抗腫瘤疫苗的研究進展

李曼曼 柳祖輝 袁玉婷 苗梓韜 王云康 曹榮月▲

1.中國藥科大學生命科學與技術學院，南京 210009；2.中國藥科大學藥學院，南京 210009

免疫治療主要包括分子靶向療法、體細胞療法和細胞因子療法、抗腫瘤疫苗、腫瘤基因療法和生物化療等[1-3]，目的是通過刺激人體自身免疫反應，增強機體免疫系統來對抗癌癥，其中抗腫瘤疫苗是近年來研究的熱點之一。從臨床應用角度將疫苗分為兩種[4]，即預防性疫苗和治療性疫苗。目前已研發出的預防性抗腫瘤疫苗主要有宮頸癌疫苗及乙肝疫苗[5]。抗腫瘤疫苗與傳統疫苗的區別在于抗腫瘤疫苗是一種治療性的主動免疫療法，其利用腫瘤細胞或腫瘤抗原物質激活機體免疫系統，產生特異性免疫應答，抑制腫瘤的生長、繁殖與擴散，以期達到控制或清除腫瘤的目的。

目前，在動物水平和臨床試驗中，抗腫瘤疫苗已經取得了良好的效果，一方面，其能誘導機體產生腫瘤特異性細胞毒T 細胞效應，另一方面，產生的不良反應也較少，因此，作為一種低毒、高效的治療腫瘤的免疫療法，抗腫瘤疫苗在臨床治療上有其深刻意義。

1 腫瘤免疫學

在腫瘤抗原刺激機體之前，非特異性免疫占主導，在刺激之后，機體產生特異性免疫。非特異性免疫又稱天然免疫或固有免疫，是與生俱來的，其對各種入侵的病原微生物能快速反應。特異性免疫又稱獲得性免疫或適應性免疫，是經后天感染或人工預防接種而使機體獲得對感染的抵抗力，一般是在抗原物質刺激后才形成，并能與該抗原產生特異性反應。

對腫瘤起主要控制作用的是特異性免疫中的細胞免疫（T 細胞），起主要作用的是細胞毒T 淋巴細胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）或CD8+，活化后的CD8+T細胞在CD4+輔助T 細胞分泌的細胞因子（如IL-2）作用下，增殖分化成效應殺傷T 細胞，介導抗原特異性的CTL 作用[6]。腫瘤相關抗原（tumor-associated antigen，TAA）存在于腫瘤細胞上，而正常細胞上不存在或者存在少量。癌癥疫苗的目的是通過靶向TAA 來實現動員免疫系統攻擊現有癌細胞。識別TAA 包括三個步驟,首先抗原遞呈細胞（antigen-presenting cell，APC）提取加工抗原，然后，通過主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）將TAA 遞呈到APC 表面。外源的多肽通過MHC-Ⅱ加工后遞呈給CD4+淋巴細胞，而內源的多肽由MHC-Ⅱ加工后遞呈給CTLs。然后，TCR 識別APC 中的MHC-抗原肽復合物，引起T 細胞增殖，最后，CTL 上的CD28 與APC 上B7 的共刺激信號相互結合，從而激活抗原特異性的T 細胞反應[7]。

腫瘤可以通過以下多種機制形成免疫逃逸：①很多TAA 由于自身抗原具有自身耐受的特點形成免疫逃逸；②腫瘤可以通過下調MHC 和改變細胞因子濃度的形式形成免疫逃逸；③腫瘤微環境還可以激活Treg 細胞或調節性CD4-CD25 T 細胞，通過下調CTL的效應，促進體內腫瘤的發生與生長[8]。

2 抗腫瘤疫苗的分類

抗腫瘤免疫應答主要由CTL 或CD8+執行，抗腫瘤特異性治療的原則是誘導增強CTL 抗腫瘤的敏感性，以避免免疫選擇和免疫抑制的發生。抗腫瘤疫苗根據其具體用途可分為預防性抗腫瘤疫苗和治療性抗腫瘤疫苗，前者是利用與某些特殊腫瘤有關的基因來制備抗腫瘤疫苗，再接種于易感體質的正常機體，從而抑制腫瘤的發生和生長；后者適用于腫瘤發生之后，其以TAA 為基礎，主要用于手術、放療、化療后的輔助治療。

