深度剖析：肿瘤疫苗的应用与前景

2021-07-07 16:47:33

这篇文章是委内瑞拉中央大学医学院的Cerezo教授在最近发现的炎症和过敏药物专利中发表的。

[医]抗原提呈

抗原表达是免疫应答的关键，其过程非常复杂。它需要一系列的事件，如各种病原体在细胞中的降解，或将降解的蛋白质转运到主要的组织化学相容性复合体I类分子(MHC-Ⅰ)或II类分子(MHC-II)。抗原表达后产生特异性免疫、细胞毒性、MCH-Ⅰ、抗体、T辅助细胞反应和MHC-Ⅱ.保护性特异性抗肿瘤免疫应答包括细胞毒性T细胞和诱导的MHC-Ⅰ表达.

此外，抗肿瘤免疫反应还包括其他T细胞亚群.

1.妇幼保健-一

MCH-Ⅰ多肽长约8≤，氨基酸长11.内质网吸收的细胞溶质蛋白抗原被蛋白酶体降解，然后组装成MHC-Ⅰ类分子。一旦多肽到达内质网，复合物就能稳定地转运到细胞膜上。在细胞膜上，这种肽被循环的CD8细胞仔细检查，这一过程通常被称为免疫监视。由于MHCs分子的高多态性，与抗原结合及其表达并不常见。

一种特定的“公共”MHC-I蛋白在不同的小种中表达，可以作为治疗性疫苗的靶分子。然而，隐藏抗原是通过非标准转录而转录的，其转运机制也可能由MHC-I分子表达。

2.疫苗佐剂和提供系统

此外，疫苗佐剂和呈递系统可能通过调节抗原在细胞中的表达而产生有效的抗肿瘤反应，降低或增加免疫耐受。因此，针对多种基因突变和不同肿瘤组织中蛋白质表达异常的分析，提出了治疗性肿瘤疫苗。其主要缺点是抗原表达有限，突变概率高，取决于肿瘤的不同分期和类型。此外，在理论上，肿瘤微环境可以诱导免疫耐受，但并不总是遇到；佐剂、多肽和免疫增强剂可以超越耐受反应。

这篇综述的目的是向您展示一份关于近年来提交的多肽疫苗和新专利的抗肿瘤治疗的简要蓝图。

肿瘤抗原

许多研究人员试图了解免疫反应障碍是否能识别出异常细胞或免疫耐受，为了解决这一问题，他们采用了不同的方法进行探索。

研究人员首先要解决的是肿瘤抗原表达的异质性。可能的情况是缺乏抗原、低数量的抗原、大量的抗原、同质异种抗原和/或(混合或结合抗原)。因此，很难找到一种理想的抗原作为一种直接的免疫反应。

为了解决这一问题，研究者提出了两种方法。一种是对相似的肿瘤细胞进行分类。然而，这种方法可能导致缺乏具体的反应和大量不必要的副作用。这在实践中是很难完成的。

另一种方法是利用肿瘤细胞cDNA数据库将肿瘤组织匀浆转化为正常抗原提呈细胞。用此方法，将翻译后的抗原在MHC-I分子上进行加工和组装.该技术适用于MAGE-1.它是由HLA-A1表达的黑色素瘤抗原、HLA-A2表达的酪氨酸酶和其他抗原结合而成。

然而，肿瘤抗原的治疗与体内表达的不同，因为肿瘤抗原转录的调节不同于正常细胞的调节。此外，转录后修饰可导致抗原的低表达或过表达，这可能导致肿瘤细胞不同于正常细胞。

对斯皮尔和他的同事的研究表明，在体内，CD8对酪氨酸酶肿瘤抗原的反应是不同的。幸运的是，天冬氨酸对天冬酰胺的氨基酸变化并不影响HLA-A2的结合和形成强烈的T细胞毒性反应。

