靶向肝癌抗腫瘤疫苗臨床研究進展

吳許軍，李文陽，張甲戌

(1.甘肅醫(yī)學院附屬醫(yī)院，甘肅 平?jīng)?744000；2.河西學院醫(yī)學院，甘肅 張掖 734000；3.甘肅奧林貝爾生物科技集團 甘肅省生物抗菌肽工程實驗室，甘肅 張掖 734000)

肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是常見癌癥之一，據(jù)統(tǒng)計全球每年有超過60萬肝癌新發(fā)病例。根據(jù)我國最新公布的癌癥發(fā)病率和病死率報告，2016年我國新增HCC患者38.9萬例，其發(fā)病率和病死率分別為28.12%、24.33%[1]。臨床上，雖然早期診斷和干預可以提高肝癌患者生存率，但由于治療時間、擴散、復發(fā)等多因素影響，患者往往很少被治愈。例如，切除病變組織<5 cm的患者術后五年生存率為57%，而切除>10 cm者則僅有32%，復發(fā)后生存周期中位數(shù)僅為7～28個月[2]。而一些應用于HCC的局部區(qū)域姑息治療方法(如微波消融術、導管射頻灼燒術以及動脈化療栓塞術等)治療的病例總生存期中位數(shù)僅為12個月。由于肝癌對化療等全身性治療方法具有普遍耐藥性，因此針對其開發(fā)的特效藥如索拉非尼等價格昂貴，并且對提高患者長期生存時間沒有顯著作用[3]。

抗腫瘤疫苗是癌癥免疫療法的一種。由于腫瘤細胞分化后其表面會表達一些特殊的蛋白抗原，據(jù)此研究者們通過設計一系列的抗腫瘤疫苗來接種機體，刺激機體的自然殺傷細胞、樹突狀細胞(DC)或T淋巴細胞相關途徑的免疫過程，以期利用患者自身免疫細胞來對腫瘤細胞進行殺傷和清除。目前癌癥免疫療法在黑色素瘤的應用研究中較為成熟，基于黑色素瘤糖蛋白100(Gp100)、黑色素瘤相關抗原A3(MAGE-A3)開發(fā)的抗腫瘤疫苗也完成了臨床三期試驗[4]。在2015年時，美國第39任總統(tǒng)吉米·卡特罹患黑色素瘤且發(fā)生腦轉(zhuǎn)移，在接受由程序性死亡受體1(PD-1)單抗藥Keytruda主導的免疫綜合治療后，經(jīng)核磁共振檢查腦部所有腫瘤斑點消失，證實了抗腫瘤疫苗在癌癥治療過程中具有一定潛力。與黑色素瘤相比，絕大多數(shù)HCC患者在癌變前一般感染了乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)并經(jīng)歷慢性肝炎、肝硬化再到HCC的一個病變歷程[5]。這一過程導致肝癌患者的適應性免疫系統(tǒng)(包括Ⅰ型輔助性T細胞、細胞毒性T細胞及樹突狀細胞)在受HBV、HCV侵染的作用過程中減弱，并且肝癌還具有如甲胎蛋白異質(zhì)體(AFP-L3)等特異性顯著的抗原，因此針對肝癌的免疫療法也是近年來的研究熱點?，F(xiàn)就靶向肝癌抗腫瘤疫苗的研究進展進行綜述。

1 腫瘤相關抗原及抗腫瘤疫苗設計依據(jù)

