Sipuleucel-T (Dendreon Corporation)

摘要:癌症患者接受治疗性癌症疫苗（CV）以增强自身免疫反应，以摧毁癌细胞。与给予健康个体的预防性疫苗不同，治疗性疫苗针对并杀死癌细胞，同时保留健康细胞。理论上，这些疫苗可以用来阻止晚期癌症和对常规医疗治疗（如手术、放疗和化疗）有抵抗力的复发肿瘤的生长。过去二十年中，肿瘤免疫疗法研究取得了重大进展，许多实验目前正在临床环境中进行评估。还有一些疫苗可以保护健康个体免受某些病毒相关癌症的侵害。与流感或水痘免疫类似，这些疫苗提供针对特定病毒的保护。然而，为了从免疫中受益，重要的是在感染病毒之前接种这些疫苗。根据2018年GLOBOCAN的数据，2018年印度有784,821例与癌症相关的死亡，2,258,208人患有癌症，以及1,157,294例新发癌症病例（在诊断后的五年内）。癌症类型、疾病阶段和诊断后的时间都影响生存机会和预后。在本章中，我们讨论了与CV相关的生存率和预后。此外，我们介绍了开发新一代癌症预防疫苗的好处和挑战。 1.引言 当前的恶性肿瘤可以通过主动、被动或免疫调节免疫疗法进行治疗。被动免疫疗法指的是管理外来物质，如淋巴细胞或抗体（mAbs），而不是增强患者自身免疫系统能力的主动免疫疗法，后者介导对肿瘤相关抗原（TAAs）的免疫反应，识别并消除癌细胞。免疫调节药物旨在增强整体免疫反应能力，以增强抗癌免疫反应，而不是针对特定抗原。前列腺癌（PC）、肺癌（LC）和结直肠癌（CRC）在男性中的发病率高于女性，而女性更容易患乳腺癌、肺癌和CRC。所有四种癌症类型在两种性别中的发病率和死亡率都有所下降，女性中LC可能除外。这可能是由于治疗、药物组合和早期检测的进步。然而，尽管有这些积极的发展，癌症仍然是一个重要的全球公共卫生问题，需要开发尖端的诊断和治疗方法来改善患者的健康结果。缺乏肿瘤特异性抗原和对TAAs的减弱免疫反应，这些抗原通常被免疫系统识别为自身抗原，是开发有效癌症疫苗（CV）的两个主要障碍。为了解决对肿瘤相关抗原（TAAs）的免疫反应受损问题，近年来提出了各种治疗技术。这些包括来自细胞、DNA、RNA、蛋白质或肽的疫苗，以及基于载体的疫苗。所有这些治疗方法都涉及激活抗原呈递细胞（APCs）并诱导特定于抗原的细胞毒性T淋巴细胞介导的免疫反应。树突状细胞（DCs）是最有效的APCs之一，已经采用了多种策略来增强它们刺激T淋巴细胞的能力。尽管取得了最近的成就，但由于缺乏支持观察到的整体生存（OS）和无进展生存时间（PFS）显著改善的免疫学证据，几项临床研究受到了批评。因此，研究抗癌疫苗中每种免疫反应的确切组成部分至关重要。这一探索应该关注反应的特异性和潜在逃逸机制的识别，以开发新型和有效的抗癌疫苗。深入理解不同方式如何影响细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应是必要的。治疗性癌症疫苗旨在教育身体的防御系统识别并选择性地针对肿瘤细胞进行消除。免疫反应的两个潜在目标是TAAs或肿瘤特异性抗原（TSAs）。由于其特异性，TSAs被认为是癌症免疫疗法的理想选择。大多数TSAs由原始蛋白质序列中的体细胞突变产生的突变蛋白组成。事实上，这些蛋白质中的一些已被证明对癌变和癌症发展至关重要，这使得针对TSAs成为一个重要的好处。然而，针对TSAs有一个显著的缺点，即大多数突变是特定于每个肿瘤的，这可能需要为特定个体创建个性化的免疫疗法。另一方面，TAAs通常表达在具有相同组织学的肿瘤上，并存在于许多起源的恶性肿瘤中。由于免疫系统对自身抗原的早期耐受性，针对TAAs有明显的缺点，导致其免疫原性有限。需要进一步研究以确定是否将疫苗与低剂量的化疗药物或放射疗法结合使用，以适当的顺序给药，可以增强疫苗诱导的免疫力。背后的推动力来自临床前和临床数据的鼓励。 2.治疗性癌症疫苗(CV)及其作用概述 过去十年中，治疗性癌症疫苗(CV)的开发显著增加。创新的抗原递送技术、对天然免疫反应的理解以及各种肿瘤相关抗原(TAAs)的发现都促进了疫苗设计的进步。治疗性CV旨在预防癌症、治疗最小复发疾病、建立持久的抗肿瘤记忆，并最小化不必要的副作用。然而，实现这些目标需要克服诸如肿瘤引起的免疫抑制和免疫抵抗等障碍。 在选择疫苗平台时，需要考虑几个因素。个性化疫苗生产所需的时间在选择适当的疫苗平台时至关重要。核酸疫苗(NAVs)已被证明是许多转移性疾病的成本效益治疗。疫苗开发中也可以采用组合疗法以防止疾病进一步进展，并创造支持成功免疫反应的免疫环境。此外，在选择疫苗平台时应考虑给药方法和剂量数量。 抗原的优化和设计以及平台选择在疫苗开发中起着关键作用。肿瘤抗原耦合结合载体，如破伤风内毒素和白喉类毒素，可以增强抗原的免疫原性。包含病毒样颗粒(VLPs)或其他经过蛋白质结构优化的抗原的疫苗已被证明可以改善免疫反应。此外，生物信息学和深度测序方法是指导疫苗设计的关键。 3.疫苗类型 在子部分中讨论了四种不同类型的CV。 3.1.基于细胞的疫苗 CV最初以基于细胞的疫苗形式出现。为了刺激对抗原的更广泛免疫反应，基于细胞的CV通常由与肿瘤抗原非常相似的整个细胞或细胞片段制成。树突状细胞(DC)疫苗是细胞基础疫苗的重要组成部分。针对个性化DC基础新抗原CV的临床测试显示出有希望的抗肿瘤结果。DC疫苗的开发仍受到漫长程序和高成本的阻碍。图11.1展示了当前正在进行的试验示例。 图 11.1 基于细胞的疫苗当前进行中的试验示例。 3.2.基于肽的疫苗 基于肽的亚单位疫苗显著刺激特定肿瘤抗原位点，也包括化学和生物合成的预测或已知特定癌症抗原的制备。佐剂和基于肽的亚单位疫苗可以有效引发体液免疫反应，使它们成为预防和治疗病毒性传染病的理想选择。 图11.2展示了当前正在进行的基于肽的疫苗试验的关键示例。 图 11.2 基于肽的疫苗当前进行中的试验示例。 3.3.基于病毒的疫苗 基于病毒的疫苗的关键优势在于它们能够刺激先天和适应性免疫系统协同工作，从而产生有效且持久的免疫反应。溶瘤病毒(OVs)是一种新疗法，选择性地针对并杀死肿瘤细胞，同时也促进抗肿瘤反应。OVs的例子包括单纯疱疹病毒、腺病毒、麻疹病毒等。T-VEC，一种第一代重组单纯疱疹病毒产品，在这一领域显示出巨大希望。腺病毒除了单纯疱疹病毒外，是另一种常用的溶瘤病毒。它通常被用作传递特定基因的载体。腺病毒由于其明确的基因结构和易用性，有利于基因转移和肿瘤抗原的表达。腺病毒可以快速大量生产，并且具有广泛的宿主细胞嗜性。此外，腺病毒自然会引起粘膜感染，使它们成为疫苗传递的有希望的候选者。基于溶瘤和非复制腺病毒的疫苗在临床前和临床试验中都显示出希望。 病毒可以被基因修饰以包含编码肿瘤抗原的序列，因为它们自然具有免疫原性。腺病毒和其他重组病毒可以跨免疫细胞传播感染。改良病毒疫苗可以显著增加免疫系统对肿瘤抗原的暴露，并产生抗肿瘤免疫。此外，溶瘤病毒可以被用作载体。除了提供癌症抗原外，病毒本身还具有溶解肿瘤、释放肿瘤抗原、提高疫苗效果和开发持久免疫记忆的能力。然而，基于病毒载体的疫苗生产程序复杂。图11.3描述了当前正在进行的基于病毒的疫苗试验的示例。 图 11.3 基于病毒的疫苗当前进行中的试验示例。 3.4.