肿瘤新抗原疫苗的研究现状

周秋萍

（武汉大学生命科学学院，湖北武汉 430000）

肿瘤疫苗，是一种通过激发患者主动免疫来增强肿瘤特异性T细胞免疫应答的治疗技术，被认为是最经济有效的肿瘤治疗手段。肿瘤疫苗通常包括肿瘤抗原、配方、免疫佐剂和输送工具，其形式有很多种，现在研究较多的是多肽疫苗、RNA疫苗、DC疫苗等。肿瘤新抗原疫苗中的肿瘤新抗原，是由肿瘤发生发展过程中体细胞DNA损伤引起[1]，包括非同义突变、基因融合、基因缺失、基因插入等。肿瘤新抗原只大量表达在肿瘤细胞中，在正常体细胞中几乎不表达[2]，并且不受胸腺阴性选择，具有较强的免疫原性和肿瘤异质性，自发现以来一直被认为是最具潜力的肿瘤治疗靶点之一[3]。这些异常表达的突变蛋白在肿瘤细胞内加工成短肽，通过主要组织相容性复合物（MHC）呈递到细胞表面，激活体内特异性T细胞的杀伤作用[4-6]。

1 肿瘤新抗原疫苗优势

肿瘤新抗原不仅具有较强的免疫原性优势，而且与MHC分子之间有较强的亲和力，能避免免疫细胞攻击患者正常的细胞，保证治疗的安全性，这也是迄今为止靶向肿瘤相关抗原的肿瘤免疫疗法在临床上还未取得良好成效的原因。为了充分发挥肿瘤新抗原的优势和特点，鉴定具有肿瘤治疗潜力的肿瘤新抗原是当务之急。随着生物技术的发展和人类对免疫学原理的进一步认识，生物信息学与测序技术的强强联合将为肿瘤新抗原的筛选提供更好的技术支持。目前，借助新一代测序技术鉴定出的肿瘤新抗原表位已成功应用到相应的肿瘤免疫疗法的临床研究中。

2 肿瘤新抗原疫苗研究现状

肿瘤疫苗的研发最早可以追溯到19世纪末，外科医生Coley WB[7]在治疗一名晚期肉瘤患者的过程中发现化脓性链球菌毒素可以有效激发该患者的抗肿瘤免疫反应。但由于当时相关理论知识的缺乏，直到20世纪80年代，第一个肿瘤疫苗才研制成功，即自体肿瘤细胞牛分支杆菌卡介苗疫苗（BCG），用于治疗结肠癌患者[8]。之后通过筛选具有肿瘤cDNA表达文库特异性的T细胞确定了人类第一个肿瘤抗原——黑色素瘤相关抗原1（MAGE 1）[9]。1973年，树突状细胞（DCs）的发现和功能鉴定为后来DC肿瘤疫苗的研发奠定了理论基础[10]。

随着生物信息学与测序技术的联合，借助新一代测序技术鉴定出的肿瘤新抗原已成功应用到相应的肿瘤免疫疗法中[11]，并且大量临床研究表明，靶向肿瘤新抗原的肿瘤疫苗在肿瘤治疗中有很好的应用前景[12]。对于预防性肿瘤疫苗，宫颈癌疫苗是目前研制最成功的范例，已成功造福人类；而治疗性疫苗中，来自美国抗癌药公司Dendreon的前列腺癌疫苗Sipuleucel-T（商品名为Provenge）成为肿瘤治疗性疫苗领域中的里程碑式突破[13-14]。但之后因为各种局限，肿瘤疫苗的研制一直处于瓶颈期。

第一个基于肿瘤新抗原的疫苗临床试验是由Carreno和Magrini[15]等人设计，采用一款带有肿瘤新抗原的DC疫苗治疗晚期黑色素瘤患者，这一临床试验证明了靶向肿瘤新抗原的疫苗具有增强自身免疫细胞肿瘤杀伤的效果。但由于DC疫苗制作流程烦琐、周期长，研究人员于是把目标投向多肽疫苗和核酸疫苗。

2014—2015年，首个靶向IDH1突变位点的多肽疫苗开启了临床试验用于治疗脑胶质瘤的研究[16-17]。但是直到2017年，肿瘤新抗原疫苗才取得了突破性进展，国际知名期刊《Nature》同时发表了来自两个不同研究团队的肿瘤新抗原疫苗临床应用试验成果：利用不同形式的“个性化疫苗”成功治疗黑色素瘤患者。Ott 等人[18]首先利用全基因组测序（WES）和RNASeq技术鉴定肿瘤患者的体细胞突变谱，并预测特定突变抗原表位与患者MHC分子亲和力情况，然后将有效的肿瘤新抗原制成长肽疫苗，接着将Toll样受体配体4（Ploy-ICLC 4）与长肽疫苗混合皮下注入6名已切除肿瘤病灶的黑色素瘤患者体内，刺激T细胞发挥抗肿瘤免疫。最终结果显示该疫苗是有效的，有2/3的患者在随后的25个月内都未发生疾病复发和细胞毒性作用。另外，Sahin 等人[19]采用含有肿瘤新抗原突变位点的RNA疫苗，通过注入黑色素瘤患者的腹股沟淋巴结发挥免疫激活作用；在接受这类疫苗治疗的13名患者中，半数以上的患者在随访的23个月内没有复发，预后良好。这两项最新的研究成果为肿瘤疫苗的研制带来了希望。

3 结语

靶向肿瘤新抗原的疫苗可以有效激活并诱导机体自身的免疫应答发挥保护作用，并在很多肿瘤中都存在大量肿瘤新抗原候选表位。但目前很多肿瘤新抗原及相关疫苗的研制还不能进入临床试验阶段，有很多的挑战和阻碍需要克服：（1）目前的测序技术主要针对的是肿瘤突变的新抗原，不能预测基因融合、缺失、插入等新形式的抗原；（2）新抗原鉴定以及相应的肿瘤疫苗研制周期和成本还有待进一步改进以造福更多晚期肿瘤患者；（3）接受肿瘤疫苗治疗的患者体内缺乏明确的临床效益标志物来判断患者的治疗效果，影响患者治疗方案的改进；（4）现在的肿瘤新抗原疫苗大多是MHC分子依赖性的，如果患者丢失相应的抗原提呈分子的等位基因将不利于治疗；（5）肿瘤免疫微环境中存在很多免疫抑制机制。因此未来肿瘤疫苗的应用趋势将更加多元化，比如寻找多个新抗原表位、多种治疗方法的联合应用等。