开发癌症疫苗的策略
健康
2024-11-20 06:03
湖北
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。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。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。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。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。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；• 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。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。![]()
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。
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。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。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。
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。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。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。![]()
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