原創(chuàng):彪彪 來(lái)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?xún)深?lèi)。預(yù)防性疫苗(如HPV和HBV疫苗)通過(guò)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(guò)激活樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)誘導(dǎo)持久的抗腫瘤免疫應(yīng)答。近年來(lái),合成肽、mRNA、DNA、細(xì)胞疫苗及納米疫苗等平臺(tái)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(guó)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(lèi)、新抗原發(fā)現(xiàn)、遞送平臺(tái)進(jìn)展、佐劑作用機(jī)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(lái)方向。
癌癥疫苗的研發(fā)始于19世紀(jì)末,William B. Coley觀察到細(xì)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(gè)獲批的治療性癌癥疫苗。2010年,Sipuleucel-T的上市標(biāo)志著個(gè)性化免疫治療的突破。近年來(lái),基因工程技術(shù)的進(jìn)步(尤其是mRNA疫苗)在膠質(zhì)母細(xì)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(duì)黑色素瘤的mRNA-4157已在臨床試驗(yàn)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(jī)制
描述:疫苗通過(guò)遞送腫瘤抗原至DC,激活CTL和CD4+ Th1細(xì)胞,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞殺傷。APC(抗原呈遞細(xì)胞)通過(guò)MHC分子呈遞抗原,觸發(fā)T細(xì)胞受體(TCR)信號(hào)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(mén)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(xì)胞學(xué)篩查聯(lián)合應(yīng)用。
- HBV疫苗:通過(guò)阻斷乙肝病毒感染,降低肝細(xì)胞癌風(fēng)險(xiǎn)。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(xì)胞(Treg)和髓源性抑制細(xì)胞(MDSC)可抑制DC功能,需聯(lián)合佐劑(如TLR激動(dòng)劑)增強(qiáng)DC活性。
- 持續(xù)免疫記憶:通過(guò)激活記憶T細(xì)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(dá),如CEA(結(jié)直腸癌)、PSA(前列腺癌)和MUC1(乳腺癌)。早期臨床試驗(yàn)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(xì)胞癌中部分患者實(shí)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(xì)胞瘤)、RAS突變(胰腺癌)及p53突變(多種實(shí)體瘤)。新抗原的篩選依賴(lài)于:
- 全外顯子測(cè)序(WES)和RNA測(cè)序:識(shí)別體細(xì)胞突變及表達(dá)水平。
- 質(zhì)譜技術(shù)(MS):精確檢測(cè)免疫肽段,減少預(yù)測(cè)算法誤差。
- 生物信息學(xué)工具:NetMHCpan等算法預(yù)測(cè)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(tái)
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(dá)42%。但需佐劑(如Poly-ICLC)增強(qiáng)免疫原性。
- 長(zhǎng)肽疫苗(20-30氨基酸):如HPV E6/E7長(zhǎng)肽疫苗在宮頸癌中耐受性良好,誘導(dǎo)強(qiáng)效T細(xì)胞應(yīng)答。
- 多價(jià)肽疫苗:NEO-PV-01聯(lián)合PD-1抑制劑在黑色素瘤中ORR達(dá)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(zhǎng)生存期。
- mRNA疫苗:mRNA-4157聯(lián)合Pembrolizumab在黑色素瘤III期試驗(yàn)中降低44%復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。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(xì)胞。
3. 細(xì)胞疫苗
- 自體腫瘤細(xì)胞疫苗:GVAX通過(guò)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(diǎn)抑制劑可增強(qiáng)響應(yīng)。
- DC疫苗:Sipuleucel-T通過(guò)體外負(fù)載PAP抗原延長(zhǎng)前列腺癌患者生存期(中位OS 25.8 vs 21.7個(gè)月)。DCVax-L負(fù)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(dá)GM-CSF)在黑色素瘤中客觀緩解率25.2%,中位OS 41.1個(gè)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(dá)12.9個(gè)月。
5. 納米疫苗
- 脂質(zhì)體/介孔二氧化硅:增強(qiáng)抗原遞送至淋巴結(jié),激活DC和CTL。如dClip-LNP/siRNA納米疫苗通過(guò)沉默TIM-3增強(qiáng)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(jī)制
描述:納米載體共遞送抗原和佐劑至淋巴結(jié),促進(jìn)DC成熟及T細(xì)胞活化。
佐劑的作用機(jī)制
免疫刺激劑
TLR3激動(dòng)劑(Poly-ICLC)誘導(dǎo)IFN-β和IL-12,增強(qiáng)抗原交叉呈遞。
TLR4激動(dòng)劑(MPL)激活NF-κB通路,促進(jìn)Th1極化。
- 細(xì)胞因子:IL-12和GM-CSF增強(qiáng)T細(xì)胞增殖,但需平衡療效與毒性(如IL-2引發(fā)毛細(xì)血管滲漏綜合征)。
遞送系統(tǒng)
- 脂質(zhì)納米顆粒(LNP):保護(hù)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(zhǎng)免疫應(yīng)答。
表2 佐劑分類(lèi)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(xì)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(xì)胞瘤中延長(zhǎng)無(wú)進(jìn)展生存期(PFS 11.4個(gè)月)。
2. 放療聯(lián)合
放療增強(qiáng)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(xì)胞數(shù)量。
3. 免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICI)聯(lián)合
疫苗逆轉(zhuǎn)T細(xì)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(dá)50%,降低復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)44%。
4. CAR-T聯(lián)合
疫苗增強(qiáng)CAR-T持久性與腫瘤浸潤(rùn)。
案例:CLDN6 mRNA疫苗聯(lián)合CAR-T在實(shí)體瘤中實(shí)現(xiàn)33%客觀緩解率。
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圖3 聯(lián)合療法機(jī)制示意圖
描述:疫苗與化療、放療、ICI或CAR-T協(xié)同,通過(guò)多通路激活抗腫瘤免疫。
臨床挑戰(zhàn)
1、抗原篩選與個(gè)性化制備:新抗原預(yù)測(cè)需結(jié)合基因組學(xué)與免疫肽組學(xué),成本高且周期長(zhǎng)。
2、動(dòng)物模型局限性:人源化小鼠難以完全模擬人類(lèi)免疫系統(tǒng),需開(kāi)發(fā)類(lèi)器官或芯片替代模型。
3、不良反應(yīng)管理:
- 常見(jiàn):注射部位反應(yīng)、發(fā)熱、疲勞。
- 嚴(yán)重:細(xì)胞因子釋放綜合征(CRS)、自身免疫性毒性。
- 耐藥機(jī)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(guò)多平臺(tái)創(chuàng)新與聯(lián)合策略展現(xiàn)出變革性潛力。未來(lái)方向包括:
- 精準(zhǔn)新抗原篩選:結(jié)合AI優(yōu)化預(yù)測(cè)算法,降低成本。
- 新型遞送系統(tǒng):開(kāi)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(dòng)物試驗(yàn),縮短研發(fā)周期。
隨著mRNA技術(shù)和個(gè)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(shí)體瘤和血液腫瘤患者帶來(lái)長(zhǎng)期生存希望。