节性T细胞，也可以抑制效应T细胞，产生耐受。

将免疫抑制基因（PD-L1、FasL、CD47、CD200、CCL21、Mfge8、H2-M3和Spi6）工程入通用型细胞，可能能够模拟免疫遮蔽，产生机体免疫系统对通用型细胞的耐受。

通用型细胞的安全风险及解决方案

HLA阴性通用型细胞可能完全逃避免疫系统监视

HLA表达的缺失或减少有助于肿瘤细胞逃避免疫应答。移植的HLA-阴性细胞发生恶性转化，则很难通过正常的免疫机制消除。理论上甚至有可能将完全逃避异基因识别的肿瘤细胞转移到其他个体身上。因而需要工程入自杀基因，如果这些细胞发生恶性转化，就可以将其排除掉。

这群细胞如果被感染，则无法通过免疫系统对其进行清除。应对方法也是工程入自杀基因。

自杀基因的安全性问题。

自杀系统的安全性取决于多种因素，包括特定的自杀基因、如何整合到基因组中以及治疗需要多少细胞。在大多数实现中，自杀基因，如iCasp9或编码单纯疱疹病毒胸苷激酶的基因，都是随机整合的。这可能会导致因沉默或表观遗传改变而导致的杂色或表达丧失，也有可能因突变而丧失功能。

这一挑战的解决方案之一是(以纯合子方式)将单纯疱疹病毒胸苷酸激酶与细胞分裂或存活所必需的内源性基因连接，从而使从自杀开关逃脱的可能性大大降低。

细胞也可以被设计成这样一种方式，即自杀基因只能在分裂细胞中转录，从而允许选择性地消除可能发生恶性转化的细胞，同时使未分裂的细胞存活。

其他位点可以作为整合位点，例如那些参与蛋白质合成的位点，有可能消除所有的工程细胞。