基于核酸的疫苗 NAVs通过典型的生理机制传递编码癌症抗原的遗传信息给宿主，使宿主能够产生抗原蛋白。随后，释放的肿瘤抗原可能引发免疫反应，从而消除癌细胞。与mRNA相比，DNA在体内更稳定，持续时间更长，这主要是因为RNA酶的广泛使用和两者之间的结构差异。因此，最初的核酸免疫接种主要关注DNA疫苗。与mRNA不同，DNA分子必须首先进入细胞核才能启动转录。因此，mRNA抗原的产生是快速且高效的。与mRNA疫苗相比，DNA疫苗由于需要额外的步骤进入细胞核，因此引发的免疫反应较低。此外，质粒DNA一旦进入细胞核，就能产生多份mRNA，从而比单个mRNA分子产生更多的抗原。此外，尽管DNA疫苗可能携带插入突变的风险，但mRNA疫苗不会带来插入和整合到基因组的风险。一个有效的疫苗平台是非复制型病毒载体（NAV）。NAV显著诱导MHC I介导的CD8+ T细胞反应，使其成为创造疫苗的有吸引力的平台。NAV允许同时传递多种抗原，支持细胞和体液保护。此外，NAV可以编码全长肿瘤抗原，使抗原呈递细胞（APCs）能够交叉呈递大量表位或同时呈现多种抗原。它们特别适合生产特种新抗原疫苗，因为NAV的快速和简单创建。图11.4描述了当前正在进行的基于核酸的疫苗试验的例子。 图11.4 展示了基于病毒的疫苗当前正在进行的试验示例。 4.全球癌症生存数据 世界卫生组织（WHO）的预测表明，预计到2020年将有1000万人死亡，癌症将成为全球死亡的主要原因。2020年，报告的新癌症病例中，以下类别的发病率最高：226万乳腺癌病例，221万LC病例，193万结肠和直肠癌症病例，120万非黑色素瘤皮肤癌病例，141万PC病例，以及109万胃癌病例。在2020年与癌症相关的死亡中，LC占180万例，其次是结肠和直肠癌症（916,000），肝癌（830,000），胃癌（769,000）和乳腺癌（769,000）。 4.1.男性全球癌症发病率 2020年，LC是男性中最普遍的类型，占全球男性报告的所有新癌症病例的15.4%。构成所有癌症41.9%的前三种恶性肿瘤是LC，PC和CRCs（不包括非黑色素瘤皮肤癌）。胃癌和肝癌是另外两种流行肿瘤，占超过5%。 4.2.女性全球癌症发病率 2020年，乳腺癌是全球女性中最普遍的癌症类型，占所有新病例的25.8%。构成所有癌症44.5%的前三大癌症（不包括非黑色素瘤皮肤癌）是LC，乳腺癌和CRCs。宫颈癌是女性中第四大普遍的恶性肿瘤，占2020年所有新病例的6.9%。5.癌症预后 我们现在对抗癌症的武器库包括从实验室研究到床边应用的各种药物和设备。尽管前景看好，但许多癌症治疗仍然表现出不充分的长期反应率。最近的研究指出，患有相似类型肿瘤的个体可能对各种治疗方法有不同的反应，敏感度也不同。此外，利用靶向药物和基于基因微阵列的疾病分型进行的临床试验已经明确显示了人类癌症潜在的遗传和表型异质性。将癌症患者的治疗从无效方法转变为更有效方法是一项共同目标。因此，从治疗角度来看，至关重要的是确定哪些癌症患者可以从特定疗法中受益，哪些不能。在癌症治疗期间进行早期预后特别受欢迎，因为疾病发展迅速。为了在体内监测癌症治疗期间肿瘤大小的宏观变化，已经采用了一系列的分子成像技术，如磁共振成像（MRI）和X射线计算机断层扫描（CT）成像。已经进行了许多验证研究，以评估实体瘤对常规细胞毒性化疗的治疗反应。然而，当涉及到最近开发的治疗方法，如基因治疗，免疫治疗和抗血管治疗时，情况变得更加复杂。在癌症治疗的早期阶段，肿瘤坏死和空洞形成通常发生在肿瘤大小变化之前，这使得修改治疗方案变得具有挑战性。一些研究甚至表明，肿瘤代谢的变化通常发生在肿瘤体积变化之前。这些发现支持了仅评估大小变化不足以作为肿瘤反应的敏感指标，而是需要定量测量肿瘤代谢的观点。此外，依赖肿瘤大小的变化来衡量治疗反应通常会导致不准确的结果。专注于肿瘤各种生理特征的功能性成像技术已经流行起来，用于评估肿瘤治疗的早期效果。通过捕捉这些早期变化，我们可以更好地及时确定每个患者的适当治疗策略，从而改善早期治疗计划。这种方法的优势在提高患者福祉方面几乎是无限的，从减轻身体负担到改善治疗结果。 在这方面，已经开发了几种功能性分子成像方法，包括单光子发射计算机断层扫描、正电子发射断层扫描（PET）、磁共振成像（MRI）、超声成像、光学成像和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）。功能性分子成像工具能够直观观察肿瘤的生理、代谢、生物标志物分布和血液灌注。换句话说，在观察到肿瘤生长变化之前，功能性分子成像所获得的信息被用来确定药物如何进入目标区域、影响肿瘤微环境（TME）以及识别治疗抗性的出现。 6.影响预后的因素 1.腺体受累和远处转移，无论是否存在：可以说，远处转移和腺体受累的程度与预期寿命成反比。这个理论的推论指出，原始生长和转移的解剖位置决定了疾病离死亡有多近。 2.生长固定：手术的复杂性、立即手术的风险以及完全康复的可能性都随着癌症对附近结构的附着程度而增加。 3.位置：有共识认为，早期治疗，特别是当患者因肿瘤、出血、不适或梗阻而被迫接受检查时，对于在体检中发现的易于接近的器官中的肿瘤来说，提供最好的预后。因此，可以这样说，更有可能早期引起疼痛、出血、机械梗阻或明显肿块的良性或恶性肿瘤是更可取的。一般来说，如果生长更容易诊断和治疗，并且早期出现致残症状，那么它的预后就更好。 4.肾功能和心功能：心脏和肾脏在癌症中的作用与它们在整体健康中的作用相似。当心肾功能降低时，预后更差，立即治疗的风险更高。 5.贫血：这种病症似乎与两种不同的情况有关：饮食限制、一次性出血或从生长中持续或频繁的渗漏。尽管很难确定它是否不是其他两种情况之一，但可能存在第三个标准。这指的是由可能的癌症毒素引起的贫血，或与肿瘤分解相关的疾病。总的来说，可以说，随着贫血的严重程度增加，立即治疗失败的风险和预期寿命增加。然而，如果贫血是由于生长的一次性或最近的一系列出血引起的，那么去除生长后的预后可能不一定改变。 6.生长大小：已经证明，生长的大小和腺体受累的存在有一个明确的关系，具有预后意义。可以合理地说，随着原发生长的大小增加，腺体受累的可能性增加，导致预后更差。 7.年龄：根据普遍的临床观点，预后似乎受年龄的一定影响。因此，临床经验表明，年轻人的癌症往往比老年人更快导致死亡。然而，由于许多其他变量在起作用，这个问题的统计分析极具挑战性。除了肺、心、肾功能等一般特征外，即使考虑到年龄，仍可能存在大小、位置、固定、持续时间、生长模式和腺体受累的差异。 8.生长方向：肿瘤的大部分是否位于器官的腔内或表面，或者是否穿透了器官壁并扩散到附近的器官或大腔室，例如乳腺癌的胸腔或肠道恶性肿瘤的腹腔。一些肠道肿瘤，特别是胃和结肠的肿瘤，在积极生长到腔内时，几乎不或根本不侵犯生物壁。其他则渗透壁、浆膜和相邻结构，而不是向腔内生长。后者的预后最差。它也可能明显小于向腔内生长的肿瘤，并且更有可能涉及腺体。 9.体重减轻：在癌症患者中，这可以归因于多种因素，包括食物的质量和数量、机械梗阻、不适、焦虑，可能还有感染和分解组织的吸引。单独的体重减轻可能不是特别重要，但当与其他预后标志物结合时，它为预后增加了更多的权重。值得注意的是，体重不足的个体通常比超重个体的手术并发症风险更低。 10.