由于癌基因表達或抑癌基因的突變，當癌癥產(chǎn)生時惡性腫瘤細胞往往會過表達一些特殊蛋白并轉(zhuǎn)運至細胞膜表面，參與癌細胞的異常增殖、黏附、信號轉(zhuǎn)導等生理過程[6]。由于這些分子除了在特定組織或特定生理時期表達外，在正常體細胞中一般低表達或不表達，而當細胞在癌變后又過度表達這類分子且超過一定閾值時可被免疫細胞識別并作為抗原激活細胞毒性T細胞，因此這類分子被稱為腫瘤相關抗原(TAA)[7]。根據(jù)這一特性，將這類特定的TAA或其上具有高免疫原性的肽段作為抗原來設計疫苗，通過被抗原呈遞細胞加工并呈遞后激活CD4+T輔助淋巴細胞和CD8+T細胞毒性淋巴細胞，進而殺滅對應抗原特異的癌細胞，這一過程即是抗腫瘤疫苗的設計依據(jù)。

2 靶向肝癌抗腫瘤疫苗

原發(fā)性肝癌的發(fā)病因素一般與HBV或HCV感染、肝纖維化和肝硬化、黃曲霉素等毒理誘導有關，肝細胞在發(fā)生癌變后會產(chǎn)生一些對應的分子生物學上的惡性腫瘤細胞特征，細胞表面會高度表達一系列正常體細胞含量很低的分子，如胚胎性蛋白、糖蛋白抗原、鱗狀細胞抗原等[8]。這些異常增多的蛋白主要參與癌細胞復制、增殖和遷移，常常作為癌癥生物標志物用于癌癥的早期篩查和診斷，根據(jù)這類抗原蛋白設計的抗腫瘤疫苗也相應地被用于腫瘤治療的研究中。

2.1 基于甲胎蛋白(AFP)設計的靶向肝癌抗腫瘤疫苗 AFP是一種胚胎發(fā)育過程中由卵黃囊或胎兒肝細胞合成的糖蛋白在出生后表達量急劇下降，但是在肝癌患者癌組織和血液中可以檢測到其過表達，尤其是具有特殊巖藻糖基化修飾的異質(zhì)體AFP-L3是檢測肝癌的高特異性腫瘤標志物[9]，因此AFP為肝癌的免疫治療提供了一個極具吸引力的抗原靶點。在先導研究中，為了探究AFP是否能激活DC呈遞誘導的輔助T細胞作用，Cao等[10]構(gòu)建了表達AFP和白細胞介素(IL)-18的轉(zhuǎn)染DC，證實該轉(zhuǎn)染細胞所誘導產(chǎn)生的T細胞特異性結(jié)合肝癌細胞系HepG2，并且發(fā)現(xiàn)該過程激活了CD4+T細胞，IL-12 p70和γ干擾素。該研究證實了根據(jù)AFP設計抗腫瘤疫苗具有激活DC、CD4+輔助T細胞和CD8+細胞毒性T細胞等多種免疫途徑的潛力。在一項Ⅰ期臨床試驗中，Butterfield等[11]構(gòu)建了表達全長AFP的腺病毒疫苗并接種2例血清AFP陽性且接受過既往治療的肝癌患者，結(jié)果表明這一疫苗具有優(yōu)良的耐受性和安全性，其中1例患者對腺病毒產(chǎn)生了強免疫應答，AFP免疫響應較弱，在接種9個月后復發(fā)；而另1例患者接種后對AFP產(chǎn)生強烈的CD4+和CD8+免疫響應，在18個月后肝癌復發(fā)但血清中未見AFP增多。利用具有免疫優(yōu)勢的AFP肽段構(gòu)建抗腫瘤疫苗也是一種有效的策略，Butterfield等[12]報告的一項Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗利用四個主要的AFP抗原表位多肽(hAFP137-145，hAFP158-166，hAFP325-334和hAFP542-550)導入采集自患者的粒細胞-巨噬細胞集落培養(yǎng)DC疫苗，對應接種了10例不同病理背景受試者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有6位患者檢測到了至少1種AFP多肽特異的T細胞響應及γ干擾素增多，表明這種疫苗安全且具有耐受性，雖然是一種有效的免疫刺激，但是在這組受試肝癌患者中并未顯示出客觀的臨床效果。在一項直接利用AFP肽段注射接種的Ⅰ期臨床試驗中，Nakagawa等[13]用弗氏佐劑和AFP357、AFP403兩種截取自AFP的表位抗原構(gòu)建多肽復合物疫苗并接種15例受試肝癌患者，隨后檢測患者血清中AFP特異的T細胞，并在共計730 d的時間里每8周對患者進行影像學檢查以評估腫瘤進展，結(jié)果表明這類AFP多肽佐劑復合物具有良好的耐受性，整個試驗過程中這種疫苗制劑體現(xiàn)了優(yōu)良的疫苗耐受性和安全性，15例受試肝癌患者中有5例對疫苗產(chǎn)生了免疫響應，其中1例在這次研究中被定義為完全緩解(免疫響應且腫瘤消失)；另外，這15例患者中有8例病情穩(wěn)定(腫瘤總直徑保持在>70%且<120%間，無新發(fā)病變)。目前這些基于AFP所試驗的臨床研究仍缺乏實際的治療意義，這應該能解釋為什么迄今為止還沒有報道AFP抗肝癌疫苗相關的隨機對照試驗。

