综述|RNA病毒复制子颗粒(VRP)癌症疫苗临床试验进展

2024-05-15

临床3期疫苗信使RNA临床1期临床2期

导读：在癌症疫苗的漫长开发过程中，人们曾尝试使用多种疫苗平台技术，例如，蛋白质、肽、病毒载体、树突状细胞、外泌体、DNA 质粒和 RNA，目的是更好地激活针对肿瘤抗原的细胞免疫反应和抗体反应。复制子RNA（病毒RNA颗粒VRP），文中也称自复制RNA（srRNA），是一种可自我复制的、单链、正链RNA，编码复制酶（Replicases），如果以肿瘤抗原代替病毒结构蛋白，可产生大量编码肿瘤抗原的RNA。已有大量临床前和临床数据已证明复制子RNA疫苗可触发有效且持久的免疫反应、可快速生产、易于给药和安全性高。鉴于复制子RNA在传染病疫苗领域发挥出的良好效果，人们开始将其应用拓展到癌症治疗领域。本期内容，菌菌将回顾总结病毒RNA复制子颗粒疫苗在癌症治疗领域获得的初步临床数据，这些管线主要基于甲病毒委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）、辛德比斯病毒（Sindbis）和塞姆利基森林病毒（SFV）。已公开的复制子癌症RNA疫苗的临床试验01 癌胚抗原（CEA）的复制子RNA疫苗癌胚抗原（Carcinoembryonic Antigen，CEA）是一种与肿瘤相关的酸性糖蛋白，最早在1965年由Gold和Freedman从结肠癌和胚胎组织中提取出来。CEA 通常在胎儿发育期间在胃肠组织中产生，但在出生前停止产生。因此，健康成人血液中 CEA 的含量通常非常低（约 2-4 ng/mL）。然而，它在多种类型的肿瘤中表达，尤其是在消化系统的恶性肿瘤中，如结直肠癌、胰腺癌、胃癌等。癌胚抗原（CEA）结构VRP-CEA(6D) (AVX-701)CEA(6D) (AVX-701) 是一种基于 VEE 的 VRP 疫苗，通过表达经过修饰的癌胚抗原基因（CEA(6D)）来激活人体对肿瘤的免疫反应。CEA(6D)是 CEA 的修饰版本，在 HLA-A2 结合基序中将 Asn 替换为 Asp，从而增强 T 细胞的识别细胞受体。结肠癌虽然局限于肠壁时仅通过手术即可治愈，但当转移至淋巴结（III 期）时，其复发率很高，而当远处转移（IV 期）时，其死亡率也很高。在VRP-CEA(6D) (AVX-701)CEA(6D) (AVX-701) 的 I 期研究中，对 IV 期结肠癌患者的 OS （总生存期）进行监测，结果显示，VRP-CEA(6D) 疫苗可诱导适应性免疫反应，并且具有 CEA 特异性 T 细胞反应的患者的生存期更长。从研究入组起，28 名患者中的 3 名 (3/28) 分别存活 9.6、10.5 和 11.4 年。这三人之前曾治疗过转移性癌症，但在入组时疾病证据很少或没有，这表明疫苗的活性可能在那些肿瘤引起的免疫抑制最少的人中更大，也就是说肿瘤负荷最低的患者可能会从疫苗接种中获得更大的益处。紧接着，研究人员对已切除原发肿瘤且完成辅助化疗的III 期结肠癌患者免疫VRP-CEA(6D) 疫苗，每 3 周接受 VRP-CEA CEA 治疗，总共进行 4 次免疫接种。III 期癌症患者在接种疫苗后 CD8 +T EM 增加（10/12），FOXP3 +Treg 减少（10/12）。此外，CEA特异性、产生IFNγ的CD8+颗粒酶B+T CM 细胞增加。上述临床试验初步证明VRP-CEA CEA 诱对结肠癌患者进行免疫会诱导抗原特异性效应 T 细胞，同时减少 Tregs，这是有效抗肿瘤免疫反应的一个特征。通过手术实现肿瘤微小残留的患者似乎从这种疫苗中获益最大。未来的研究将测试新的给药方案以及与 ICB 的组合。