细胞分化、淋巴细胞浸润、纤维化和玻璃样变：分化构成了许多肿瘤分类方法的基础，虽然可能不如许多医生认为的那样至关重要。直接的临床兴趣比研究兴趣要弱。广泛接受的观点是肿瘤细胞的分化程度和它们的生长速率以某种方式相连，但还有其他几个因素也影响临床预后。 11.疾病持续时间：在大多数关于癌症的书面记录中，疾病的持续时间往往不准确且具有误导性。随着时间的推移，一些并不必然与癌症类型或分级相关的具体指标和症状变得更加重要。大小、解剖位置、机械性梗阻和出血等因素都有助于癌症的体征和症状。即使是疼痛，除非是由机械性限制引起的，通常也不是一个可靠的指标。这些症状不能用来诊断癌症或预测治疗效果。这些症状和体征可能在癌症形成之前就已经存在，并且在许多良性状况中很常见。换句话说，在大多数情况下，确定或估计实际恶性发展的时间往往具有挑战性。它作为一个单独的预后指标并不特别有用。不可手术的肿瘤通常有可见的病史，特别是在胃和结肠中。疾病持续时间通常只有在与其他因素一起考虑时才有意义。 7.治疗性癌症疫苗 治疗性癌症疫苗通过精确刺激免疫系统使用肿瘤抗原产生抗癌反应来发挥作用。然而，治疗性癌症疫苗仍然被认为是一种没有经过临床证明的策略。与最近建立的免疫疗法如免疫检查点阻断（ICB）或嵌合抗原受体（CAR）T细胞治疗相比，治疗性疫苗在产生晚期癌症患者的临床反应方面有着有限的记录。作为一种免疫疗法，癌症治疗疫苗旨在通过增强身体固有的抗癌防御来治疗癌症。与癌症预防疫苗不同，癌症治疗疫苗是给已经患有癌症的个体接种的，专注于针对癌细胞而不是疾病本身。 治疗疫苗的概念基于TAAs（肿瘤特异性抗原），人们认为这些抗原存在于癌细胞中，但在健康细胞中不存在或水平较低。治疗性免疫接种可以训练免疫系统识别这些抗原，对它们产生反应，并消除携带它们的癌细胞。 创建CVs（癌症疫苗）有三种基本方法： 可以使用您自己的肿瘤细胞来创建它们。换句话说，它们被制造出来专门针对您癌症独有的特征来引发免疫反应。 这些疫苗可以利用多个患有特定类型癌症的患者的癌细胞上的TAAs来开发。一旦接种，肿瘤表达抗原的患者可能会经历免疫反应。这种类型的疫苗目前处于测试阶段。 可以使用DCs（一种免疫细胞）来生产它们。由于DC疫苗，患者的免疫系统对肿瘤细胞上的抗原产生反应。一些晚期PC患者使用FDA批准的DC疫苗Sipuleucel-T进行治疗。 溶瘤病毒治疗，有时被称为CV，是一种独特的癌症治疗方法。它使用溶瘤病毒，这是一种选择性针对并消除癌细胞而保留健康细胞的病毒。第一个获得FDA批准的溶瘤病毒治疗药物名为talimogene laherparepvec（T-VEC，或Imlygic®）。它基于1型单纯疱疹病毒（HSV-1）。尽管这种病毒可以感染癌细胞和健康细胞，但健康细胞可以消除病毒，而癌细胞则不能。直接向肿瘤注射T-VEC。病毒继续自我复制，导致癌细胞凋亡。垂死的细胞释放新鲜病毒和其他化合物，这可能会触发全身对癌细胞的免疫反应。 8.靶向抗原 在开发抗癌疫苗的背景下，选择要靶向的肿瘤抗原引起了极大的兴趣。尽管对各种癌症疫苗技术进行了广泛的探索，靶向抗原仍然是讨论的焦点。这些抗原可以大致分为两组。第一组，被称为TAAs，包括分化抗原、癌症睾丸抗原（如MAGE-3和NY-ESO-1）、过表达抗原（如Her2/neu、survivin和MUC-1）等。TAAs由肿瘤细胞和正常细胞（如Mart1、PSA和PAP）表达。尽管正常细胞也在一定程度上表达TAAs，它们的免疫原性可以引发特定的T细胞反应。然而，TAAs受到一定水平的自我耐受性限制。另一方面，TSAs（肿瘤特异性抗原）逃避了中心胸腺耐受性。TSAs包括在病毒诱导的恶性肿瘤中发现的致癌病毒蛋白，以及由正常蛋白的非沉默体细胞突变形成的新抗原。这些新抗原被免疫系统识别为外来物质。基于新抗原的疫苗技术在早期（I期）人类临床试验中显示出了有希望的结果，并在各种动物模型中展示了特定的抗肿瘤免疫反应。 9.治疗性疫苗策略 治疗性疫苗有多种形式，比如使用整个肿瘤细胞、肿瘤细胞裂解物或基因被改变的癌细胞。通常也会使用由蛋白质或肽段、RNA或DNA制成的疫苗，以及载有DNA、RNA或肽段的树突状细胞（DC）基础疫苗、设计用来表达癌症抗原的病毒载体，以及其他类型的疫苗。疫苗平台的发展也使得使用含有被修改的病毒的病毒载体成为可能，这些病毒被设计来表达特定的抗原和免疫调节化学物质。许多研究已经调查了用肿瘤抗原脉冲处理的自体DCs作为潜在的CVs。在一项III期临床试验中，作为转移性黑色素瘤患者的一线治疗，肽脉冲DCs被检查，但与化疗相比，DC免疫接种被发现是无效的。目前正在对胶质母细胞瘤患者进行一项随机II/III期临床试验（NCT03548571），以测试基于DC的疫苗接种。包括使用DCs传递疫苗、保持DCs的活性和成熟度，以及体外创建的一致性在内的许多因素可能是限制性的。 疫苗平台的发展也使得使用含有被修改的病毒的病毒载体成为可能，这些病毒表达特定的抗原和免疫调节化学物质。已经使用改良的天花病毒（MVA）安卡拉株进行了研究。在一项II期临床试验中，转移性肾细胞癌（mRCC）患者接受了TG4010疫苗。这种疫苗含有免疫刺激性细胞因子IL-2和表达肿瘤抗原MUC-1（mRCC）的MVA。观察到MUC-1免疫反应的诱导，并确认了疫苗的安全性。然而，疫苗接种并没有提供任何临床优势。这些改良的病毒技术也被用于生产其他疫苗，如TroVax。TroVax是一种表达胎儿癌基因5T4（MVA-5T4）的MVA。它在一项III期临床试验中被研究用于治疗肾细胞癌，但没有观察到治疗效果。因此，有多种类型的治疗性疫苗接种方法。此外，对载体传递和佐剂的研究也越来越受到重视，以增强疫苗的效果。 9.1.前列腺癌的治疗性疫苗 2010年4月，FDA批准了Sipuleucel-T（商品名Provenge®，Dendreon Corporation，西雅图，美国）作为唯一FDA许可的治疗性癌症疫苗，用于治疗转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC），这标志着活性免疫疗法的重要发展。三种免疫学共刺激分子，通常被称为PSA-TRICOM，由丹麦Kvistgaard的Bavarian Nordic生产，存在于淋巴细胞上：细胞间粘附分子1（ICAM 1）、淋巴细胞功能相关抗原3和CD80（B7）。这些分子是T淋巴细胞激活（LFA 3）的标记。在使用基于天花的载体进行增强后，使用基于禽痘的载体进行初始处理，两者都与GM CSF一起使用。在活性免疫疗法GVAX疫苗中使用了两种经过辐射处理并持续表达GM CSF的异体前列腺癌细胞系（GVAX-PCa）。尽管最初在mCRPC患者中显示出临床安全性和有效性，但由于缺乏治疗效果和死亡率增加，两项III期试验被提前停止。 9.2.乳腺癌的治疗性疫苗 在临床试验中，已经评估了几种HER2衍生的肽段，它们与GM CSF、环磷酰胺或poly-ICLC等免疫刺激性药物联合使用。针对HER2的活性免疫疗法可能只有在表达HER2的乳腺癌女性中才能真正成功。一组HER2表达水平较低的患者在接受GM CSF加上HER2衍生的肽段E75（也称为NeuVaxTM）后，显示出更长的无病生存期（DFS）。