文章由委內(nèi)瑞拉中央大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Cerezo 教授發(fā)表在 Recent Patents on Inflammation & Allergy Drug Discovery,。
抗原表達(dá)
抗原表達(dá)是導(dǎo)致免疫應(yīng)答的關(guān)鍵,,其過程非常復(fù)雜,需要細(xì)胞內(nèi)各種病原體降解等一系列事件的發(fā)生,,或細(xì)胞將降解的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外再結(jié)合到主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類分子(MHC-Ⅰ)或Ⅱ類分子(MHC-Ⅱ)上,??乖磉_(dá)后產(chǎn)生特異性免疫、細(xì)胞毒,、MCH-Ⅰ,、抗體、T 輔助細(xì)胞應(yīng)答及 MHC-Ⅱ,。保護(hù)性特異性抗腫瘤免疫應(yīng)答包括細(xì)胞毒 T 細(xì)胞及所致的 MHC-Ⅰ表達(dá),。
此外,抗腫瘤的免疫應(yīng)答還包括其他的 T 細(xì)胞亞群,。
1. MCH-Ⅰ
MCH-Ⅰ多肽長約 8-11 個(gè)氨基酸,,由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)攝取的細(xì)胞胞溶質(zhì)蛋白抗原經(jīng)蛋白酶體降解后再組裝到 MHC-Ⅰ類分子上。一旦該肽類到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,,此復(fù)合物可穩(wěn)定的轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜上,。在細(xì)胞膜上,此肽接受循環(huán) CD8 細(xì)胞的仔細(xì)審查,,這一過程通常叫做「免疫監(jiān)視」,。因?yàn)?MHCs 分子具有高度多態(tài)性,與抗原結(jié)合及其表達(dá)并非是普遍的,。
有一種特定的「公共」MHC-I 蛋白質(zhì)優(yōu)先表達(dá)于不同的種族,,因此可作為治療性疫苗的靶向分子。但是,,隱秘的抗原是通過非標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)錄的,,其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制也許也由 MHC-Ⅰ分子表達(dá)。
2. 疫苗佐劑和呈遞系統(tǒng)
另外,,疫苗佐劑和呈遞系統(tǒng)可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的抗原表達(dá)導(dǎo)致有效的抗腫瘤反應(yīng),、減少或免疫耐受效應(yīng)增加。因此,,治療性癌癥疫苗已經(jīng)被提議作為分析在不同腫瘤中遇到的各種各樣的基因突變和異常蛋白表達(dá)的結(jié)果,。其主要缺點(diǎn)包括有限的抗原表達(dá)和取決于不同階段和類型腫瘤的高度突變概率。此外,,理論上腫瘤微環(huán)境誘導(dǎo)免疫耐受,,但它并不總是遇到;佐劑,、肽和免疫增強(qiáng)劑能夠超越耐受原應(yīng)答,。
此綜述的目的是向大家展示肽類疫苗抗腫瘤治療的一個(gè)簡(jiǎn)要的藍(lán)圖及近年提交的新專利。
腫瘤抗原
許多研究者都試圖理解免疫應(yīng)答障礙是否由于不能識(shí)別異常細(xì)胞或免疫耐受,,為了解決此問題,,他們用不同的方法進(jìn)行探討。
研究人員首先要解決的是腫瘤抗原表達(dá)的異質(zhì)性,??赡苡龅降那闆r有:缺乏抗原,、低量的抗原、大量抗原,、同質(zhì)異構(gòu)抗原和 / 或(混合或結(jié)合抗原),。因此,找到一個(gè)可以起直接免疫反應(yīng)的理想抗原并非是易事,。
為了解決這一問題,,研究人員提出了兩種方法。一是對(duì)相似的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行歸類,。然而,,這種方法可能會(huì)導(dǎo)致特異性應(yīng)答缺失并產(chǎn)生大量不必要的副作用。在實(shí)際操作中很難完成,。