02 前列腺特异性抗原（PSMA）的复制子RNA疫苗前列腺特异性膜抗原（Prostate-specific membrane antigen，PSMA）是一种在前列腺癌细胞表面过表达的跨膜糖蛋白，也称为谷氨酸羧肽酶 II (GCP(II))，是一种锌依赖性金属蛋白酶，由胞外C末端、跨膜结构和胞质N端构成，胞外区占整个糖蛋白的95%。PSMA在超过90%的前列腺癌细胞表面都出现了过表达，特别是在晚期和去势抵抗性患者的癌细胞中表达水平更高。而在正常组织如小肠、前列腺或其他肿瘤中表达水平较低。因此，PSMA是前列腺癌细胞的一个特征性分子。前列腺特异性膜抗原 (PSMA)结构2007年，有研究人员使用PSMA-VRP 在小鼠体内引发了强大的细胞和体液免疫，并且重复给药后特异性抗 PSMA 反应得到增强。随后，2013年，研究人员在患有进行性去势抵抗性前列腺癌 (CRPC) 骨转移的患者中进行了一项 I 期首次人体临床试验，以确定安全性和疫苗的免疫原性。在第一个剂量组中，没有观察到 PSMA 特异性细胞免疫反应，但通过 ELISA 观察到微弱的 PSMA 特异性信号。其余 9 名患者（包括高级队列和扩展队列）没有 PSMA 特异性细胞反应。PSMA-VRP 在两种剂量下均具有良好的耐受性。虽然研究的两个剂量似乎没有临床益处，也没有触发强大的免疫信号，但两个队列均产生中和抗体，表明可能是选取的剂量不理想。从临床效果来看，尽管一些患者的骨转换标志物有所下降，但没有显着的临床变化（肿瘤标志物 PSA 或循环肿瘤细胞）。编码PSMA抗原的基于VEE 病毒复制子的复制子RNA疫苗单次和重复施用 PSMA-VRP 疫苗可诱导有效的剂量依赖性体液和细胞免疫。03 人表皮生长因子受体2（HER2）的复制子RNA疫苗HER2 是单克隆抗体、抗体偶联药物和酪氨酸激酶抑制剂的公认肿瘤学靶标，已有研究表明，编码 HER2 各个结构域的疫苗也可以诱导抗 HER2 T 细胞和抗体反应。由于 HER2 具有致癌性，设计疫苗抗原时采用功能性缺失的HER2，以进一步最大限度地降低 VRP 载体转染细胞转化的风险，尽管任何转染细胞中都缺乏 HER2 的整合或长期表达。VRP-HER2 疫苗使用人类 HER2 基因的细胞外 (ECD) 和跨膜 (TM) 结构域取代病毒结构蛋白基因。HER2靶向单克隆抗体疗法广泛用于治疗HER2过度表达的乳腺癌 HER2过度表达的乳腺癌，但治疗耐药很常见，导致疾病进展和复发。2019年，有研究人员基于编码 HER2 的新型甲病毒载体构建了一种VEE复制子RNA疫苗，并在 I 期临床试验中对其进行了测试，结果证明其具有良好的耐受性，并且没有剂量限制性毒性。临床前模型还证明了疫苗的免疫原性和抗肿瘤活性。PBMC 接种前和接种后分析显示，部分患者中 HER2 特异性、表达穿孔素的记忆性 CD8 T 细胞群有所扩增，并且 HER2 特异性、多功能抗体的存在有所增加。扩大的 HER2 特异性记忆 T 细胞群的存在与无进展生存期的改善相关。这些数据支持进一步测试该疫苗平台与抗 PD1 等免疫检查点抑制剂的结合，以更好地参与扩大的 T 细胞群。左图：VRP-HER2 在 HER2 转基因小鼠模型中的免疫原性和功效。右图：乳腺癌患者接种疫苗后诱导多功能 VRP 和 HER2 特异性抗体。04 人乳头瘤病毒E6和E7的复制子RNA疫苗Vvax001 是一种复制缺陷型重组塞姆利基森林病毒SFV复制子颗粒，编码 HPV16 抗原 E6 和 E7 的融合蛋白。2021年，研究人员开展了Vvax001针对 HPV 诱发癌症的首次人体 I 期临床试验，评估免疫活性、安全性和耐受性。十二名有宫颈上皮内瘤变病史的参与者被纳入其中。每个剂量水平对四组三名参与者进行治疗，每次免疫接种剂量从 5 × 10 5到 2.5 × 10 8感染性颗粒。