另一种识别肿瘤抗原的方法是使用pMHC-I结合算法进行图形预测.该模型涉及到与MHC-I结合的肽序列可以被蛋白酶体复合物所分裂.利用这一预测模型，Fisk和他的同事可以结合HLA-A2识别19种不同的HIS-2候选基因。然而，19名候选人中只有一人能够在体外产生良好的细胞毒性。

计算出的癌胚抗原(CEA)和Her-2/neu等其他抗原的免疫表位可与多种HLA A3等位基因的超家族结合，表明这些抗原可以克服某些患者HLA表达的差异。

肿瘤肽疫苗

一些综述解决了不同疫苗试验、临床试验及其结果的问题。本审查显示了目前更新的最重要疫苗方法的数据，摘要见表1和表2。

表1.它显示了参与肿瘤肽疫苗的不同策略。

策略

特征

一般结论

肿瘤组织匀浆

匀浆中未活化或改良的弗氏佐剂

缺乏特异性抗原，重要的副作用，无反应或低反应。

肿瘤细胞基因组文库

正常靶细胞的抗原表达

一种新的特异性抗原表位在肿瘤特异性抗原中的表达以避免自身免疫反应

自身同体抗原

用病人自身肿瘤细胞构建肽疫苗

血液肿瘤早期良好的CD4和CD8反应取决于肿瘤的类型和疫苗构建的弱良好反应。

免疫蛋白质组/对接分析

用抗原构建与MHC I结合的模型。

细胞毒性T细胞活化良好，但临床无改善

CD8细胞抗原的提取

肿瘤相关抗原或特异性抗原体内反应分析

HLA特异性细胞毒性与特异性HLA结合的通用抗原肽的分类取决于对疫苗构建的中度或良好反应。

HLAⅠ类和Ⅱ类抗原肽

两种HLA特异性肽的使用。

CA4、CD8特异性细胞抗肿瘤肽的活化与特异性HLA的结合依赖于疫苗构建的中度至良好反应。

肿瘤抗原伴侣蛋白

已知抗原蛋白对肿瘤抗原的免疫应答

CA4、CD8细胞抗肿瘤活性的激活依赖于疫苗构建的中度至良好反应.

活化树突状细胞

树突状细胞用多糖配体抗原表达抗原，用内吞受体抗体抑制T细胞受体。

体内CD8细胞的良好活化依赖于疫苗构建的中度至良好反应。

表2.是对表1中的肿瘤疫苗策略的补充，以及在肿瘤肽疫苗中使用的其他策略的补充。

策略

特征

一般结论

Her-2为抗原

靶向HER-2表达的肿瘤

活化CD4、CD8细胞以降低免疫耐受取决于肿瘤类型和对疫苗构建的中等至良好反应。

突变型ras抗原

耐药物RAS

减少肿瘤存活等待的临床试验

VEGF、VEGFR 1作为靶点

阻断I/II类特异性肽的血管化

降低肿瘤负荷取决于肿瘤类型和对疫苗建设的适度和良好反应。

细胞周期抑制

抗p53突变抗体，Cyclin b≤1

在结肠癌中，抗原肽与抗原肽的结合效果较好。它有望在其他类型的肿瘤中取得更好的效果。

凋亡抑制途径

作为靶标的肿瘤细胞耐药的残存物

诱导耐药细胞凋亡有效清除肿瘤细胞取决于肿瘤类型和对疫苗构建的中度至良好反应。

诱导自噬或免疫反应

自噬诱导剂与肽疫苗的应用

目前尚无通过治疗或自噬激活降低肿瘤负荷来改善肿瘤肽疫苗免疫应答的临床试验。

靶向调节性T细胞

用FoxP 3作为抗原减少Tumo附近的调节性T细胞

预试验结果：非特异性的调节性T细胞减少该疫苗需要与其他肽抗原结合使用。

正如前面提到的，大多数肽疫苗都是有方法学预测的，大多数的研究模型都包括黑色素瘤和肾细胞癌。第一次临床试验使用蛋白MAGE 1(黑色素瘤相关抗原)。免疫蛋白质组评价结果涉及多个抗原表位。