目前正在进行一项III期临床试验，研究E75加上GM CSF在预防低至中风险早期、淋巴结阳性乳腺癌患者复发中的效果。最近针对乳腺癌的肽疫苗治疗之一集中在WT1（Wilms肿瘤蛋白）抗原上，这是一种涉及细胞增殖、分化和死亡的转录因子。早期研究表明，注射与MontanideTM ISA 51佐剂乳化的WT1可以在乳腺癌患者中诱导肿瘤回归和WT1特异性CTL扩增。在涉及1028名转移性乳腺癌女性的III期试验中，研究了与KLH结合的多种糖蛋白中识别出的表位sialyl-Tn，但发现它对生存没有影响。然而，对于这些女性中的一个预先分层样本，她们也接受了同时的内分泌治疗，无进展生存期和总生存期（OS）确实有显著改善。一种非肽技术涉及给31名转移性乳腺癌患者中的2名注射设计表达粘液蛋白1（MUC1）和IL2的疫苗，导致部分肿瘤缩小。 9.3.针对非小细胞肺癌（LC）的治疗性疫苗 疫苗GSK1572932A结合了免疫佐剂AS15和与黑色素瘤相关的抗原3肽。尽管没有一项改善在统计学上显著，但涉及182名切除了IB-II期MAGE A3阳性非小细胞肺癌患者的II期试验结果显示，与安慰剂相比，GSK1572932A有改善结果的趋势。GV1001是一种16氨基酸肽疫苗，与人类端粒酶逆转录酶（hTERT）的活性位点相匹配，以及GM CSF免疫，能在高达80%的无法切除的III期非小细胞肺癌患者中诱导特异性免疫反应。CIMAvax EGF疫苗旨在产生抗体介导的免疫反应，而不是细胞介导的免疫反应。重组人类EGF、载体蛋白以及额外成分与佐剂MontanideTM ISA 51结合。在包括80名IIIB-IV期非小细胞肺癌患者的II期研究中，中位总生存期与仅最佳支持治疗相当。在CIMAvax EGF免疫接种中产生强烈免疫反应的患者生存率更高。TGF-2反义基因被插入到四个非小细胞肺癌细胞系中，作为Belagenpumatucel L疫苗（LucanixTM，NovaTx公司，圣地亚哥，美国）的一部分。在II期研究中，较大剂量的belagenpumatucel L提高了生存率。含有三个LC细胞系转染小鼠1,3-半乳糖基转移酶基因的Tergenpumatucel L，在包括28名患有癌或复发性非小细胞肺癌的患者的II期研究中，与11.3个月的中位生存时间相关。刺激抗原特异性T细胞的IFN释放与改善的总生存期相关。 9.4.针对黑色素瘤的治疗性疫苗 使用MontanideTM ISA 51佐剂的序列优化肽、系统性IL-2和gp100特异性免疫，在涉及185名局部晚期III期和IV期黑色素瘤患者的III期试验中用于增强临床结果。在接受使用抗MAGE A3 TCR转导的自体工程T细胞的细胞治疗的九名晚期癌症患者中，有五名显示出显著的临床缓解。如果没有对免疫接种的不良反应，可能会发展出一种耐受机制，防止存在高亲和力TCRs，如在细胞治疗（ACT）研究中使用的那样。接受DC疗法结合KLH和黑色素瘤相关抗原混合物治疗的晚期黑色素瘤患者，与无反应者相比，中位生存时间更长。在切除转移性黑色素瘤后，由于缺乏效力，与卡介苗作为佐剂的异体全肿瘤细胞疫苗的III期研究突然终止。在转移性黑色素瘤试验中，与基于DC的策略相比，使用自体DC疫苗接种的结果比使用辐射、整个肿瘤细胞疫苗接种的寿命显著更长。 9.5.针对胰腺癌的治疗性疫苗 针对具有肿瘤特异性KRAS突变的胰腺肿瘤的治疗性靶向，在90%的病例中取得了成功。在I-II期试验中，38名晚期胰腺癌患者接受了由合成突变RAS肽和GM CSF组成的免疫接种。观察到反应者比无反应者有更长的寿命。 9.6.针对结直肠癌（CC）的治疗性疫苗 关于结直肠癌的治疗性疫苗，已经证明Ad5 [E1, E2b]-CEA (6D)，一种新的腺病毒基因递送系统，编码CEA抗原，增强了61%的晚期结直肠癌患者的细胞介导免疫。整个癌症细胞免疫疗法在结直肠癌中也显示出希望。使用OncoVAX®（Vaccinogen公司，马里兰州，美国）的III期试验，一种辐射的自体肿瘤细胞疫苗与BCG佐剂，揭示了对I至IV期结肠癌（CC）患者的无复发和总生存期的改善。然而，这些改善主要在II期疾病患者中观察到。 10.结论 免疫系统无疑是长期癌症控制最有效的工具，因为它能够选择性地针对癌细胞，适应变化的肿瘤，以及其固有的记忆力。新抗原现在为成功的癌症疫苗提供了难以捉摸的抗原靶标。这些新抗原彼此不同，并且对肿瘤具有高度特异性。为了充分激发患者的免疫反应，并专门针对他们的癌症进行训练，应该提供不断发展的免疫调节药物，如CPB。这些疗法包括针对这些抗原的个性化疫苗以及尖端的免疫佐剂。主动免疫疗法正成为传统癌症治疗的重要补充，但仍有许多关键问题需要解决。识别理想的抗原、佐剂和递送系统组合，以及制定有效的策略来对抗肿瘤相关的免疫抑制至关重要。有效和持久的抗癌效果无疑需要互补的免疫疗法的组合，无论是研究者发起的还是行业赞助的临床开发计划都必须考虑这一点。需要大量的工作来发现新的预测生物标志物，并在实际临床环境中进行前瞻性验证。 有许多潜在的生物标志物。虽然在治疗前测量循环蛋白、DNA、肿瘤细胞和免疫细胞的水平相对直接，但在肿瘤微环境中的水平可能是更准确的反应预测因子。检查治疗前后的免疫反应可能有助于预测长期结果。治疗性CVs由于其安全性、特异性和持久效果的潜力，提供了一个吸引人的免疫疗法替代方案，甚至可能通过发展免疫记忆来实现治愈。不幸的是，以前创建有效的治疗性CVs的尝试大多不成功。然而，由于从过去的失败中学到的教训，最近对CVs的研究表明了有希望的临床发现。三个关键的见解推动了这一突破：免疫原性抗原的重要性、高效免疫递送载体的重要性，以及如何更好地对抗肿瘤介导的免疫抑制。借助新技术，可以产生更多免疫原性的TAAs，并识别肿瘤特异性的新抗原。目前正在研究的改进疫苗技术包括增强的共刺激成分、多抗原疫苗接种，以及激活CD8和CD4 T细胞反应。此外，与检查点调节剂和其他新兴的免疫抑制药物的组合显示出希望，尽管需要进一步的研究来确定最有效的组合和每个组分的最佳剂量计划。我们认为，在所有三个领域同时进步对于CVs的成功至关重要。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