参与者接受了三次免疫接种，间隔三周。在免疫前以及第二次和第三次免疫后1周抽血进行免疫监测。Vvax001 免疫安全且耐受性良好，仅出现轻微的注射部位反应，并产生针对 E6 和 E7 抗原的 CD4 +和 CD8 +T 细胞应答。即使是最低剂量的 5 × 10 5传染性颗粒也会在该队列的所有三名参与者中引起 E6/E7 特异性干扰素 (IFN)-γ 反应。总体而言，在进行的一项或多项检测中，12 名参与者中有 12 名通过免疫接种产生了积极的疫苗诱导免疫反应。总之，Vvax001 是安全的，并能在所有参与者中诱导免疫反应。这些数据有力地支持了 Vvax001 作为 HPV 相关恶性肿瘤患者的治疗性疫苗的进一步临床评估。接种Vvax001 触发的T细胞反应和细胞因子05 复制子RNA癌症疫苗与免疫检查点抑制联合基于临床前数据证明 VRP-HER2 联合抗 PD-1 抗体可增强抗肿瘤活性，2018年研究人员在患有晚期 HER2 + 乳腺癌 HER2 + 乳腺癌并且已接收一线化疗与曲妥珠单抗+帕妥珠单抗治疗的女性患者中，展开对 VRP-HER2与派姆单抗（pembrolizumab）联合使用的随机 II 期临床试验，主要目的是确定派姆单抗是否会增加 VRP-HER2 疫苗诱导的肿瘤浸润 T 细胞和 HER2 特异性抗体。结果显示这些患者在接种疫苗后淋巴细胞向肿瘤的浸润增强，CD4 + 和 CD8 + T 细胞以及 B 细胞的浸润增强。单细胞分析还显示，疫苗接种后 90% 的 HER2 转录物位于免疫细胞中，而疫苗接种前的这一比例为 55%。全身免疫分析同样表明，VRP-HER2 疫苗接种+派姆单抗可增强转移性乳腺癌患者的免疫力。具体来说，PBMC 分析显示治疗后血清中趋化因子和 CD8 激活分子（CXCL10、CCL4 和穿孔素）增强。使用 HER2 特异性肽刺激 PBMC 表明，VRP-HER2 疫苗接种+派姆单抗增强了 HER2 特异性 T 细胞的多功能指数。从而增加了刺激细胞和效应细胞群。此外，CYTOF 分析显示，一些患者的 CD8 效应记忆 T 细胞、NK 细胞和 B 细胞有所增强，而 Treg 群体有所减少。这与疫苗接种引起的 HER2 特异性免疫的诱导以及 PD-1 阻断可能介导的这些细胞功能增强的结果一致。虽然这些结果是初步的，但它们表明了这种方法的临床潜力，即使对于晚期转移性癌症患者也是如此。06 srRNA-LNP疫苗表达个性化癌症新表位当前癌症疫苗中包含的抗原包括共享抗原表位和新表位。基于源自自体肿瘤的新表位的疫苗提供了更有效、个性化的免疫反应的可能性。在一种称为 GRANITE的个体化疫苗策略中，通过专有模型预测的适合患者 HLA 分子的新抗原，采用黑猩猩腺病毒 (ChAd)载体 (GRT-C901) 或者复制子mRNA-LNP（SAM）进行新抗原表达。腺病毒疫苗用作初免，复制子RNA疫苗用作异源加强。还开发了一种类似但现成的 ChAd prime/SAM 加强策略，称为 SLATE，其中编码的抗原是源自常见驱动突变（例如 KRAS）的共享新抗原。在 GRANITE I/II 期试验中，接受过治疗的晚期微卫星稳定结直肠癌、胃食管腺癌胃食管腺癌和非小细胞肺癌（之前接受过检查点抑制剂治疗）患者接受了异源初免/加强疫苗+伊匹单抗（30mg SC））和纳武单抗（480mg IV）。还进行了第二次 ChAd 加强。在接种疫苗之前，大多数 GRANITE 患者具有不可检测或最低限度可检测的新抗原特异性 T 细胞反应，但在免疫接种后，所有分析的患者的新抗原特异性 T 细胞都有一定程度的增加。由初始剂量激活的疫苗诱导的新抗原特异性 T 细胞反应通过自我放大 RNA 增强得以维持或进一步增强。引发的细胞毒性 T 细胞对多种新抗原具有特异性并浸润肿瘤。