原創(chuàng):彪彪 來源:生物制品圈
摘要:癌癥疫苗作為免疫治療的關(guān)鍵組成部分,分為預(yù)防性和治療性兩類。預(yù)防性疫苗(如HPV和HBV疫苗)通過阻斷致癌病毒感染顯著降低癌癥發(fā)病率,而治療性疫苗通過激活樹突狀細胞(DC)和細胞毒性T淋巴細胞(CTL)誘導(dǎo)持久的抗腫瘤免疫應(yīng)答。近年來,合成肽、mRNA、DNA、細胞疫苗及納米疫苗等平臺的創(chuàng)新顯著提升了抗原遞送效率和免疫激活能力。盡管美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)已批準(zhǔn)多款疫苗,但由于腫瘤抗原異質(zhì)性、免疫抑制微環(huán)境及遞送系統(tǒng)優(yōu)化等挑戰(zhàn),其治療潛力尚未完全釋放。本文系統(tǒng)綜述了癌癥疫苗的分類、新抗原發(fā)現(xiàn)、遞送平臺進展、佐劑作用機制及聯(lián)合療法的協(xié)同效應(yīng),并探討了臨床轉(zhuǎn)化中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與未來方向。
癌癥疫苗的研發(fā)始于19世紀(jì)末,William B. Coley觀察到細菌毒素可誘導(dǎo)腫瘤消退,首次揭示了免疫系統(tǒng)與癌癥的關(guān)系。20世紀(jì)80年代,BCG疫苗被用于膀胱癌治療,成為首個獲批的治療性癌癥疫苗。2010年,Sipuleucel-T的上市標(biāo)志著個性化免疫治療的突破。近年來,基因工程技術(shù)的進步(尤其是mRNA疫苗)在膠質(zhì)母細胞瘤和黑色素瘤中展現(xiàn)出顯著潛力。例如,靶向EB病毒的mRNA疫苗WGc-043和針對黑色素瘤的mRNA-4157已在臨床試驗中取得積極成果。然而,腫瘤抗原異質(zhì)性、免疫抑制微環(huán)境及遞送效率仍是主要挑戰(zhàn)。
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圖1 治療性癌癥疫苗的免疫反應(yīng)機制
描述:疫苗通過遞送腫瘤抗原至DC,激活CTL和CD4+ Th1細胞,誘導(dǎo)腫瘤細胞殺傷。APC(抗原呈遞細胞)通過MHC分子呈遞抗原,觸發(fā)T細胞受體(TCR)信號通路。
預(yù)防性與治療性疫苗
預(yù)防性疫苗
- HPV疫苗:覆蓋HPV 16/18等高危亞型,降低宮頸癌、肛門癌及口咽癌發(fā)病率。臨床數(shù)據(jù)顯示,接種后宮頸癌前病變發(fā)生率下降60%-90%。需與常規(guī)細胞學(xué)篩查聯(lián)合應(yīng)用。
- HBV疫苗:通過阻斷乙肝病毒感染,降低肝細胞癌風(fēng)險。全球范圍內(nèi)接種率提升使肝癌發(fā)病率顯著下降。
治療性疫苗
治療性疫苗需滿足以下關(guān)鍵特性:
- 高效抗原遞送:優(yōu)先選擇腫瘤特異性新抗原(如EGFRvIII、KRAS突變),避免自身免疫毒性。
- 克服免疫抑制微環(huán)境:TME中的調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)和髓源性抑制細胞(MDSC)可抑制DC功能,需聯(lián)合佐劑(如TLR激動劑)增強DC活性。
- 持續(xù)免疫記憶:通過激活記憶T細胞,防止腫瘤復(fù)發(fā)。
腫瘤抗原的選擇
共享抗原(TAAs)
TAAs在腫瘤和正常組織中均有表達,如CEA(結(jié)直腸癌)、PSA(前列腺癌)和MUC1(乳腺癌)。早期臨床試驗中,CEA疫苗在結(jié)直腸癌患者中誘導(dǎo)免疫應(yīng)答,但療效短暫。AFP肽疫苗在肝細胞癌中部分患者實現(xiàn)完全緩解,提示TAAs的潛力與局限性。
腫瘤特異性抗原(TSAs)
TSAs由腫瘤突變產(chǎn)生,如EGFRvIII(膠質(zhì)母細胞瘤)、RAS突變(胰腺癌)及p53突變(多種實體瘤)。新抗原的篩選依賴于:
- 全外顯子測序(WES)和RNA測序:識別體細胞突變及表達水平。
- 質(zhì)譜技術(shù)(MS):精確檢測免疫肽段,減少預(yù)測算法誤差。
- 生物信息學(xué)工具:NetMHCpan等算法預(yù)測抗原與MHC結(jié)合親和力。
表1 新抗原疫苗臨床案例
疫苗平臺
1. 合成肽疫苗
- 短肽疫苗(8-15氨基酸):如gp100疫苗聯(lián)合高劑量IL-2,客觀緩解率(ORR)達42%。但需佐劑(如Poly-ICLC)增強免疫原性。
- 長肽疫苗(20-30氨基酸):如HPV E6/E7長肽疫苗在宮頸癌中耐受性良好,誘導(dǎo)強效T細胞應(yīng)答。
- 多價肽疫苗:NEO-PV-01聯(lián)合PD-1抑制劑在黑色素瘤中ORR達35%,顯著優(yōu)于單藥治療。
2. 核酸疫苗