1.肿瘤肽疫苗的设计方法

关于12vs.4 MHCI肽链疫苗治疗黑色素瘤患者的第一份报告在第二阶段的试验中包括在II期的黑色素瘤患者。然而，没有明显的临床疗效，结果是细胞毒性细胞中的γ干扰素产量增加，因此疫苗对接种的抗原具有细胞毒性。然后，设计了一种新的多表位疫苗，以克服抗原丢失或新表位的产生。

Slingluff和他的同事在一个随机的II期临床试验中评估了12对4 MHC-I肽疫苗的疗效。虽然含有12肽和破伤风辅助肽(GM-CSF和MontanidisV-51)的疫苗能诱导较强的CD8反应(高γ-干扰素产物和反应)，但与三肽混合物(与Montanide ISV-51结合，含GM-CSF，IFN-α2b或两者兼而有之)相比，没有明显的临床意义。然而，12种多肽的制备是安全的，且MHC-I在多肽之间的表达不具有竞争性。

Kirkwood等人分析了115例IV期黑色素瘤患者的免疫资料，发现T细胞的活化是由多肽(即IFN-γ的分泌)的表达决定的，这与提高生存率有关。在疫苗制备中加入细胞因子并没有增加，相反，它可以减少循环CD4和CD8细胞的数量。这些结果与调节性T细胞的增加相反。

由于CD4活化可以增强CD8的细胞毒性，一些学者在疫苗的制备中加入了CD4激活肽。Slingluff等人比较了175例IV期黑色素瘤疫苗接种后CD4和CD8 T细胞的反应：1)12肽MHC-Ⅰ单独抑制疫苗；2)上述疫苗与破伤风肽或，b)6个黑色素瘤辅助抗原表位；3)仅6个黑色素瘤MHC-Ⅱ辅助表位。第1组和第2组均观察到CD8活化，但存活率未见明显提高。

另一方面，含有特异性黑色素瘤辅助肽的疫苗与提高存活率有关。因此，CD8和CD4细胞的最佳活化效果不仅是评估CD8细胞的数量，而且还可以指示CD8细胞的细胞毒性。一些研究人员发现，特异性黑色素肽疫苗HLA-A2和HLA-A24诱导的树突状细胞活化可诱导出最佳的应答。尽管研究结果很薄弱，但使用这种方法的一个有趣的新研究领域，包括药物输送，已经开始了。

采用TAA和TSA的多种肿瘤多肽疫苗治疗肝癌的靶点：1)血管内皮生长因子受体1(VEGFR 1)治疗部分肿瘤；2)吲哚胺-2，3+过氧化氢(IDO)治疗HLA-A2肺癌；3)磷脂酰磷酸酯-3肽治疗肝细胞癌；4)多肽疫苗治疗卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌和胆管癌。

联合治疗是有用的，正如黑色素瘤试验和几个模型所描述的那样，到目前为止所遇到的结果仍然是有希望的。

另一个重要的问题是疫苗接种的方法，因为根据给药途径的不同，抗原表达可能被破坏、丢失或无效。佐剂的使用也会影响疫苗的使用途径。因此，设计抗肿瘤疫苗并不容易.

二。肿瘤肽疫苗接种

在不同的临床试验中，有几种方法可以对多肽和疫苗进行免疫接种。根据疫苗的组成和特点，选择皮内注射、瘤内注射和皮下注射。这一途径的目的是通过传统的抗原提呈细胞到达淋巴结并产生明显的、无法耐受的免疫反应。目前，有一种假说认为淋巴滤泡中的树突状细胞是肿瘤抗原表达的关键，因此它们参与了有效的抗肿瘤反应。

树突状细胞活化被用于不同的抗肿瘤疫苗模型。该方法具有良好的应用前景，但成本较高，可在体外建立抗原模型，并将其注入患者体内。

通过直接使用树突状细胞表面抗内吞受体的抗体或利用抑制分子交叉激活树突状细胞，最终利用寡糖作为树突状细胞受体的配体，也获得了最佳的免疫应答。抗T细胞抑制受体抗体PD-1和CDA 4或活性配体CD 154增强了肿瘤疫苗的免疫应答，表明靶向激活的树突状细胞能够有效地表达特异性抗原，阻断耐受的树突状细胞。