还观察到表位扩散。07 总结基于病毒复制子颗粒的 srRNA 疫苗的临床试验已证明其安全性和注射相关毒性最小。尽管出现了 VRP 特异性中和抗体，但只要剂量足够，就会诱导抗原特异性 T 和 B 细胞反应。采用脂质纳米颗粒递送的化学合成srRNA 已被应用作为初免-加强策略的一部分，并证明可以有效增强免疫反应。缺乏病毒壳会降低抗载体免疫力，允许重复给药，并允许在表达盒内包含多个较大的感兴趣基因，否则会受到病毒颗粒包装能力的限制。srRNA 及其递送工具在传染病适应症开发过程中获得的经验也将有助于用于恶性肿瘤的 srRNA 平台的开发。例如，确定脂质纳米颗粒成分（或制造过程中引入的杂质）的反应原性是否大于 VRP 非常重要。已经观察到srRNA 疫苗与免疫检查点阻断相结合会导致 T 细胞浸润到肿瘤组织中增加。未来还需要针对各种潜在的适应症阐明联合免疫检查点抑制剂的作用和顺序。对于晚期恶性肿瘤患者，联合免疫检查点阻断可能至关重要。参考文献[1] Morse MA, Crosby EJ, Force J, Osada T, Hobeika AC, Hartman ZC, Berglund P, Smith J, Lyerly HK. Clinical trials of self-replicating RNA-based cancer vaccines. Cancer Gene Ther. 2023 Jun;30(6):803-811. doi: 10.1038/s41417-023-00587-1.[2] Long-term survival of patients with stage III colon cancer treated with VRP-CEA(6D), an alphavirus vector that increases the CD8+ effector memory T cell to Treg ratio.[3] A Novel Alphavirus Vaccine Encoding Prostate-Specific Membrane Antigen Elicits Potent Cellular and Humoral Immune Responses.[4] A phase I dose escalation trial of vaccine replicon particles (VRP) expressing prostate-specific membrane antigen (PSMA) in subjects with prostate cancer.[5] Vaccine-induced memory CD8+ T cells provide clinical benefit in HER2 expressing breast cancer: a mouse to human translational study.[6] First-in-Human Phase I Clinical Trial of an SFV-Based RNA Replicon Cancer Vaccine against HPV-Induced Cancers.[7] Clinical outcomes and immune responses in a phase I/II study of personalized, neoantigen-directed immunotherapy in patients with advanced MSS-CRC, GEA and NSCLC.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。