根據抗腫瘤疫苗的來源，又可將其分為細胞疫苗、DNA 疫苗、多肽疫苗、樹突狀細胞（dendritic cell，DC）疫苗等。

2.1 腫瘤細胞疫苗

利用物理、化學或生物方法對自身或異體腫瘤細胞進行處理，在保留其原有的免疫原性基礎上，通過改變或消除其致瘤性來獲得腫瘤細胞疫苗，再注入機體進行主動免疫，然而腫瘤細胞特異性抗原表達一般比較低，腫瘤細胞疫苗常無法有效地誘導機體產生抗腫瘤免疫應答。通常采用在疫苗中加入誘導免疫應答的細胞因子來解決這個問題，如GM-CSF、IL-2 等[9]，亦可導入細胞因子的編碼基因，借此來達到增強疫苗免疫原性的目的。目前大量實驗證實，在諸多的細胞因子中，重組粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GMCSF）效果最好。在疫苗的接種部位，局部表達的GMCSF 能夠增加APC 數量，從而有效地捕獲、加工和呈遞抗原給T 細胞[10]，促進免疫應答。

2.2 DNA 疫苗

DNA 疫苗指直接接種質粒DNA，借助載體本身以及機體內的基因表達系統表達出期望的抗原。攜帶腫瘤抗原基因的質粒DNA 可以長期在宿主細胞內控制表達腫瘤抗原蛋白，進而誘導機體產生長期的免疫應答。腫瘤DNA 疫苗因能夠同時刺激機體產生體液和細胞免疫而日益受到重視，然而研制腫瘤DNA 疫苗的難點以及突破點在于如何確保目的基因在機體體內的充分表達。相關研究顯示，將編碼細菌毒素、細胞因子、蛋白佐劑的DNA 與攜帶抗原基因的質粒DNA 相融合，能增強質粒DNA 的免疫原性[11-12]。

目前，臨床上主要嘗試將一些可以誘導免疫應答的細胞因子基因（如GM-CSF、IFN 等）導入腫瘤細胞，制成各種功能的抗腫瘤DNA 疫苗。

2.3 腫瘤多肽疫苗

T 細胞對抗原的識別并非識別完整的抗原分子，而是通過識別與MHC 分子結合遞呈的抗原肽（短肽）。相應的合成肽不需要APC 的加工和處理，其能夠直接與MHC Ⅰ類分子相結合。腫瘤多肽疫苗是指可被CTL 識別的腫瘤細胞特異性抗原多肽，其導入人體后能直接誘導體內CTL 的應答，激發機體免疫反應。

目前腫瘤多肽疫苗主要包括四大類，分別為腫瘤相關性抗原多肽疫苗、病毒相關多肽疫苗、腫瘤特異性抗原多肽疫苗、癌基因或抑癌基因突變多肽疫苗，其中最為理想的是腫瘤特異性抗原多肽疫苗，Parkbusrt 等[13]對gp100 的3 個多肽進行了修飾，修飾后的多肽與HLA-A0201 的親和力顯著增強。用修飾后的多肽致敏來自具有HLA-AZ 黑色素瘤患者的外周血淋巴細胞（PBL），結果顯示修飾后的多肽能明顯增強誘導特異性CTLs 的能力。近年來，研究比較熱的還有血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）。有學者致力于從阻斷腫瘤生長所必需的血液供應角度出發，利用分子克隆技術構建針對靶點VEGF來制備抗腫瘤多肽疫苗，也取得了初步的效果[14]。

