腫瘤疫苗研究進(jìn)展

周　偉　張冬云　李新偉

【摘要】 隨著腫瘤發(fā)生率及死亡率的日益提高，腫瘤治療的手段不斷改進(jìn)和完善，采用疫苗治療的方法成為腫瘤治療的新途徑。目前，針對(duì)腫瘤治療的疫苗主要包括以下幾種類(lèi)型：細(xì)胞載體疫苗，單克隆抗體疫苗，腫瘤基因疫苗以及腫瘤多肽疫苗等，尤其是腫瘤多肽疫苗，在腫瘤治療中具有廣泛的應(yīng)用前景。本綜述對(duì)目前腫瘤相關(guān)疫苗的類(lèi)型及研究進(jìn)展情況進(jìn)行了總結(jié)和分析，從而為進(jìn)一步的研究提供一定的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】 腫瘤；疫苗；腫瘤多肽疫苗

惡性腫瘤已成為威脅人類(lèi)健康和生命的“第一殺手”，在人類(lèi)死亡原因中，因患惡性腫瘤致死的病例已上升到首位，因此，對(duì)腫瘤治療方法的探索成為目前疾病治療的一個(gè)主要方面。由于腫瘤本身易侵襲轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的生物學(xué)特性，使傳統(tǒng)的手術(shù)、放療和化療效果比較局限。而在腫瘤治療中，疫苗治療已成為一種比較有效的治療方法，在個(gè)體體內(nèi)注射腫瘤疫苗，可以達(dá)到有效減輕患者病情并防治高危個(gè)體癌癥的復(fù)發(fā)的效果，由于腫瘤的疫苗治療無(wú)明顯的毒副作用^[1]，所以近年來(lái)發(fā)展很快，目前的腫瘤疫苗主要有以細(xì)胞為載體的腫瘤疫苗、單克隆抗體(mAb)腫瘤疫苗、腫瘤基因疫苗、腫瘤多肽疫苗^[2-4]等。

腫瘤疫苗的來(lái)源多采用來(lái)自于腫瘤細(xì)胞的抗原或相應(yīng)的抗原抗體，目前已有2000多種腫瘤抗原被識(shí)別，這些抗原中大部分是自身抗原。在識(shí)別人癌癥抗原之前，進(jìn)行接種免疫的疫苗采用的是全癌抗原，癌抗原的識(shí)別為癌疫苗的發(fā)展開(kāi)辟了新途徑^[5]。其中多肽疫苗有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使其成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，但他也存在很多缺陷，這提示我們可以從設(shè)計(jì)和改造腫瘤抗原表位著手，試圖設(shè)計(jì)出能打破免疫耐受的抗原肽^[6-7]，從而克服腫瘤免疫過(guò)程中的主要難題。

1 以細(xì)胞為載體的腫瘤疫苗

腫瘤疫苗，既可來(lái)源于細(xì)胞，也可來(lái)源于癌抗原。而通過(guò)細(xì)胞為載體來(lái)制備相應(yīng)的腫瘤疫苗，是目前制備腫瘤疫苗的一種手段。作為載體的細(xì)胞，包括腫瘤細(xì)胞以及樹(shù)突狀細(xì)胞兩類(lèi)，其各有特點(diǎn)。

1.1 腫瘤細(xì)胞為載體的腫瘤疫苗 將自身或異體同種腫瘤細(xì)胞經(jīng)物理、化學(xué)和生物學(xué)等方法(如加熱、放射線照射、神經(jīng)氨酸酶酶解) 處理，使之成為喪失致瘤性、但保留抗原性的瘤苗，聯(lián)合非特異性刺激因子(如卡介苗等) 對(duì)腫瘤患者進(jìn)行主動(dòng)免疫治療。但由于腫瘤細(xì)胞表達(dá)抗原的免疫原性較弱，表面MHC分子、共刺激分子(如B7等)表達(dá)低下或缺乏，加上腫瘤本身復(fù)雜的遺傳背景，原始的腫瘤細(xì)胞疫苗往往不能誘導(dǎo)很強(qiáng)的免疫應(yīng)答。為改變這一不足，可采用分子修飾技術(shù)改變腫瘤細(xì)胞的免疫特性或遺傳背景，以提高其免疫原性，誘導(dǎo)更強(qiáng)的免疫應(yīng)答。

1.1.1 MHC分子轉(zhuǎn)基因瘤苗 腫瘤細(xì)胞常常缺乏MHC-I類(lèi)分子的表達(dá)，難以誘導(dǎo)產(chǎn)生腫瘤特異性的殺傷性T細(xì)胞，因此人們?cè)O(shè)想將MHC-I類(lèi)基因?qū)氪嘶虮磉_(dá)缺陷的腫瘤細(xì)胞以制備腫瘤疫苗。