2.2 基于磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(GPC3)設計的靶向肝癌抗腫瘤疫苗 GPC3是一種癌胚糖蛋白，通過糖磷脂酰肌醇錨定物附著在細胞膜上，在如HepG2、Hep3B、HT17、HuH6、HuH7肝癌細胞系上可檢測到GPC3高表達，在臨床上也常用GPC3免疫染色來鑒定肝組織的病理異常，因此除了作為一種檢測肝癌的生物標志物以外，它還是一種新的肝癌治療靶標分子[14]。在利用GPC3及其抗原性肽段作為肝癌相關抗原開發(fā)疫苗時，主要策略是依賴DC MHC-Ⅰ所呈遞的寡肽來特異性誘導細胞毒性T細胞殺傷腫瘤細胞，這就需要考慮到接種患者的白細胞抗原(HLA)。在一項Ⅰ期臨床試驗[15]中，共計33例HLA-A2和HLA-24陽性肝癌晚期患者分別接種了GPC3144-152(FVGEFFTDV)和GPC3298-306(EYILSLEEL)，其中30例患者接種后檢測到了GPC3特異的CD8+T細胞響應，2個月后有1例患者腫瘤部分緩解且有19例患者病情穩(wěn)定，證實該GPC3多肽疫苗耐受性良好。在一項開放標簽的肝癌抗腫瘤疫苗Ⅱ期臨床試驗中，Sawada等[16]對41例接受肝切除術(35例)或射頻消融術(6例)的原發(fā)性HCC患者進行了為期1年的GPC3多肽疫苗接種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)35例同時接受手術和疫苗治療的患者肝癌復發(fā)率低于另外由33例僅手術治療的患者組成的對照組；當僅以各組中原本即GPC3陽性的腫瘤患者(手術+疫苗治療共25例，僅手術者共21例)進行統(tǒng)計學分析時，同時接受手術和疫苗治療的患者復發(fā)率明顯低于對照組，表明該GPC3疫苗治療可以顯著降低肝癌術后的1年復發(fā)率，亟待更大的隨機臨床試驗來確定GPC3衍生的多肽疫苗的抗腫瘤治療效果。

2.3 基于多藥耐藥相關蛋白3(MRP3)設計的靶向肝癌抗腫瘤疫苗 MRP3是一種載體型轉(zhuǎn)運蛋白，屬于ABC轉(zhuǎn)運蛋白家族，依賴ATP在細胞表面完成逆濃度梯度物質(zhì)轉(zhuǎn)運。相關研究[17]表明，MRP3在包括肝癌在內(nèi)的多種癌細胞中過度表達，因此被作為肝癌的藥物靶點來開發(fā)多種藥物。在一項Ⅰ期臨床研究中，Mizukoshi等[18]利用MRP3765肽段偶聯(lián)弗氏佐劑作為疫苗，對共計11例肝癌患者進行抗腫瘤免疫治療，試驗期間未觀察到該多肽疫苗的嚴重藥物不良反應，疫苗耐受良好，8例患者檢測到了MRP3特異的T細胞響應；12例患者中，1例病情部分緩解，9例病情穩(wěn)定，2例病情惡化，總生存期中位數(shù)為14個月，并未體現(xiàn)有意義的臨床療效。