2.4 DC 疫苗

作為機體內功能最強的專職APC，DC 是引發腫瘤抗原產生強免疫應答的關鍵。現有資料已證明腫瘤可使DC 功能失常、凋亡及免疫反應中的信號傳導分子缺失[15]。APC 是機體免疫反應的首要環節，首先APC捕獲抗原，經其加工、處理后，將抗原信息傳遞給淋巴細胞，進而引發機體的特異性免疫應答，而DC 是已知機體內最強的專職APC，通過激活靜息T 細胞，表達高水平的共刺激分子、MHC 分子等方式在腫瘤免疫治療中發揮重要作用。DC 起源于骨髓，然后遷移到有外源性抗原侵入的上皮組織，攝取抗原。DC 吞噬抗原后向次級淋巴結轉移，在轉移的過程中DC 逐漸成熟，吞噬能力下降，遞呈能力加強。成熟的DC 與CD4+和CD8+細胞相互作用并激活細胞免疫應答，而未成熟的DC 傾向于誘導機體對腫瘤產生免疫耐受，這可能是由于未成熟DC 的表面共刺激分子表達低下所致[16]。

如果對DC 在體外進行擴增并使之負載TAA，再將這些負載有腫瘤抗原的致敏DC 重新回輸至機體體內，則可解決因DC 功能缺陷而造成的腫瘤免疫逃逸問題，誘導機體產生有效的免疫應答，因此負載腫瘤抗原的DC 疫苗被認為是最具潛力的腫瘤免疫療法[17-18]。

以DC 為基礎的抗腫瘤疫苗顯示出了良好的應用前景[19]。大多數臨床試驗已經使用在白細胞介素-4（IL-4）和GM-CSF 存在下培養的患者的外周血單核細胞進行離體操作來實現DC 療法[20]。在這種條件下，一種基于DC 的離體自體細胞制備（provenge/sipuleucel-T）已被美國FDA 和其他國際監管機構所批準，其被認為是腫瘤免疫治療的一個重要里程碑[21]。這種細胞制備需要前列腺癌酸性磷酸酶/GM-CSF 融合蛋白的存在，對于晚期轉移性前列腺癌患者有效[22]。這是第一個自體主動免疫藥物以及第一個真正的治療性癌癥疫苗，為同類產品的研發鋪平了道路[23-24]。在相關的文獻記載中，該方法已經在動物模型實施，并取得了一定效果，使動物產生了抗腫瘤的特異性免疫反應，并且從實驗結果可以得出結論：該方法可以抑制鼠（C57BL/6J）腫瘤的生長[25]。

3 小結

腫瘤免疫治療是繼放療、化療和手術治療之后的另一種治療腫瘤的手段，已被公認為最具前景的腫瘤治療方法。隨著分子生物學等相關學科的發展，抗腫瘤疫苗的研究取得了很大進展，臨床應用效果也有一定提高，但是目前抗腫瘤疫苗的研究仍處于初步探索階段，不少抗腫瘤疫苗還處于基礎實驗階段，實驗結果受到多方面因素的影響，如受試個體差異、腫瘤種類、疫苗類型等，而且抗腫瘤疫苗的適用范圍、應用的時間段以及與放療、化療配伍使用等尚無統一標準，因此抗腫瘤疫苗距臨床應用還有一段距離。

研發抗腫瘤疫苗的核心問題主要包括如何克服腫瘤的免疫逃避、誘導靶向的細胞免疫、增強疫苗的免疫原性以及提高抗腫瘤疫苗的安全性等。目前，多種免疫因子和腫瘤免疫療法的聯合應用，可能為未來抗腫瘤疫苗的研究提供一個新的方向。制備的DC 疫苗不但在單獨使用時具有抑瘤效果，且和化療藥紫杉醇聯合使用具有協同作用。由此可見，免疫療法和傳統化療聯合治療癌癥可達到更好的效果。

目前抗腫瘤疫苗以治療性為主，相信隨著分子生物學和免疫學研究的不斷深入，未來預防性抗腫瘤疫苗的研制也有望獲得成功，腫瘤的免疫治療將會成為一個進展更加迅速的新興研究領域，成為腫瘤綜合治療的基本組成之一。

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