1.1.2 共刺激分子轉(zhuǎn)基因的腫瘤疫苗 腫瘤細(xì)胞特異性活化T細(xì)胞需要TCR識(shí)別MHC-抗原肽 促發(fā)的第一信號(hào)，以及由受體與共刺激配體提供的非特異的第二信號(hào)。多數(shù)腫瘤細(xì)胞雖具有MHC分子或?qū)隡HC分子，但由于缺乏共刺激分子，不僅不引起T細(xì)胞的活化，因此在制備腫瘤細(xì)胞疫苗時(shí)，導(dǎo)入共刺激分子可增強(qiáng)瘤苗的免疫原性。

1.1.3 細(xì)胞因子轉(zhuǎn)基因的腫瘤疫苗 細(xì)胞因子在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)和效應(yīng)階段都具有不可替代的作用，如在免疫應(yīng)答的起始階段，除了上述提及的特異性抗原信號(hào)和共刺激信號(hào)外，細(xì)胞因子也是必不可少的，目前，已應(yīng)用的細(xì)胞因子有IL-2、IL-7、IL-12、IL-18和GM-CSF等。

1.1.4 轉(zhuǎn)入誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞增長(zhǎng)的的基因 其中mad-7基因?qū)δ[瘤細(xì)胞具有誘導(dǎo)凋亡的作用，已成為許多實(shí)驗(yàn)室關(guān)注的焦點(diǎn)，且該基因的轉(zhuǎn)入對(duì)正常細(xì)胞無(wú)不良反應(yīng)，并能誘導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)、抑制腫瘤血管產(chǎn)生，目前主要通過(guò)轉(zhuǎn)染或腺病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)的方法將該基因轉(zhuǎn)入腫瘤細(xì)胞，并已應(yīng)用于I期臨床。

1.2 樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells，DC) 為載體的腫瘤疫苗 DC具有刺激初始T細(xì)胞(包括CTL和Th兩個(gè)亞群)所需的所有信號(hào)分子，包括MHC分子和共刺激分子。因此通過(guò)對(duì)DC的改造，使其發(fā)揮其提成能力，有助于克服免疫抑制狀態(tài)。

1.2.1 聯(lián)合細(xì)胞因子 研究發(fā)現(xiàn)DC聯(lián)合細(xì)胞因子使用可以大大提高DC誘導(dǎo)的抗瘤效果^[8]。

1.2.2 導(dǎo)入腫瘤抗原 利用DC的抗原遞呈能力將腫瘤基因直接導(dǎo)入DC細(xì)胞，可促進(jìn)特異性免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)。利用脂質(zhì)體包被、電穿孔、基因槍的方法將目的RNA或DNA轉(zhuǎn)染入DC，并以這種DC作為疫苗誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。

1.2.3 腫瘤細(xì)胞與DC融合疫苗 利用細(xì)胞融合技術(shù)可使腫瘤細(xì)胞與DC融合成一個(gè)異種雜合體，既能提供腫瘤抗原又能發(fā)揮DC的抗原遞呈和共刺激功能。

2 單克隆抗體(mAb)腫瘤疫苗

利用細(xì)胞的ADCC(依賴(lài)抗體的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用)設(shè)計(jì)單克隆抗體靶向藥物，來(lái)抑制腫瘤的生長(zhǎng)成為腫瘤疫苗研究的一個(gè)新動(dòng)向^[9]。已有研究表明在黑色素瘤和卵巢癌細(xì)胞上使用腫瘤抗原的相應(yīng)單克隆抗體，這種抗體與腫瘤抗原結(jié)合后共同刺激DC細(xì)胞^[10]，可有效增前DC的提呈能力，激發(fā)CD⁺₈T細(xì)胞的免疫活性。可以通過(guò)改善mAb的方法調(diào)節(jié)ADCC作用以達(dá)到更有效的抗腫瘤作用。Fiorentino S等^[11]認(rèn)為由于DC免疫療法的免疫原性不強(qiáng)，要結(jié)合T細(xì)胞兩種免疫途徑的中斷：CD25抑制性T細(xì)胞和CTL相關(guān)抗原CTLA-4途徑CTLA-4是免疫反應(yīng)的負(fù)調(diào)控因子，能限制抗腫瘤作用，因此可以發(fā)展CTLA-4抗體作為治療癌癥的試劑，這種試劑已進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)，且在在黑色素瘤和腎癌的早期疾病治療中具有很好的作用。