另一種方法是使用腫瘤細(xì)胞 cDNA 數(shù)據(jù)庫將腫瘤勻漿轉(zhuǎn)染到正常的抗原遞呈細(xì)胞,。通過這種方法,翻譯的抗原經(jīng)加工后組裝到 MHC-I 類分子上,。這種技術(shù)對(duì) MAGE-1 很有用,,它是由 HLA-A1 表達(dá)的黑色素瘤抗原、HLA-A2 表達(dá)的酪氨酸酶及其他抗原的組合,。
然而,,腫瘤抗原的處理并不像體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中表達(dá)的一樣,因?yàn)槟[瘤抗原轉(zhuǎn)錄的調(diào)控與正常細(xì)胞不一樣,。再加上轉(zhuǎn)錄后修飾可能致抗原低表達(dá)或過表達(dá),,可能致腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞不同。
Skipper 和其同事的研究顯示通過上述技術(shù),,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) CD8 對(duì)酪氨酸酶腫瘤抗原反應(yīng)不同,。幸運(yùn)的是,天冬氨酸至天冬酰胺這一氨基酸的變化并沒有影響 HLA-A2 結(jié)合和生成一個(gè)強(qiáng)大的 T 細(xì)胞毒反應(yīng),。
另一種識(shí)別腫瘤抗原的方法是使用 pMHC-I 結(jié)合算法的圖形預(yù)測(cè),。該模型涉及到與 MHC-I 結(jié)合的肽序列可以被蛋白酶體復(fù)合物劈開。使用這個(gè)預(yù)測(cè)模型,,F(xiàn)isk 和同事能夠識(shí)別 19 種結(jié)合到 HLA-A2 上不同的 her - 2 候選者,。然而, 19 個(gè)候選者中只有一個(gè)能夠生成一個(gè)良好的體外細(xì)胞毒反應(yīng),。
別的抗原,,如癌胚抗原(CEA)和 Her-2/neu,經(jīng)計(jì)算的免疫表位可以結(jié)合到多個(gè) HLA A3 等位基因的超家族上,,表明這些肽可以克服一些患者之間 HLA 的表達(dá)差異,。
腫瘤肽疫苗
一些綜述已經(jīng)解決了不同的疫苗實(shí)驗(yàn),、臨床試驗(yàn)及它們的結(jié)果的問題,,此綜述給大家展示了目前更新的最重要的疫苗方法的數(shù)據(jù),,總結(jié)在表 1 和表 2 中。
表 1. 顯示了參與腫瘤肽疫苗的不同策略
策略
特征
一般結(jié)論
腫瘤組織勻漿
勻漿未激活或修飾的 Freund’s 佐劑
缺少特異性抗原 重要的副作用 沒有或低反應(yīng)
腫瘤細(xì)胞基因組圖書館
正常靶細(xì)胞的抗原表達(dá)
特異性腫瘤抗原 體內(nèi)抗原表達(dá)量未知 新的特異性表位 避免自身免疫反應(yīng)
自身同源體抗原
構(gòu)建于患者自身腫瘤細(xì)胞的肽疫苗
在血液腫瘤早期良好的 CD4 和 CD8 反應(yīng) 取決于腫瘤類型和疫苗構(gòu)建的微弱的較好反應(yīng)
免疫蛋白組學(xué)/對(duì)接分析
使用抗原構(gòu)建和結(jié)合到 MHC-Ⅰ的模型
好的細(xì)胞毒 T 細(xì)胞激活,,但是無臨床改善
從 CD8+細(xì)胞提取抗原
分析體內(nèi)反應(yīng) 分析腫瘤相關(guān)或特異抗原
分類針對(duì) HLA 特異性細(xì)胞毒反應(yīng)的普遍抗原 肽結(jié)合到特異性 HLA 取決于疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
HLAⅠ類和Ⅱ類抗原肽
使用兩類 HLA 特異性肽
激活 CA4,、CD8 特異性細(xì)胞抗腫瘤 肽結(jié)合到特異性 HLA 取決于疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
有腫瘤抗原的伴侶蛋白
用已知的抗原蛋白使對(duì)腫瘤抗原有一般的免疫反應(yīng)