2.4 基于癌癥-睪丸抗原(CTA)設計的靶向肝癌抗腫瘤疫苗

2.4.1 CTA：這是一類主要表達于睪丸生殖細胞而正常體細胞中幾乎不表達的組織特異性抗原，由于在一些上皮細胞癌變的腫瘤表面也檢測到這類抗原，因此被稱為癌癥-睪丸抗原[19]。由于這種抗原在正常組織中受限表達，但是在部分肝癌中過表達，因此是一種理想的免疫治療靶標，極大程度上避免了脫靶毒性，可據(jù)此設計抗腫瘤疫苗。

2.4.2 紐約食管鱗狀細胞癌1(NY-ESO-1)：這是一種CTA，研究表明約30%肝癌患者癌組織中可以檢測到NY-ESO-1的表達。NY-ESO-1在多項體外研究中顯示出了良好的肝癌細胞特異性及T細胞免疫響應等特性[20]。一項Ⅰ期臨床試驗結(jié)果表明，多肽疫苗NY-ESO-1b可以成功誘導48%的HLA-A2陽性肝癌患者對抗原產(chǎn)生CD8+T細胞響應，從而驗證了NY-ESO-1疫苗的優(yōu)良耐受性和安全性，但該組試驗并未顯示出實際的臨床意義[21]。

2.4.3 黑色素瘤抗原基因A(MAGE-A)：這是一種男性生殖細胞表達而其他正常體細胞極低表達的CTA，常見于黑色素瘤、肺癌、肝癌、前列腺癌等惡性腫瘤細胞。有研究[22]發(fā)現(xiàn)MAGE誘導的CD8+T細胞存在于肝癌患者的腫瘤組織中，并且能夠識別兩段特定序列MAGE-1161-169和MAGE-3271-279，這為開發(fā)MAGE相關的抗腫瘤疫苗提供了有力的依據(jù)。

2.4.4 滑膜肉瘤X斷裂點基因2(SSX-2)：這也是一種CTA，大量存在于黑色素瘤、淋巴瘤等，并已據(jù)此開展了相關的抗腫瘤疫苗試驗。Bricard等[23]在肝癌組織中發(fā)現(xiàn)了對SSX-2特異的CD8+T細胞，表明這一靶點的成功開發(fā)對肝癌抗腫瘤疫苗治療也有積極的啟示。

3 結(jié) 語

癌癥免疫治療在過去十年里經(jīng)歷了迅速的發(fā)展，在這個過程中我們深刻且系統(tǒng)地認識了癌細胞表位的抗原特異性，理解了癌細胞逃逸免疫系統(tǒng)的機制，開發(fā)了一系列免疫治療方法[24]。由于其安全性、特異性以及刺激免疫記憶的持久反應等優(yōu)勢，腫瘤免疫療法獲得了2018年諾貝爾生理醫(yī)學獎。作為免疫療法的一種，抗腫瘤疫苗是一種開發(fā)潛力巨大、涉及多領域交叉的治療方法，被廣泛投入多種癌癥的臨床試驗。盡管目前針對肝癌的抗腫瘤疫苗在臨床上缺乏令人滿意的治療效果，但是隨著免疫佐劑的革新和多肽疫苗給藥策略的不斷開發(fā)，相信這些抗腫瘤疫苗仍然有巨大的改良空間，尤其是在替代邊緣切除、局部消融治療、肝切除術后控制復發(fā)等應用方面。