摘要:针对肿瘤的有效疫苗引发的免疫反应可能为癌症提供终身解决方案，与传统的化疗、手术、免疫疗法和放疗等程序相比。随着基础肿瘤免疫学知识的进展，癌症疫苗（CV）研究取得了显著进展。近期II/III期临床试验的积极结果，如Provenge®，一种基于树突状细胞（DC）的疫苗，表明了新一代免疫疗法疫苗的出现。在过去20年中，已经鉴定并临床测试了几种肿瘤相关抗原（TAAs），作为针对各种类型癌症的免疫疗法显示出有希望的结果。为了解决对TAAs的免疫反应减弱问题，已经开发了包括基于细胞的、基于DNA或RNA的、基于蛋白质或肽的以及基于载体的疫苗在内的各种治疗性CV技术。本综述重点检查最有希望的II/III期临床试验，特别强调旨在预防癌的疫苗。此外，本综述还提供了可能的组合策略的概述，这些策略可以释放CV的独特潜力。 1.引言 癌症是全球第二大死因，2020年导致1000万人死亡。同年，1000万癌症相关死亡中有超过70%发生在低收入和中等收入国家。乳腺癌是最常见的类型，预计2022年美国将有290,560例新病例。前列腺癌（PC）和肺癌（LC）是接下来最常见的恶性肿瘤。男性更容易发展成前列腺、肺和结直肠癌（CRCs），而女性更容易发展成乳腺、肺和CRCs。总体而言，由于早期筛查和治疗进展，包括化疗、手术、放疗和靶向疗法，男性和女性的癌症发病率和死亡率一直在持续下降。 尽管取得了这些积极的进展，癌症仍然是一个需要创新方法和治疗干预的重大全球公共卫生问题，以增强治疗体验。免疫疗法一直被认为是癌症患者的一个有希望且可行的选择。理论上，疫苗接种可以诱导特定的细胞和体液免疫反应，以抑制肿瘤生长并最终消除恶性细胞。20世纪90年代初发现的第一个人类肿瘤抗原黑色素瘤相关抗原1（MAGE-1）开启了肿瘤抗原在癌症疫苗（CVs）应用中的新篇章。2010年成功使用Sipuleucel-T（Dcs疫苗）对抗PC展示了CVs的潜力，并在该领域引起了极大的兴趣。目前，几乎所有CVs都处于临床前和临床开发阶段。 有必要建立疫苗和更具体抗原的开发平台。CVs可以分类为治疗性或预防性疫苗。预防性疫苗可以通过限制致癌微生物的感染来阻止肿瘤发生，而不为恶性肿瘤提供直接的治疗益处。这些中最知名的是乙型肝炎病毒（HBV）和人乳头瘤病毒（HPV）疫苗，它们已被广泛使用并获得FDA批准，分别显著降低了肝癌和宫颈癌的发病率。治疗性疫苗通过特别触发自身免疫反应来消除肿瘤细胞。MAGE-1是一种在黑色素瘤组织中但不在健康组织或细胞中发现的人类肿瘤抗原，正如Van der Bruggen进行的研究所示。这一发现开启了疫苗研究的新时代。 这导致了一种理论，即利用肿瘤抗原以“疫苗”格式，由于它们优先针对癌细胞，提供了一种安全有效的治疗方法，能够产生终身免疫。在过去40年中，针对各种恶性肿瘤进行了广泛的CVs的临床前和临床研究。在美国和欧盟，只有两种治疗性CVs，talimogene laherparepvec（T-VEC）和sipuleucel-T，获得了监管批准。 CVs根据各种生产技术分为四组：（i）基于细胞的疫苗；（ii）基于病毒的疫苗；（iii）基于肽的疫苗；以及（iv）基于核酸的疫苗。基于细胞的CVs是主要的疫苗类型，它们使用整个细胞作为抗原载体，而DC疫苗在临床研究中显示出希望。病毒主要用于基于病毒的CVs中，作为治疗和预防癌症的载体。基于肽的疫苗包含已知或预期的肿瘤抗原的表位。必须向基于肽的疫苗中添加佐剂以增强其免疫原性，因为它们通常免疫原性较低。DNA/RNA疫苗由编码微生物抗原的基因组成，是核酸疫苗的例子。基于DNA的疫苗使用编码TAAs复合物的DNA质粒来诱导特定的肿瘤反应。体外生产的mRNA疫苗可能包含抗原，并且在内化后产生蛋白质以引发免疫反应。将CVs与不同的免疫疗法或治疗相结合，已成功克服了肿瘤抗药性并改善了临床结果。本章总结了生产CVs的四种方法，以及CV抗原的介绍。CV研究的发展也得到了解决，重点关注其临床应用和治疗效果，这对未来的设计将是宝贵的。 2.癌症疫苗抗原 在癌症疫苗（CV）的开发中，选择抗原是一个关键步骤。癌症疫苗的有效性在很大程度上依赖于T淋巴细胞识别肿瘤抗原的能力。CV抗原应具有高度免疫原性，仅在癌细胞中表达（不在正常细胞中表达），并且对癌细胞的生存至关重要。肿瘤免疫疗法主要分为两类：（i）被动（或适应性）肿瘤免疫疗法，涉及细胞或抗体（Abs）的给药；以及（ii）主动肿瘤免疫疗法，以疫苗为代表，旨在诱导针对肿瘤特异性抗原（TSAs）和肿瘤相关抗原（TAAs）的特定免疫反应（图2.1）。TAAs，也称为肿瘤共享抗原，包括过度表达的“自身抗原”、分化抗原、癌-睾丸抗原和由病毒感染引起的“非自身”抗原。过度表达的显著肿瘤抗原包括人类端粒酶逆转录酶（hTERT）和人类表皮生长因子受体2（HER2）。前列腺特异性抗原（PSA）和黑色素瘤抗原酪氨酸酶分别在PC和黑色素瘤细胞中表达。这些抗原被称为组织分化抗原。TAAs在特定组织学类型的大多数肿瘤中都很常见，这在CV发展的历史中受到了显著关注。例如，众所周知，表面抗原HER2也是一种促进细胞分裂的癌基因产物。针对HER2的单克隆抗体疗法是乳腺癌和其他HER2+恶性肿瘤治疗的关键组成部分；然而，目前还没有疫苗能够刺激人体产生这些Abs。 图 2.1 肿瘤抗原分类。 TAAs以多种形式存在，可以应用于一系列患者。TAAs是最初CV的主要靶标。由于中枢和外周水平的耐受机制，针对TAAs的高亲和力T淋巴细胞的形成可能不足以产生免疫反应。因此，基于TAA的疫苗需要有效且足够以“打破耐受”。尽管多年来一直关注TAAs，基于TAA的CV的临床研究结果并不一致。此外，TAAs在非恶性组织中的表达引起了对疫苗诱导的自身免疫损伤的担忧。 治疗性CV旨在“训练”宿主防御系统识别并精确靶向肿瘤细胞以实现消除。肿瘤特异性抗原（TSAs）是仅在肿瘤细胞上发现的抗原，由于其特异性，被认为是癌症免疫疗法的理想靶标。TSAs有时被称为新抗原，这些异常肽链是由于遗传和表观遗传变化（如点突变或移码突变，以及插入/缺失事件）在癌细胞中产生的。针对TSAs的优势在于，几种蛋白质在肿瘤发生和癌症发展中发挥着关键作用。然而，针对TSAs也有一个显著的劣势，即大多数变化是每个肿瘤独有的，可能需要为特定个体开发个性化免疫疗法。新抗原的产生在肿瘤突变负担较高的肿瘤中更为常见，提供了一个独特的靶标机会。肿瘤突变负担指的是恶性肿瘤细胞内同时发生的突变事件的累积频率。 新抗原与TAAs在几个方面有所不同，使它们更受欢迎： 它们与人白细胞抗原（HLA）和T细胞受体的结合亲和力更高； 它们的表现仅在肿瘤细胞中发现； 它们的特异性和结合亲和力的结合使它们能够避免中枢耐受和自身免疫问题。 最近，肿瘤疫苗的主要焦点是针对新抗原。新抗原疫苗在几项最近的临床试验中显示出希望，导致患者生存率提高。CV的配方遵循个性化方法，因为它专门针对患者的新抗原。在这个过程中，对肿瘤基因组进行测序，识别突变，并使用计算机系统预测新抗原（通过实验验证产生并结合主要组织相容性复合体（MHC）蛋白）。随后，生产包含预测新抗原的疫苗并给患者施用。 在小鼠上进行的循证研究已经检验了这种策略的可行性和有效性[13]。例如，观察到使用合成长肽（SLP）新抗原的疫苗接种在三种不同的小鼠模型中产生了显著的抗癌活性。另一项涉及含有新抗原的SLP免疫接种小鼠的实验显示了强大的T细胞反应，但并未延长寿命。有趣的是，这两项研究发现大多数新抗原诱导的是CD4 T细胞反应而不是CD8 T细胞反应。 一个显著的例子是mRNA新抗原基础的黑色素瘤疫苗，它诱导T细胞浸润和特异性消除表达新抗原的肿瘤细胞。随后的免疫接种显著降低了转移的发生，导致持续的无进展生存期（PFS）。最近在两项I期临床研究中证明了含有个性化新抗原的疫苗在黑色素瘤患者中的有效性。在这两种情况下，所有患者都显示出免疫反应，包括激活和扩展识别多个新抗原的CD4和CD8 T细胞。科学家们通过利用共享抗原和新抗原的组合来扩大疫苗的抗原池，以提高疫苗的效率。APVAC1/2疫苗可以有效刺激胶质母细胞瘤中的免疫（T细胞）反应，因为它们包含共享的肿瘤抗原和个性化的新抗原。此外，使用免疫抑制受体抑制剂程序性死亡-1（PD-1）或程序性细胞死亡配体-1（PD-L1），以及个性化新抗原疫苗的初步治疗试验，已经显示出抗肿瘤效果。 