激活 CA4、CD8 細(xì)胞抗腫瘤 取決于疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
激活的樹突狀細(xì)胞
用有多聚糖配體的抗原使樹突狀細(xì)胞表達(dá)抗原,,細(xì)胞內(nèi)吞受體的抗體 抗 T 細(xì)胞抑制受體
體內(nèi) CD8+細(xì)胞很好的激活 取決于疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
表 2. 是表 1 中參與腫瘤疫苗策略的補(bǔ)充,,在腫瘤肽疫苗中使用的其他的策略
策略
特征
一般結(jié)論
Her-2 作為抗原
針對(duì) Her-2 表達(dá)的腫瘤
激活 CD4、CD8 細(xì)胞抗腫瘤 減少耐受 取決于腫瘤類型和疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
突變的 ras 作為抗原
針對(duì)藥理學(xué)耐藥的 ras
減少腫瘤生存 等待臨床試驗(yàn)
VEGF,、VEGFR1 作為靶向
阻斷血管化Ⅰ/Ⅱ類特異性肽
減少腫瘤負(fù)荷 取決于腫瘤類型和疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
細(xì)胞周期抑制劑
針對(duì) p53 突變,、周期素 b-1 的抗體
與抗原肽聯(lián)合 在結(jié)腸癌中結(jié)果較好 期待在其他類腫瘤中取得較好的結(jié)果
針對(duì)凋亡途徑的抑制劑
腫瘤細(xì)胞耐藥的存活素作為靶標(biāo)
誘導(dǎo)耐藥細(xì)胞凋亡 有效的清除腫瘤細(xì)胞 取決于腫瘤類型和疫苗構(gòu)建的中度至良好的反應(yīng)
誘導(dǎo)自噬或免疫反應(yīng)
使用自噬體誘導(dǎo)劑加肽疫苗
通過治療或自噬體的激活減少腫瘤負(fù)荷 提高腫瘤肽疫苗的免疫反應(yīng) 暫無臨床試驗(yàn)證明
針對(duì)調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞
使用 FoxP3 作為抗原減少腫瘤附近的調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞
預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:非特異性減少調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞 此疫苗需與其他肽抗原聯(lián)合使用
正如之前提到的,大多肽類疫苗是在方法學(xué)預(yù)測(cè)意圖下發(fā)展的,,使用此技術(shù),,大多研究模型包括黑色素瘤和腎癌。第一個(gè)臨床試驗(yàn)使用蛋白 MAGE1(黑色素瘤相關(guān)抗原 ),。免疫蛋白組學(xué)評(píng)估的結(jié)果涉及多個(gè)抗原表位,。
1. 腫瘤肽疫苗的設(shè)計(jì)方法
第一個(gè)報(bào)告處理一個(gè) 12 vs. 4 MHC-I 肽鏈型疫苗的有效性,二期試驗(yàn)納入 IIB-IV 期的黑色素瘤患者,。盡管如此,,并未記錄明顯的臨床效益;結(jié)果是細(xì)胞毒細(xì)胞中γ-IFN 產(chǎn)生增多,,因此,,該疫苗對(duì)接種的抗原能產(chǎn)生細(xì)胞毒反應(yīng)。然后,,設(shè)計(jì)了新的多表位疫苗克服抗原丟失或新表位的產(chǎn)生,。
Slingluff 和同事在一個(gè)隨機(jī)的二期臨床試驗(yàn)評(píng)估 12 vs. 4 MHC-I 肽疫苗的有效性。盡管包含 12 肽的疫苗與破傷風(fēng)輔助肽,、GM-CSF 和 Montanide ISV-51,,可誘導(dǎo)強(qiáng)烈的 CD8 反應(yīng)(高γIFN 產(chǎn)物和反應(yīng)), 與三肽混合物(結(jié)合 Montanide ISV-51 并包含 GM-CSF,、IFN-α2b 或兩者都有)相比并沒有引起明顯的臨床獲益,。然而 12 肽的制備是安全的,并且肽類間對(duì) MHC-I 的表達(dá)沒有競(jìng)爭(zhēng)性,。