- DNA疫苗:INO-5401編碼hTERT和WT1抗原,聯(lián)合PD-1抑制劑在膠質(zhì)瘤中延長生存期。
- mRNA疫苗:mRNA-4157聯(lián)合Pembrolizumab在黑色素瘤III期試驗中降低44%復(fù)發(fā)風(fēng)險。脂質(zhì)納米顆粒(LNP)遞送系統(tǒng)提升穩(wěn)定性,如BNT122在胰腺癌中激活多克隆T細胞。
3. 細胞疫苗
- 自體腫瘤細胞疫苗:GVAX通過分泌GM-CSF募集DC,但單藥療效有限。聯(lián)合化療或免疫檢查點抑制劑可增強響應(yīng)。
- DC疫苗:Sipuleucel-T通過體外負載PAP抗原延長前列腺癌患者生存期(中位OS 25.8 vs 21.7個月)。DCVax-L負載腫瘤裂解物,在膠質(zhì)瘤中5年生存率提升至13%。
4. 病毒疫苗
- 溶瘤病毒:T-VEC(表達GM-CSF)在黑色素瘤中客觀緩解率25.2%,中位OS 41.1個月。
- 病毒樣顆粒(VLP):VBI-1901靶向CMV抗原,在復(fù)發(fā)性膠質(zhì)瘤中中位OS達12.9個月。
5. 納米疫苗
- 脂質(zhì)體/介孔二氧化硅:增強抗原遞送至淋巴結(jié),激活DC和CTL。如dClip-LNP/siRNA納米疫苗通過沉默TIM-3增強抗腫瘤免疫。
- 自組裝納米結(jié)構(gòu):CS-TEMPO-OVA納米疫苗聯(lián)合PD-1抑制劑抑制黑色素瘤轉(zhuǎn)移。
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圖2 納米疫苗作用機制
描述:納米載體共遞送抗原和佐劑至淋巴結(jié),促進DC成熟及T細胞活化。
佐劑的作用機制
免疫刺激劑
TLR3激動劑(Poly-ICLC)誘導(dǎo)IFN-β和IL-12,增強抗原交叉呈遞。
TLR4激動劑(MPL)激活NF-κB通路,促進Th1極化。
- 細胞因子:IL-12和GM-CSF增強T細胞增殖,但需平衡療效與毒性(如IL-2引發(fā)毛細血管滲漏綜合征)。
遞送系統(tǒng)
- 脂質(zhì)納米顆粒(LNP):保護mRNA免受降解,如Moderna的mRNA-5671靶向KRAS突變。
- 可降解聚合物(PLGA):控釋抗原,延長免疫應(yīng)答。
表2 佐劑分類及代表疫苗
聯(lián)合療法
1. 化療聯(lián)合
化療誘導(dǎo)免疫原性細胞死亡,釋放腫瘤抗原。
案例:SurVaxM(靶向Survivin)聯(lián)合替莫唑胺在膠質(zhì)母細胞瘤中延長無進展生存期(PFS 11.4個月)。
2. 放療聯(lián)合
放療增強腫瘤抗原釋放并改變TME。
案例:PSA靶向疫苗聯(lián)合放療在前列腺癌中顯著提升抗原特異性T細胞數(shù)量。
3. 免疫檢查點抑制劑(ICI)聯(lián)合
疫苗逆轉(zhuǎn)T細胞耗竭,ICI阻斷PD-1/PD-L1通路。
案例:mRNA-4157聯(lián)合Pembrolizumab在黑色素瘤中ORR達50%,降低復(fù)發(fā)風(fēng)險44%。
4. CAR-T聯(lián)合
疫苗增強CAR-T持久性與腫瘤浸潤。
案例:CLDN6 mRNA疫苗聯(lián)合CAR-T在實體瘤中實現(xiàn)33%客觀緩解率。
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圖3 聯(lián)合療法機制示意圖
描述:疫苗與化療、放療、ICI或CAR-T協(xié)同,通過多通路激活抗腫瘤免疫。
臨床挑戰(zhàn)
1、抗原篩選與個性化制備:新抗原預(yù)測需結(jié)合基因組學(xué)與免疫肽組學(xué),成本高且周期長。
2、動物模型局限性:人源化小鼠難以完全模擬人類免疫系統(tǒng),需開發(fā)類器官或芯片替代模型。
3、不良反應(yīng)管理:
- 常見:注射部位反應(yīng)、發(fā)熱、疲勞。
- 嚴(yán)重:細胞因子釋放綜合征(CRS)、自身免疫性毒性。
- 耐藥機制:腫瘤抗原丟失或MHC下調(diào)可導(dǎo)致免疫逃逸。
結(jié)論與展望
癌癥疫苗通過多平臺創(chuàng)新與聯(lián)合策略展現(xiàn)出變革性潛力。未來方向包括:
- 精準(zhǔn)新抗原篩選:結(jié)合AI優(yōu)化預(yù)測算法,降低成本。
- 新型遞送系統(tǒng):開發(fā)靶向淋巴結(jié)或穿透血腦屏障的納米載體。
- 克服免疫抑制:聯(lián)合TME調(diào)控劑(如TGF-β抑制劑)或表觀遺傳藥物。
- 臨床轉(zhuǎn)化加速:利用器官芯片替代部分動物試驗,縮短研發(fā)周期。
隨著mRNA技術(shù)和個性化醫(yī)療的突破,癌癥疫苗有望成為“治愈性療法”的重要組成部分,為實體瘤和血液腫瘤患者帶來長期生存希望。