3.癌症疫苗平台 已经开发了几种类型的癌症疫苗（CVs），每种都依赖于不同类型的抗原。这些包括——（i）基于细胞的疫苗；（ii）基于肽的疫苗；（iii）基于病毒的疫苗；以及（iv）基于核酸的疫苗。 3.1.基于细胞的癌症疫苗 第一种肿瘤疫苗是基于细胞的疫苗，它们通常由整个细胞或模拟肿瘤抗原的细胞片段制成，以引发对抗原的更广泛的免疫反应。树突状细胞（DCs）疫苗是细胞疫苗的一个重要子集。基于DCs的个性化新抗原疫苗的临床试验显示出积极的抗肿瘤结果。作为人类免疫系统中强大的抗原呈递细胞（APCs），DCs对于引发免疫反应至关重要。DCs制备的疫苗在引发抗肿瘤免疫反应方面更有效。 DCs疫苗通常通过收集患者的单核细胞，通过粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和白介素-4（IL-4）等细胞因子激活它们，并让它们分化成DCs来制造。将患者的肿瘤抗原装载到DCs中，以创建自体抗原脉冲DCs疫苗。DCs疫苗由各种抗原组成，包括与肿瘤细胞或裂解物融合的DCs，以及DNA、RNA、肽和蛋白质的组合，以及其他类型的抗原。因此，DCs疫苗可以通过提高抗原性能、启动不成熟的CD8+ T细胞、促进T细胞分化为记忆T细胞等来增强其效果。FDA批准的代表性DCs疫苗，名为Sipuleucel-T，已经显示出对抗去势抵抗性前列腺癌（PC）的积极效果（表2.1）。它得到了III期IMPACT试验结果的支持，该试验显示，与安慰剂相比，sipuleucel-T治疗将总生存期（OS）从22个月提高到大约26个月（风险比：0.8；p = 0.03）。整个肿瘤细胞疫苗的免疫原性需要提高。活肿瘤细胞释放可溶性化学物质，抑制免疫细胞，从而降低肿瘤细胞的免疫原性。例如，死亡的细胞比活的细胞更有效地刺激免疫系统。肿瘤细胞死亡可以触发适应性免疫反应。有几种方法可以诱导免疫原性细胞死亡： • 干扰素基因，刺激干扰素基因（STING）激活的NPs诱导神经母细胞瘤细胞凋亡； • RAS选择性致死3诱导的铁死亡肿瘤细胞； • 光敏剂诱导的死亡肿瘤细胞可能都表现出显著的免疫原性。 此外，修改肿瘤细胞可能会潜在地增强整个肿瘤细胞疫苗的效果。在整个肿瘤细胞疫苗中使用IL-21和IL-7的遗传修饰显示出显著的有效性。已经采用了各种技术来修改疫苗，例如用CpG载药的NPs涂层死亡的肿瘤细胞以增强抗原呈递。此外，将免疫检查点抑制剂（ICI）与整个肿瘤细胞疫苗结合使用变得越来越普遍，目的是阻断抑制自反应T细胞作用的途径。 大多数DCs疫苗来源于单核细胞，表现出良好的耐受性和效果。相比之下，自然发生的DCs表达更多的MHC分子，使它们在抗原传递方面更有效。已经确定使用的DCs类型可以影响DCs疫苗的效果。髓样/浆细胞样DCs和常规DCs是单核细胞衍生的DCs的两种流行替代品。两项临床试验已经使用自然DCs治疗III期黑色素瘤和转移性去势抵抗性PC患者，包括髓样DCs、常规DCs或两者的组合。 另一种广泛使用的优化技术是放射疗法。DCs疫苗和放射疗法可以结合使用以增强免疫反应。放射疗法有可能吸引肿瘤相关的中性粒细胞，导致增加的氧自由基和肿瘤细胞的氧化破坏。DCs疫苗也可以与佐剂、细胞因子、ICI或化疗结合使用以增强其效果。 3.2.基于病毒的癌症疫苗 源自病毒的疫苗的主要优势在于它们能够刺激先天和固有免疫系统协同作用，从而产生高效且持久的免疫反应。像HBV和HPV这样的病毒源性恶性肿瘤，尽管癌症疫苗技术与针对病毒的技术相比存在固有挑战，但仍有显著潜力通过病毒导向疫苗抑制原发性癌症。FDA批准的疫苗已成功预防了HBV和HPV等病毒感染，它们分别是肝细胞癌和宫颈癌的主要原因。根据Ahmed等人的研究，Epstein-Barr病毒蛋白（BZLF1）可能是免疫抑制实体器官移植中基于树突状细胞（DCs）疫苗的合适候选物。基于病毒的疫苗有三种类型：（i）溶瘤病毒相关疫苗；（ii）病毒相关载体疫苗；以及（iii）针对致癌病毒的减毒活疫苗。据估计，大约12%的癌症病例是由病毒感染引起的。一种名为溶瘤病毒的创新治疗专门针对并杀死肿瘤细胞，同时促进抗肿瘤免疫反应。溶瘤病毒感染的肿瘤细胞产生刺激免疫细胞的氧自由基和细胞因子。这导致溶瘤作用，并且也释放肿瘤相关抗原（TAAs）。几项临床研究已经证明了溶瘤病毒（OVs）对肿瘤的有效性。OVs的种类包括腺病毒、麻疹病毒、单纯疱疹病毒、呼肠孤病毒、天花病毒、水泡性口炎病毒等。T-VEC是FDA批准的第一个用于癌症治疗的溶瘤病毒（表2.1）。T-VEC利用直接肿瘤内注射来增强抗癌免疫反应，避免在血液中的稀释和中和，并在周围肿瘤中诱导细胞溶解。腺病毒是一种常用的溶瘤病毒，作为基因传递载体，因其易于操作、基因结构明确和宿主细胞嗜性广泛而受到青睐。它可以大量生产，并广泛用于基因转移和肿瘤抗原生产。病毒还被设计为同时表达特定抗原和免疫调节分子，以破坏肿瘤微环境（TME）。例如，TG4010由一种改良的天花病毒（MVA）组成，该病毒产生肿瘤抗原人粘蛋白-1（MUC-1）和免疫刺激性细胞因子白介素2（IL2）。采用异源初免-加强策略来训练T细胞并产生强大的免疫反应。这种方法涉及使用单一病毒载体传递肿瘤抗原，然后使用不同的病毒载体或载体类型施用相同的肿瘤抗原。PROSTVAC-VF/Tricom通过用编码PSA的天花病毒初免，然后施用编码PSA的禽痘病毒加强剂量，已被证明可以提高PC患者的总生存期。 3.3.基于肽的癌症疫苗 目前癌症研究主要集中在基于亚单位疫苗的开发上，而不是研究整个、灭活或减毒的病毒。基于肽的疫苗由包含预期肿瘤抗原表位的多肽组成。这种蛋白（或表位）装载疫苗提供了两个关键优势，与肿瘤细胞/裂解物相比：（i）更快的生产、储存和供应；以及（ii）分离和供应肿瘤特异性抗原（TSAs），因为大多数肿瘤细胞组成包含缺乏药用价值的自身蛋白，甚至可能引发自身免疫反应。然而，这种策略有一些缺点。首先，单一蛋白或表位的免疫原性低。其次，肿瘤可以通过抗原突变或失活迅速逃避免疫识别。第三，它们的使用受到HLA的限制，主要用于基于表位的疫苗，并且限制在特定的患者群体中，通常是HLA-A2+。最后，它们在触发CD4和CD8细胞稳定刺激方面的能力有限，这对于有效和长期的抗肿瘤免疫疗法至关重要。通过使用更长的肽或在一次疫苗接种中结合多个表位，可以解决上述许多问题。然而，肽的相对低免疫原性可能需要使用树突状细胞（DCs）或佐剂。基于肽的疫苗接种通常与佐剂配对以增强整体免疫反应。蛋白抗原对B细胞和T细胞表现出不同的免疫原性。与灭活的肿瘤细胞疫苗相比，基于肽的疫苗激发更有效的免疫反应，特别是针对关键的中和表位。这种免疫学优势被称为免疫优势。 肽疫苗的有效性在很大程度上受肽链长度的影响。CD8+ T细胞的小表位通常是包含15个氨基酸的短肽，其在体内的半衰期较短。因此，短肽往往只能暂时激活细胞毒性T淋巴细胞（CTLs），甚至可能导致CTL耐受。此外，HLA类型经常对短肽施加限制。相比之下，长肽可以覆盖更广泛的HLA类型，呈现多种表位，支持识别和结合以增强免疫原性。长肽不能直接装载到MHC分子上；它们必须首先被APCs处理。