靶向肝癌抗腫瘤疫苗臨床研究進(jìn)展

吳許軍，李文陽，張甲戌

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

肝細(xì)胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是常見癌癥之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)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(bào)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(yù)可以提高肝癌患者生存率，但由于治療時(shí)間、擴(kuò)散、復(fù)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(shù)后五年生存率為57%，而切除>10 cm者則僅有32%，復(fù)發(fā)后生存周期中位數(shù)僅為7～28個(gè)月[2]。而一些應(yīng)用于HCC的局部區(qū)域姑息治療方法(如微波消融術(shù)、導(dǎo)管射頻灼燒術(shù)以及動(dòng)脈化療栓塞術(shù)等)治療的病例總生存期中位數(shù)僅為12個(gè)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(jià)格昂貴，并且對提高患者長期生存時(shí)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(xì)胞分化后其表面會表達(dá)一些特殊的蛋白抗原，據(jù)此研究者們通過設(shè)計(jì)一系列的抗腫瘤疫苗來接種機(jī)體，刺激機(jī)體的自然殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)或T淋巴細(xì)胞相關(guān)途徑的免疫過程，以期利用患者自身免疫細(xì)胞來對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行殺傷和清除。目前癌癥免疫療法在黑色素瘤的應(yīng)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(guān)抗原A3(MAGE-A3)開發(fā)的抗腫瘤疫苗也完成了臨床三期試驗(yàn)[4]。在2015年時(shí)，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(dǎo)的免疫綜合治療后，經(jīng)核磁共振檢查腦部所有腫瘤斑點(diǎn)消失，證實(shí)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(gè)病變歷程[5]。這一過程導(dǎo)致肝癌患者的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)(包括Ⅰ型輔助性T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞及樹突狀細(xì)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(diǎn)?，F(xiàn)就靶向肝癌抗腫瘤疫苗的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 腫瘤相關(guān)抗原及抗腫瘤疫苗設(shè)計(jì)依據(jù)

由于癌基因表達(dá)或抑癌基因的突變，當(dāng)癌癥產(chǎn)生時(shí)惡性腫瘤細(xì)胞往往會過表達(dá)一些特殊蛋白并轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜表面，參與癌細(xì)胞的異常增殖、黏附、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)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(shí)期表達(dá)外，在正常體細(xì)胞中一般低表達(dá)或不表達(dá)，而當(dāng)細(xì)胞在癌變后又過度表達(dá)這類分子且超過一定閾值時(shí)可被免疫細(xì)胞識別并作為抗原激活細(xì)胞毒性T細(xì)胞，因此這類分子被稱為腫瘤相關(guān)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(shè)計(jì)疫苗，通過被抗原呈遞細(xì)胞加工并呈遞后激活CD4+T輔助淋巴細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞，進(jìn)而殺滅對應(yīng)抗原特異的癌細(xì)胞，這一過程即是抗腫瘤疫苗的設(shè)計(jì)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(dǎo)有關(guān)，肝細(xì)胞在發(fā)生癌變后會產(chǎn)生一些對應(yīng)的分子生物學(xué)上的惡性腫瘤細(xì)胞特征，細(xì)胞表面會高度表達(dá)一系列正常體細(xì)胞含量很低的分子，如胚胎性蛋白、糖蛋白抗原、鱗狀細(xì)胞抗原等[8]。這些異常增多的蛋白主要參與癌細(xì)胞復(fù)制、增殖和遷移，常常作為癌癥生物標(biāo)志物用于癌癥的早期篩查和診斷，根據(jù)這類抗原蛋白設(shè)計(jì)的抗腫瘤疫苗也相應(yīng)地被用于腫瘤治療的研究中。

2.1 基于甲胎蛋白(AFP)設(shè)計(jì)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(xì)胞合成的糖蛋白在出生后表達(dá)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(dá)，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(biāo)志物[9]，因此AFP為肝癌的免疫治療提供了一個(gè)極具吸引力的抗原靶點(diǎn)。在先導(dǎo)研究中，為了探究AFP是否能激活DC呈遞誘導(dǎo)的輔助T細(xì)胞作用，Cao等[10]構(gòu)建了表達(dá)AFP和白細(xì)胞介素(IL)-18的轉(zhuǎn)染DC，證實(shí)該轉(zhuǎn)染細(xì)胞所誘導(dǎo)產(chǎn)生的T細(xì)胞特異性結(jié)合肝癌細(xì)胞系HepG2，并且發(fā)現(xiàn)該過程激活了CD4+T細(xì)胞，IL-12 p70和γ干擾素。該研究證實(shí)了根據(jù)AFP設(shè)計(jì)抗腫瘤疫苗具有激活DC、CD4+輔助T細(xì)胞和CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞等多種免疫途徑的潛力。在一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，Butterfield等[11]構(gòu)建了表達(dá)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(qiáng)免疫應(yīng)答，AFP免疫響應(yīng)較弱，在接種9個(gè)月后復(fù)發(fā)；而另1例患者接種后對AFP產(chǎn)生強(qiáng)烈的CD4+和CD8+免疫響應(yīng)，在18個(gè)月后肝癌復(fù)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(bào)告的一項(xiàng)Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)利用四個(gè)主要的AFP抗原表位多肽(hAFP137-145，hAFP158-166，hAFP325-334和hAFP542-550)導(dǎo)入采集自患者的粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落培養(yǎng)DC疫苗，對應(yīng)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(xì)胞響應(yīng)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(xiàng)直接利用AFP肽段注射接種的Ⅰ期臨床試驗(yàn)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(fù)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(xì)胞，并在共計(jì)730 d的時(shí)間里每8周對患者進(jìn)行影像學(xué)檢查以評估腫瘤進(jìn)展，結(jié)果表明這類AFP多肽佐劑復(fù)合物具有良好的耐受性，整個(gè)試驗(yàn)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(yīng)，其中1例在這次研究中被定義為完全緩解(免疫響應(yīng)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(yàn)的臨床研究仍缺乏實(shí)際的治療意義，這應(yīng)該能解釋為什么迄今為止還沒有報(bào)道AFP抗肝癌疫苗相關(guān)的隨機(jī)對照試驗(yàn)。