因此，结合上述疫苗可以增强肿瘤特异性免疫反应，克服免疫耐受。

免疫增强子Montanide和GM-CSF、伴侣蛋白(热休克蛋白)在乳腺癌和结肠癌患者CEA和HER-neu表达中的应用已取得部分成功。此外，疫苗还能诱导IFN-γ的产生，但临床反应并不像预期的那么大。为了提高临床疗效，几种组织制备的疫苗可以减少肿瘤细胞的复制，或者通过激活细胞凋亡和自噬途径来增强细胞死亡。考虑到大多数使用的化疗影响这些途径，它可能导致显着增加的临床反应。

为了克服调节性T细胞的形成和诱导自噬，Walter等人设计了包括肾细胞癌(RCC)在内的免疫接种方案。他用9个HLA-A2抑制肽构建了疫苗，并通过免疫组织化学实验对其进行了再确认。治疗3天后，在皮内注射IMA 901和GM-CSF前进行免疫。T细胞的细胞毒性与疾病的发展和生存期有关。

肿瘤微环境中调节性T细胞的减少导致生存率的提高。其他几个重要原因是前面提到的疫苗的研制。

细胞周期抑制剂、凋亡或自噬诱导剂也常用于结合肽疫苗。p53突变、CyclinB 1和其他调节细胞周期的激酶在某些肿瘤中很常见，可能成为抑制肿瘤生长和促进根治性免疫治疗的重要研究和开发靶点。已经生产了一些抗p53的疫苗。此外，蛋白质凋亡抑制因子，如生存因子，与p53突变一起，也能提高肿瘤的存活率，是肿瘤治疗的有效靶点；一些疫苗已经指向Survivin及其变异伙伴。

在第一阶段试验中，Tsuruma和他的同事评估了MontanideISA-51加或不加活肽疫苗对乳腺癌患者的疗效。虽然试验的临床反应不如预期的好，但结果为使用其他佐剂生产复合疫苗提供了一种新的方法。最近，Lennerz对实体肿瘤患者的研究显示了有趣的结果。

用混合疫苗治疗结肠癌患者，比较Kamesima及其同事(包括Montanide、IFN-α、生存期肽)和齐斯滕(Long P53肽，IFN-α，抑制细胞周期和诱导凋亡的关键)的良好效果。最有可能的是，这种设计和两者的结合(没有最近发表的数据已经报道)可以有效地减轻肿瘤负担和增强免疫反应。

其他有趣的方法是在肿瘤表面表达部分碳水化合物。目前，糖类模拟技术，如肽表位增强剂，已被用于提高糖基肽在肿瘤细胞中的免疫原性。此外，对肿瘤细胞中糖基蛋白表达的构象分析和反褶积分析也揭示了新的可能靶点。例如，粘蛋白家族蛋白和多糖脊的区别似乎取决于癌症的类型和分期。

研究表明，粘液在肿瘤组织中变化不大，但它的一些碳水化合物是不同的，包括肿瘤患者体内抗甘氨酸蛋白的循环抗体。因此，用多肽和碳水化合物构建一种有效的癌症疫苗是一个有趣的想法。

辅助演示系统

佐剂和呈现系统是疫苗有效性的重要因素。在其他传染病疫苗中使用新的佐剂和乳剂是有用的。许多不同的佐剂已经在临床上使用或正在测试过程中。伴侣和其他Toll样受体和PAMP受体的应用是比较有前途的.其中，非乳剂疫苗被认为是治疗卵巢癌、乳腺癌和前列腺癌的一种有效的细胞毒性传感器。

尽管这一想法还处于起步阶段，但已经提出使用纳米颗粒和纳米颗粒作为抗抑制性分子单克隆抗体的肿瘤抗原。