长肽经过大量消化，通过内吞过程分解，然后沉积在MHC-II分子上，被CD4+ T辅助细胞识别。另一方面，为了激活CD8+ T淋巴细胞，其他组分遵循细胞质途径并与MHC-I分子融合。因此，长肽疫苗有更大的潜力诱发持久和强大的抗肿瘤活性反应。长肽通常使用蛋白质表达系统生产，而短肽通常化学合成。各种表达平台，如大肠杆菌、植物、昆虫细胞、哺乳动物细胞和酵母，已被用于CVs的开发。哺乳动物细胞能够表达与天然肿瘤抗原非常相似的蛋白质。小抗原可以与载体蛋白融合以增加其免疫原性。例如，MUC1 CV结合破伤风毒素，显著减缓了小鼠模型中乳腺癌肿瘤的生长。另一个例子是将HER2细胞外结构域中的β-细胞表位与多肽IMU-131和白喉毒素融合。IMU-131诱导产生HER2特异性抗体和细胞反应，如发表的I期临床研究所证明的。针对HER2的CV NeuVax目前正在进行III期临床试验。此外，曲妥珠单抗正在两项正在进行的II期临床试验中用于HER2+乳腺癌。佐剂经常与基于肽的疫苗一起使用。佐剂显著影响免疫接种后T细胞反应的类型和程度。几种新的佐剂，如纳米材料、合成Toll样受体（TLR）配体、Nod样受体（NLRs）、CD40激动剂、视黄酸诱导基因（RIG）受体、STING和细胞因子，显示出有希望的抗肿瘤益处。这些佐剂在各种CVs的开发中被广泛使用，包括核酸和基于细胞的疫苗。理论上，这些新佐剂增强T细胞增殖和激活，促进它们迁移到淋巴结，并协助招募白细胞到免疫部位。最近的研究证明了T辅助细胞在产生强大和持久的免疫介导的抗肿瘤反应中的关键作用。针对T辅助型1（Th1）细胞对启动和维持抗肿瘤免疫有显著影响，而T辅助型2（Th2）细胞可能促进肿瘤转化。由铝制成的佐剂增加了Th2型反应，这使它们不太适合用于CVs。另一方面，AS04，一种铝盐，当与MPL（单磷酰脂A-纯化的脂多糖（LPS））结合时，可以强烈引发Th1反应并产生干扰素-γ（INF-γ）。纳米材料也被广泛研究作为有趣的抗原传递装置，因为它们保护蛋白质免受即时蛋白酶分解，延长了抗原的半衰期。它们可以被设计为针对特定细胞和器官类型。聚乙二醇（PEG）和其他可生物降解的聚合物通常用脂质体处理以增加抗原的半衰期。针对TLR的佐剂在癌症疫苗中显示出相当的希望。例如，TLR3激动剂，聚肌苷-聚胞苷酸（poly I:C），是最有效的Th1型反应诱导剂，与疫苗配对时，产生强大的CTL反应。黑色素瘤和胶质瘤的临床试验已经检验了poly(I:C)。此外，包括GM-CSF、IL-2和IFN在内的细胞因子在临床试验中作为CVs的佐剂显示出希望。使用GM-CSF作为疫苗佐剂的抗肿瘤免疫疗法的临床试验已经在肺癌、乳腺癌、前列腺癌和皮肤癌中进行。 3.4.核酸（DNA/ mRNA）疫苗 20世纪90年代生物医学进展的一个突出领域是使用核酸开发基因治疗，以产生针对病原体（预防性疫苗）或肿瘤抗原（CVs）的特定抗体（T细胞）反应。利用非活疫苗的概念为增强细胞和体液免疫提供了机会。癌症DNA疫苗是使用细菌质粒构建的，整合多个肿瘤学抗原，激活先天免疫并触发免疫反应。DNA疫苗刺激细胞和体液免疫反应。要被转录成细胞质抗原，DNA疫苗必须穿透细胞核。抗原由MHC I和MHC II分子处理并呈现给CD8+ T和CD4+ T细胞以引发特定的免疫反应。DNA疫苗以三种不同的方式工作：（i）DNA直接转染到体细胞中，如肌肉细胞；（ii）凋亡体（或分泌体）释放体细胞DNA中编码的抗原；以及（iii）DNA直接转染到APCs中。DNA CVs最重要的方法是通过皮内（ID）给药直接将DNA质粒转移到APCs中。 DNA疫苗在人体中已引发免疫反应，尽管其效果仍然相当低。不同类型的抗原呈递细胞(APCs)，如肌细胞、单核细胞和树突状细胞(DCs)，可以摄取裸DNA和RNA。然而，细胞对裸核酸的吸收效率不高，因此研究集中在制定和改进摄取方法上。通过微针阵列、纳米颗粒(NPs)、原位电穿孔和基因枪等传递方法可以显著增强转染。在过去的十年中，对众多DNA癌症疫苗(CVs)进行了临床前和临床研究。然而，只有少数临床试验发表了他们的发现。DNA疫苗的研究主要集中在宫颈癌上。目前，两项III期临床试验正在检验首个DNA疫苗VGX-3100针对HPV的保护和效果，以及“ZycoV-D”COVID-19疫苗。INOVIO这家制药公司最近发布了VGX-3100针对宫颈癌前病变的III期试验的有希望的结果。 以前，由于DNA比mRNA更稳定，且在体内停留时间更长，因此开发了基于DNA的核酸疫苗(NAVs)。然而，现代mRNA癌症疫苗在治疗各种实体癌症方面显示出鼓舞人心的临床结果。RNA癌症疫苗可能比DNA疫苗有一些优势。与DNA分子不同，mRNA转移到细胞质中翻译并直接表达抗原，无需进入细胞核进行转录。因此，mRNA抗原的产生是快速和高效的。与mRNA疫苗相比，DNA疫苗由于需要额外的步骤进入细胞核，引发的免疫反应较小。然而，一旦质粒DNA进入细胞核，它可以产生多个mRNA副本，从而产生比单个mRNA分子更多的抗原。此外，mRNA疫苗不涉及整合到基因组中，而DNA疫苗可能存在插入突变的风险。最近的进步通过各种修改到主链和非翻译区(UTRs)提高了mRNA的稳定性和翻译效率。通过使用快速蛋白液相色谱等新纯化技术从mRNA产品中去除双链，减少非特异性免疫激活。此外，使用脂质纳米颗粒(LNPs)和创新技术显著增强了mRNA的体内分布。大多数LNPs由胆固醇、磷脂和脂锚定的PEG(电离氨基酸脂质样复合物)组成。胆固醇和磷脂在膜融合、体内逃逸和脂质体结构稳定中起着至关重要的作用。脂锚定的PEG有助于减少巨噬细胞介导的清除，防止颗粒聚集，并提高储存稳定性。优化电离脂质对于增强LNPs的传递和功能性至关重要。最近的修改使得LNPs的目标传递成为可能。例如，甘露糖修饰的LNPs可以通过与甘露糖受体结合潜在地靶向DCs。此外，基于芯片的微流体装置生产的LNPs的稳定性和可复制性有利于LNPs的GMP生产。 对体外转录(IVT)的mRNA基础肿瘤疫苗进行的临床试验显示出有希望的结果。mRNA疫苗已用于治疗侵袭性和转移性恶性实体瘤，包括结直肠癌(CRC)、非小细胞肺癌(NSCLC)和黑色素瘤。在最近一项涉及转移性黑色素瘤患者的I期研究中，测试了编码四种不同肿瘤相关抗原(TAAs)的mRNA在脂质体配方中的效果。这种mRNA疫苗的一个例子是BNT111，它包含四种TAAs(NY-ESO-1、MAGEA3、酪氨酸酶和TPTE)。BNT111展示了针对常见非突变肿瘤抗原的潜力，并为接受ICIs治疗的黑色素瘤患者提供有效治疗。Moderna和BioNTech开发的针对患者的mRNA疫苗的临床试验也显示出抗癌益处方面的有希望的结果。例如，Moderna开发了mRNA-4157，这是一种能够编码34个新抗原在LNPs中的定制新抗原疫苗(LNPs)。I期研究表明，接受mRNA-4157单独或与Pembrolizumab联合治疗的不可切除实体瘤患者显示出令人满意的抗癌活性。 4.癌症疫苗和组合策略 尽管取得了巨大的突破，癌症疫苗在作为单一疗法用于进展性恶性肿瘤患者时仍然具有有限的临床前景。肿瘤扩散并发展出多种逃避免疫系统的机制，如肿瘤的血管生成、招募免疫抑制细胞和过度表达抑制化合物。