Kirkwood 等分析了 115 位接種疫苗的Ⅳ黑色素瘤患者的數(shù)據(jù)顯示,,T 細(xì)胞活化決定于肽類表達(dá)(也就是 IFN-γ的分泌),與患者生存率提高相關(guān),。在疫苗制備中添加細(xì)胞因子,,并不會(huì)增加,相反,,它可能會(huì)降低,,循環(huán) CD4 和 CD8 細(xì)胞數(shù),。這些結(jié)果與調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞數(shù)增加相反。
由于 CD4 激活可能增強(qiáng) CD8 細(xì)胞毒性反應(yīng),,幾個(gè)學(xué)者在疫苗的制備中添加了 CD4 激活肽,。Slingluff 等對(duì)比了 175 位Ⅳ期黑色素瘤患者接種疫苗后的 CD4 + 和 CD8 + T 細(xì)胞的反應(yīng):1)單用 12 肽 MHC-I 抑制疫苗;2)上述疫苗結(jié)合:a)破傷風(fēng)肽或,,b)6 個(gè)黑色素瘤輔助表位,;3)只包含 6 個(gè)黑色素瘤 MHC-II 輔助表位。盡管在組 1 和組 2 均觀察到 CD8 + 激活,,但存活率沒有增加,。
另一方面,包含特異性黑色素瘤輔助肽的疫苗與存活率增加相關(guān),。因此,,CD8 + 及 CD4 + 細(xì)胞的最佳激活效應(yīng)并非只是評(píng)估 CD8 + 細(xì)胞數(shù)量,似乎體內(nèi)的疫苗效應(yīng)更能說明細(xì)胞毒活性,。一些研究人員發(fā)現(xiàn)使用特異性黑色素瘤肽疫苗 HLA-A2 和 HLA-A24 可致樹突狀細(xì)胞活化誘導(dǎo)最佳的反應(yīng),。盡管結(jié)果較微弱,一個(gè)使用這種方法包括給藥途徑的有趣的新研究領(lǐng)域已經(jīng)開始,。
設(shè)計(jì)了其他包含 TAA 和 TSA 的幾個(gè)腫瘤多肽疫苗療法是為了攻擊幾個(gè)靶點(diǎn):1)血管內(nèi)皮生長因子受體 1(VEGFR1)治療一些腫瘤,;2)吲哚胺 -2、3- 加雙氧酶(IDO)治療 HLA-A2 + 肺癌癥患者,;3)磷脂酰磷酰聚糖 -3 肽治療肝細(xì)胞癌,;4)多肽疫苗治療卵巢癌、乳腺癌,、前列腺癌和膽道癌,。
聯(lián)合治療是有用的,如黑色素瘤試驗(yàn)及幾個(gè)模型中所述的,,目前為止遇到的結(jié)果仍很有前景,。
另一個(gè)重要的問題是疫苗的接種方法,因?yàn)槿Q于給藥途徑,,抗原表達(dá)可能受損,,也可能丟失或無效。佐劑的使用也影響疫苗的給藥途徑,。因此,,設(shè)計(jì)抗腫瘤疫苗并非易事。
2. 腫瘤肽疫苗的接種
在不同的臨床試驗(yàn)中,, 肽和疫苗的接種方法有好幾種,。根據(jù)疫苗組成和腫瘤特征選擇皮內(nèi)注射、腫瘤內(nèi)注射和皮下注射。此途徑的目的是到達(dá)淋巴結(jié)再通過傳統(tǒng)的抗原遞呈細(xì)胞生成標(biāo)記的,、非耐受的免疫反應(yīng),。目前的一個(gè)假說認(rèn)為淋巴濾泡中的樹突狀細(xì)胞是腫瘤抗原表達(dá)的關(guān)鍵,因此,,參與有效的抗腫瘤反應(yīng)。
樹突狀細(xì)胞激活被用于不同的抗腫瘤疫苗模型中,。首先在體外模型中起動(dòng)抗原,、再輸注到患者體內(nèi),此方法是有前途的但卻很昂貴,。
還有是直接使用針對(duì)樹突狀細(xì)胞表面內(nèi)吞受體的抗體或使用抑制分子交叉激活樹突狀細(xì)胞從而起到最佳免疫反應(yīng),,最后使用針對(duì)樹突狀細(xì)胞受體的配體 - 多聚糖???T 細(xì)胞抑制性受體抗體,,PD-1 和 CDTA4 或激活性配體 CD154,增強(qiáng)腫瘤內(nèi)疫苗的免疫反應(yīng),,表明腫瘤旁針對(duì)性的激活樹突狀細(xì)胞能有效地遞呈特異性抗原,,并阻斷腫瘤旁耐受的樹突狀細(xì)胞。
因此,,將上述疫苗組合起來將增強(qiáng)對(duì)腫瘤的特異性免疫反應(yīng)并克服免疫耐受,。