3 腫瘤基因工程疫苗

基因工程疫苗是將編碼某種抗原的基因片段克隆到真核表達(dá)質(zhì)粒并直接注入機(jī)體，利用宿主細(xì)胞的轉(zhuǎn)譯系統(tǒng)表達(dá)相應(yīng)抗原，從而誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答?；蛞呙缯T導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)與許多因素有關(guān)，如質(zhì)粒的免疫途徑、靶抗原在體細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)水平、靶抗原的攝取和遞呈、細(xì)胞因子和淋巴因子的釋放、共刺激分子與細(xì)胞粘附分子的存在等，因此可從以上幾方面入手增強(qiáng)基因疫苗誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫效果。

4 腫瘤多肽疫苗

許多研究表明，腫瘤細(xì)胞表面的抗原多肽能夠有效激發(fā)腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答，有學(xué)者通過(guò)從腫瘤表面洗脫的抗原肽以及來(lái)自于腫瘤內(nèi)部特異表達(dá)的蛋白制備出肽疫苗，其可以通過(guò)DC細(xì)胞的提呈作用引發(fā)CTL反應(yīng)，另外熱休克蛋白-肽復(fù)合物具有良好的免疫原性，可誘導(dǎo)抗腫瘤免疫應(yīng)答，此外，HSP70可誘導(dǎo)T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤位點(diǎn)，并誘發(fā)TFN-γ、IL-2等細(xì)胞因子的表達(dá)。

自1989年第一個(gè)人類(lèi)腫瘤特異性抗原報(bào)道以來(lái)，目前已有許多腫瘤抗原被發(fā)現(xiàn)。相對(duì)于其他類(lèi)型的抗原(蛋白質(zhì)^[11]、DNA疫苗、病毒載體抗原等^[12])，來(lái)源于腫瘤相關(guān)抗原的抗原肽具有特異性高、安全等優(yōu)勢(shì)，而且，還可通過(guò)氨基酸置換、改變肽的構(gòu)象及修飾氨基酸殘基等方法提高肽的免疫原性^[3]。然而腫瘤細(xì)胞表達(dá)遞呈的抗原多肽，既有優(yōu)勢(shì)表位，也存在弱勢(shì)甚至抑制性表位，而且表面抗原肽的表達(dá)量很低，必需通過(guò)大量腫瘤細(xì)胞的免疫，才能提供足夠的抗原。因此學(xué)者們不斷探索如何尋找高純度高效的特異性腫瘤抗原多肽來(lái)制備疫苗。大量新的腫瘤抗原和新的肽表位的發(fā)現(xiàn)和鑒定極大地推動(dòng)了疫苗研究的深入，并隨著各種免疫方案的提出和實(shí)踐，部分疫苗先后進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，在腫瘤治療上，取得了一定成效，已有研究采用細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)識(shí)別的腫瘤特異性抗原肽嘗試于人類(lèi)腫瘤免疫治療。

與傳統(tǒng)疫苗相比，抗原多肽疫苗具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)^[13]：①抗原肽產(chǎn)生直接刺激，激活的免疫反應(yīng)特異性高，并且不會(huì)引起自身免疫反應(yīng)或免疫抑制；②疫苗通過(guò)化學(xué)方法合成，速度快，純度高。因此，抗原多肽疫苗已成為腫瘤治療性疫苗研究的熱點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的腫瘤免疫治療方法^[14]。

然而，抗原多肽疫苗雖然具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但也存一些不足^[15]：①M(fèi)HC限制性因素。人具有多種組織相容性抗原，由于MHC的多態(tài)性，不同患者M(jìn)HC分子往往存在差異，使表位疫苗的應(yīng)用范圍嚴(yán)重受限；②表位本身很小，免疫原性較弱，往往難以引起高強(qiáng)度的免疫應(yīng)答；③免疫耐受問(wèn)題。免疫耐受是機(jī)體為了維護(hù)自身免疫平衡狀態(tài)，通過(guò)中樞及外周耐受兩種途徑實(shí)現(xiàn)的對(duì)自身抗原出現(xiàn)的免疫不應(yīng)答現(xiàn)象。人工制備的抗原肽往往會(huì)出現(xiàn)免疫耐受而不應(yīng)答的狀況。因此篩選和開(kāi)發(fā)高效的腫瘤治療性疫苗還需要更深入的研究。