免疫接种产生的T细胞未能成功对抗肿瘤。因此，将这些免疫逃逸机制与其他方法结合起来至关重要。治疗性疫苗策略在抗癌工具中发挥了重要作用。在众多已发表的试验中，当放疗或化疗与之结合时，观察到了鼓舞人心的结果。正在探索治疗性疫苗与抗血管生成治疗(ATs)或ICIs的组合，重点是它们的潜在协同作用，并更新了临床前和临床发现(图2.2)。 图 2.2 癌症疫苗与组合策略的类型。(1) 靶向药物促使树突状细胞（DC）成熟；(2) 靶向药物鼓励CD8+ T细胞发展和抗原呈递；(3) 免疫检查点抑制剂（ICIs）阻止肿瘤免疫逃逸效应；(4) 不同的疫苗抗原；以及 (5) 靶向药物增强细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）的杀伤能力。 4.1.癌症疫苗和抗血管生成治疗组合 肿瘤在癌变过程中表达增加的促血管生成分子，包括血管内皮生长因子（VEGF），其在肿瘤血管生成中发挥作用。尽管异常形成血管，但这一过程促进了肿瘤获取营养物质和氧气，促进生长和转移扩散。肿瘤血管生成还因其免疫抑制功能而有助于免疫逃逸。在此背景下，已开发出几种抗血管生成化合物以靶向肿瘤血管生成。过继疗法（ATs）通过抑制肿瘤产生的抑制细胞，促进树突状细胞（DC）成熟和分化，增强对肿瘤细胞的抗原呈递反应，诱导T细胞形成，激活CD8+ T细胞，并增强其杀死肿瘤细胞的能力。它们还针对肿瘤微环境（TME）的多个组分。目前临床环境中使用的大多数抗血管生成药物针对VEGF/VEGF受体（VEGFR）途径。例如，贝伐珠单抗（抗VEGF抗体）、索拉非尼、舒尼替尼或阿西替尼（酪氨酸激酶抑制剂）。基于前期试验中令人鼓舞的结果，目前正在对人类患者评估ATs和治疗性疫苗的组合。在一项II期临床研究中，舒尼替尼与AGS-003（一种从单核细胞衍生的DC疫苗，用同种异体肿瘤RNA和CD40L RNA处理）联合用于中危和低危转移性肾细胞癌（mRCC）患者。在疫苗引入时开始第二周期的舒尼替尼。联合疗法已被证明可以增加免疫反应并延长生存期。乳腺癌恶性肿瘤常表现出高水平的HER2表达。在小鼠模型中，曲妥珠单抗和全细胞疫苗的组合显示出增强CD8+ T细胞影响和延长存活时间的能力。然而，某些靶向药物可能不会增加疫苗效率，甚至可能由于它们与其他肿瘤信号通路的相互作用而降低免疫反应。例如，Hipp等人发现，索拉非尼通过抑制DC活性，可能会减少疫苗诱导的免疫反应。尽管正在进行临床试验，但疫苗和靶向疗法的组合相比其他组合受到的关注较少。因此，靶向药物和疫苗仍处于癌症治疗的早期阶段，预计会有更多积极结果。 4.2.癌症疫苗和检查点抑制剂组合 免疫检查点抑制剂（ICI）抗体已被公认为在与其他免疫疗法联合使用时是癌症治疗的有效方法，因为肿瘤细胞通过选择性免疫检查点限制T细胞功能。FDA已批准许多免疫检查点阻断抗体（表2.2）。例如，伊匹单抗阻断黑色素瘤中的CTLA-4（细胞毒性T淋巴细胞抗原-4），Pembrolizumab和Nivolumab阻断黑色素瘤、非小细胞肺癌（NSCLC）中的PD-1，Atezolizumab阻断NSCLC和其他特定恶性肿瘤中的PD-L1。在一项Ib期研究中，胰腺腺癌患者接受了伊匹单抗和GM-CSF基因（GVAX）疫苗。与单独使用伊匹单抗相比，疫苗和抗CTLA-4疗法增强了总生存期（OS）。在一项类似的研究中，在三阴性乳腺癌（TNBC）中使用了合成癌症治疗疫苗和CTLA-4阻断抗体。研究发现，T细胞表面参与疫苗诱导的T细胞激活的TCR和CD28将促进CTLA-4的表达，这最终减少并消除T细胞反应。当与抗CTLA-4抗体联合使用时，疫苗对TNBC的治疗特性得到了显著改善。此外，还发现T细胞在肿瘤组织中的渗透有所改善，这是成功抑制CTLA-4途径的另一个因素。目前正在进行的II期试验评估PD-1拮抗剂nivolumab与HPV E6和E7多抗原疫苗的使用，在患有无法治愈的HPV阳性口咽癌的患者中产生了平均总生存期，几乎是单独使用ICIs的两倍。最重要的是，当免疫检查点阻断（ICB）疗法与治疗性癌症疫苗（CVs）联合使用时，会产生协同效应。然而，联合效应可能会受到临床应用中出现的大量无反应病例的影响。因此，有必要提供额外的输入，以评估患者对ICI的反应，并确定合理组合多种免疫检查点阻断技术。 4.3.放疗和化疗与癌症疫苗的组合 最后，一些最近的论文描述了将癌症疫苗（CVs）与化疗和放疗结合起来使用。前期研究表明，放疗可以诱导肿瘤细胞中的免疫原性应激和细胞死亡，从而增强T细胞反应力和与CVs的协同作用。在原位疫苗接种的情况下，细菌膜包被的纳米颗粒（BNP）与放疗相结合以增强免疫反应激活。BNP可以通过肿瘤内注射捕获放疗产生的新抗原，然后被树突状细胞（DCs）摄取并刺激先天免疫反应。BNP和放疗的联合效应导致显著的肿瘤退缩和肿瘤特异性免疫记忆的发展。化疗药物在肿瘤细胞中引起细胞毒性，导致肿瘤退缩。使用化疗的癌症免疫疗法旨在诱导目标肿瘤细胞中的免疫原性细胞死亡，进而在体内产生多种肿瘤抗原并释放各种免疫刺激分子。此外，研究表明，某些化疗药物的低剂量，如吉西他滨，可以调节免疫抑制细胞并重塑肿瘤微环境中的免疫耐受。传统的癌症治疗，如环磷酰胺（CP），损伤DNA并增强身体对抗肿瘤的能力。研究表明，在给荷瘤小鼠接种DC疫苗之前，单次低剂量CP治疗也通过减少调节性T细胞（TReg）和增加免疫刺激细胞因子的释放，如IFN-γ，来改善抗肿瘤免疫反应。紫杉醇的给药顺序和剂量显著影响疫苗诱导的肿瘤退缩，即使与GM-CSF修饰的CV和其他药物联合使用。已确认低剂量紫杉醇主要在疫苗接种后给药时增强抗肿瘤免疫反应，而不是之前。在使用癌症治疗疫苗时，还必须考虑化疗药物给药后的适当时间。 5.结论和展望 除了手术、化疗和放疗，癌症免疫疗法已成为抗癌治疗的第四个要素。基于有效的前期模型，各种疫苗平台已在临床试验中应用。产生肿瘤抗原的主要障碍包括免疫原性不足和肿瘤异质性。肿瘤细胞裂解物、RNA、肽、病毒和微生物载体以及肿瘤细胞，可以作为肿瘤抗原的来源。临床试验的信息可能不足以确定哪种抗原或抗原集合是更好的选择。不会使用单一抗原或一组抗原来治疗每种类型的癌症。含有相同抗原的疫苗的效力因所治疗的恶性肿瘤而异，这从现有的有限临床试验数据中可以看出。此外，CV佐剂也遇到了许多挑战。FDA仅批准了少量佐剂，并对CVs有限制。此外，大多数FDA批准的佐剂机制不确定，这进一步复杂了CVs的开发。治疗性CVs在癌症免疫疗法中扮演着越来越突出的角色，这从基础科学和临床研究中的鼓舞人心的发现中可以看出。然而，迫切需要改进疫苗技术，这可能涉及将它们与检查点抑制剂或其他技术结合起来，以抵消肿瘤的免疫抑制。尽管许多疫苗在产生肿瘤特异性免疫反应方面显示出效力，但它们在引发临床反应方面并未成功。必须考虑每个步骤的各种限制因素，包括肿瘤抗原、疫苗佐剂、递送方法和组合策略，因为这些未解决的问题限制了治疗性疫苗的有效性。CVs作为长期癌症治疗方案的潜在基石具有很大的希望。它们提供了一个可以轻松与现有药物集成的平台，表现出低毒性，并具有迄今为止已广泛研究的疫苗中观察到的理想安全特性。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。