2.2 基于磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(GPC3)設(shè)計(jì)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(xì)胞膜上，在如HepG2、Hep3B、HT17、HuH6、HuH7肝癌細(xì)胞系上可檢測到GPC3高表達(dá)，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(biāo)志物以外，它還是一種新的肝癌治療靶標(biāo)分子[14]。在利用GPC3及其抗原性肽段作為肝癌相關(guān)抗原開發(fā)疫苗時(shí)，主要策略是依賴DC MHC-Ⅰ所呈遞的寡肽來特異性誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞，這就需要考慮到接種患者的白細(xì)胞抗原(HLA)。在一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)[15]中，共計(jì)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(xì)胞響應(yīng)，2個(gè)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(shí)該GPC3多肽疫苗耐受性良好。在一項(xiàng)開放標(biāo)簽的肝癌抗腫瘤疫苗Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，Sawada等[16]對41例接受肝切除術(shù)(35例)或射頻消融術(shù)(6例)的原發(fā)性HCC患者進(jìn)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(shí)接受手術(shù)和疫苗治療的患者肝癌復(fù)發(fā)率低于另外由33例僅手術(shù)治療的患者組成的對照組；當(dāng)僅以各組中原本即GPC3陽性的腫瘤患者(手術(shù)+疫苗治療共25例，僅手術(shù)者共21例)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析時(shí)，同時(shí)接受手術(shù)和疫苗治療的患者復(fù)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(shù)后的1年復(fù)發(fā)率，亟待更大的隨機(jī)臨床試驗(yàn)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(guān)蛋白3(MRP3)設(shè)計(jì)的靶向肝癌抗腫瘤疫苗 MRP3是一種載體型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，屬于ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，依賴ATP在細(xì)胞表面完成逆濃度梯度物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。相關(guān)研究[17]表明，MRP3在包括肝癌在內(nèi)的多種癌細(xì)胞中過度表達(dá)，因此被作為肝癌的藥物靶點(diǎn)來開發(fā)多種藥物。在一項(xiàng)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(jì)11例肝癌患者進(jìn)行抗腫瘤免疫治療，試驗(yàn)期間未觀察到該多肽疫苗的嚴(yán)重藥物不良反應(yīng)，疫苗耐受良好，8例患者檢測到了MRP3特異的T細(xì)胞響應(yīng)；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(gè)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(shè)計(jì)的靶向肝癌抗腫瘤疫苗

2.4.1 CTA：這是一類主要表達(dá)于睪丸生殖細(xì)胞而正常體細(xì)胞中幾乎不表達(dá)的組織特異性抗原，由于在一些上皮細(xì)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(dá)，但是在部分肝癌中過表達(dá)，因此是一種理想的免疫治療靶標(biāo)，極大程度上避免了脫靶毒性，可據(jù)此設(shè)計(jì)抗腫瘤疫苗。

2.4.2 紐約食管鱗狀細(xì)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(dá)。NY-ESO-1在多項(xiàng)體外研究中顯示出了良好的肝癌細(xì)胞特異性及T細(xì)胞免疫響應(yīng)等特性[20]。一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，多肽疫苗NY-ESO-1b可以成功誘導(dǎo)48%的HLA-A2陽性肝癌患者對抗原產(chǎn)生CD8+T細(xì)胞響應(yīng)，從而驗(yàn)證了NY-ESO-1疫苗的優(yōu)良耐受性和安全性，但該組試驗(yàn)并未顯示出實(shí)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(xì)胞表達(dá)而其他正常體細(xì)胞極低表達(dá)的CTA，常見于黑色素瘤、肺癌、肝癌、前列腺癌等惡性腫瘤細(xì)胞。有研究[22]發(fā)現(xiàn)MAGE誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)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(guān)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(diǎn)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(guān)的抗腫瘤疫苗試驗(yàn)。Bricard等[23]在肝癌組織中發(fā)現(xiàn)了對SSX-2特異的CD8+T細(xì)胞，表明這一靶點(diǎn)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(gè)過程中我們深刻且系統(tǒng)地認(rèn)識了癌細(xì)胞表位的抗原特異性，理解了癌細(xì)胞逃逸免疫系統(tǒng)的機(jī)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(yīng)等優(yōu)勢，腫瘤免疫療法獲得了2018年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。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(lǐng)域交叉的治療方法，被廣泛投入多種癌癥的臨床試驗(yàn)。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(shù)后控制復(fù)發(fā)等應(yīng)用方面。