腫瘤疫苗具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)當(dāng)今治療手段的不足，為腫瘤治療提供了新的方向和手段，但是，腫瘤疫苗的研發(fā)仍存在眾多問(wèn)題：如何鑒定出更加特異的腫瘤抗原，建立一種方法誘導(dǎo)出足以清除癌細(xì)胞的免疫反應(yīng)，并能克服機(jī)體對(duì)很多腫瘤抗原的耐受，克服腫瘤細(xì)胞對(duì)宿主免疫反應(yīng)的逃避。目前鑒定新的腫瘤疫苗的步伐在不斷加快。對(duì)于已有的較弱的腫瘤抗原，研究者們已經(jīng)發(fā)展很多新的策略大大增強(qiáng)其免疫原性，從而更能選擇性地誘導(dǎo)CTL有效清除腫瘤。同時(shí)，這些策略也在盡量克服各種負(fù)性的調(diào)節(jié)機(jī)制，如對(duì)腫瘤免疫監(jiān)視的抑制和腫瘤疫苗免疫應(yīng)答的抑制。更多新的有前途的腫瘤疫苗將為人類(lèi)腫瘤的治療提供希望和和戰(zhàn)勝癌癥的信心。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Iannello A，Ahmad A.Role of antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity in the efficacy of therapeutic anti-cancer monoclonal antibodies.Cancer Metastasis Rev，2005，24：487-99.

[2] Baecher-Allan C，Anderson DE.Immune regulation in tumor-bearing hosts.Curr Opin Immunol，2006，18(2)：214-9.

[3] Prell RA，Gearin L，Simmons A，et al.The anti-tumor efficacy of a GM-CSF-secreting tumor cell vaccine is not inhibited by docetaxel administration.Cancer Immunol Immunother，2006，55(10)：1285-93.

[4] Cornet S，Miconnet I，Menez J，et al.Optimal organization of a polypeptide-based candidate cancer vaccine composed of cryptic tumor peptides with enhanced immunogenicity.Vaccine，2006，24(12)：2102-2109.

[5] Rosenberg SA，Sherry RM，Morton KE，et al .Tumor progression can occur despite the induction of very high levels of self/tumor antigen-specific CD8+ T cells in patients with melanoma.J Immunol，2005，175(9)：6169-76.

[6] Meng WS，Butterfielh LH，Ribas A，et al.Ration design of peptide-based tumor vaccines.Pharmaceutical Research，2002，19(7)：926-932.

[7] Gross DA，Graff-Dubois S，Opolon P，et al.High vaccination efficiency of low-affinity epitopes in antitumor immunotherapy.The Journal of Clinical Investigation，2004，113：425-433.

[8] Gupta P，Su ZZ，Lebedeva IV，et al.mda-7/IL-24：Multifunctional cancer-specific apoptosis-inducing cytokine.Pharmacol Ther，2006，111(3)：596-628.

[9] Peggs KS，Quezada SA，Korman AJ，et al.Principles and use of anti-CTLA4 antibody in human cancer immunotherapy.Curr Opin Immunol，2006，18(2)：206 -213.

[10] 張?zhí)煲唬＜o(jì)曉，林琳，等.熱休克蛋白gp96-肽復(fù)合物誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫.細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志，2005，21：17-20.

[11] Fiorentino S，Chopin M，Dastot H，et al.Disruption of T cell regulatory pathways is necessary for immunotherapeutic cure of T cell acute lymphoblastic leukemia in mice.Eur Cytokine Netw，2005，16(4)：300-8.

[12] Vieweg J，Dannull J.Technology Insight：vaccine therapy for prostate cancer.Nat Clin Pract Urol，2005，2(1)：44-51.

[13] Doytchinova IA，F(xiàn)lower DR.Physicochemical explanation of peptide binding to HLA-A*0201 major histocompatibility complex：a three-dimensional quantitative structure-activity Relationship study.Proteins，2002，48(3)：505-18.

[14] Disis ML，Grabstein KH，Sleath PR，et al.Generation of immunity to the HER-2/neu oncogenic protein in patients with breast and ovarian cancer using a peptide-based vaccine.Clin Cancer Res，1999，5(6)：1289-1297.

[15] Fiorentino S，Chopin M，Dastot H，et al.Disruption of T cell regulatory pathways is necessary for immunotherapeutic cure of T cell acute lymphoblastic leukemia in mice.Eur Cytokine Netw，2005，16(4)：300-308.

[16] 董海龍，隋延仿，葉菁，等.腫瘤抗原MAGE-n HLA-A2限制性細(xì)胞毒性T細(xì)胞表位的預(yù)測(cè)及合成鑒定.中華醫(yī)學(xué)雜志，2003，83(12)：1080-1083.