在 CEA 和 Her-neu 表達(dá)的乳腺癌和結(jié)腸癌患者中使用免疫增強(qiáng)劑 Montanide 以及 GM-CSF、伴侶蛋白(熱休克蛋白)已部分獲得成功,。另外,,疫苗誘導(dǎo) IFN-γ產(chǎn)生,但臨床反應(yīng)并不如預(yù)期的一樣大,。為了提高有效的臨床反應(yīng),,幾個(gè)組織制備的疫苗會(huì)減少腫瘤細(xì)胞的復(fù)制,或者相反,,通過激活凋亡和自噬體通路增強(qiáng)細(xì)胞死亡,。考慮到大多數(shù)使用的化療影響上述途徑可能致臨床反應(yīng)大幅增加,。
為了克服調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞和誘導(dǎo)自噬小體的形成,,Walter 等設(shè)計(jì)了疫苗接種計(jì)劃,包括腎細(xì)胞癌患者,。他用 9 個(gè) HLA-A2 抑制肽構(gòu)建了一個(gè)疫苗,,并用免疫組化實(shí)驗(yàn)重新驗(yàn)證,患者在環(huán)磷酰胺治療 3 天后及皮內(nèi)注射 IMA901 和 GM-CSF 前接種,。使用該抗原患者的細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞反應(yīng)與疾病發(fā)展受限及生存期延長相關(guān),。
存活率增高是由于腫瘤微環(huán)境中調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞減少。其他幾個(gè)重要原因是前面提到的疫苗的構(gòu)造。
結(jié)合肽疫苗中還常用到細(xì)胞周期抑制劑,,細(xì)胞凋亡或自噬小體誘導(dǎo)物,。在一些腫瘤中可常見到 p53 突變、細(xì)胞周期蛋白 B1 以及其他調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的激酶,,這些可能成為研發(fā)抑制腫瘤生長并促進(jìn)免疫根治的有趣靶點(diǎn)?,F(xiàn)已生成一些針對(duì) p53 的疫苗。此外,,蛋白凋亡抑制劑,,如存活素常連同 p53 突變,也會(huì)增強(qiáng)腫瘤生存,,是腫瘤治療的有用靶點(diǎn),;已經(jīng)有一些疫苗指向存活素及其變異搭檔。
Tsuruma 和其同事評(píng)估乳腺癌患者予 Montanide ISA-51 加或不加存活素肽疫苗的效果的Ⅰ期試驗(yàn),。盡管這項(xiàng)試驗(yàn)的臨床反應(yīng)并不如預(yù)期,,但結(jié)果提供了使用其他佐劑生成復(fù)合疫苗的新方法。最近,,Lennerz 對(duì)實(shí)體腫瘤患者的研究顯示了有趣的結(jié)果,。
對(duì)結(jié)腸癌患者接受混合疫苗治療,比較了 Kameshima 和其同事報(bào)道的良好結(jié)果(含有 Montanide,、 IFN-α,、生存素肽)與 Zeestraten 等涉及的混合物(長 p53 肽、IFN –α,,這類腫瘤細(xì)胞周期抑制和細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)的關(guān)鍵),。最可能的是,此設(shè)計(jì)及兩者的結(jié)合(最近已發(fā)表的數(shù)據(jù)并無聯(lián)合使用的報(bào)道)能有效的減少腫瘤負(fù)擔(dān)和增強(qiáng)免疫反應(yīng),。
其他有趣的方法是腫瘤表面表達(dá)的部分碳水化合物,。目前已開始使用碳水化合物分子擬態(tài),如在腫瘤細(xì)胞上加上肽類表位增強(qiáng)劑來提高腫瘤細(xì)胞上聚糖肽類的免疫原性,。此外,,對(duì)腫瘤細(xì)胞聚糖蛋白表達(dá)的構(gòu)象分析和去卷積分析已經(jīng)揭示了新的可能靶點(diǎn)。例如,,粘蛋白家族的蛋白質(zhì)和多糖脊的不同似乎取決于癌癥類型及階段,。
研究顯示,一般來說,, 黏液蛋白在腫瘤組織中并無大幅變動(dòng),,而是其碳水化合物一部分有所不同,包括在腫瘤患者中看到的抗聚糖蛋白的循環(huán)抗體,。因此,,為癌癥治療結(jié)合肽和碳水化合物從而建立有效的疫苗,這是一個(gè)有趣的想法。
佐劑和遞呈系統(tǒng)
佐劑和呈遞系統(tǒng)是疫苗有效的重要元素,。在其他傳染病疫苗中使用新的佐劑和乳劑是有用的,。一批不同的佐劑已經(jīng)用于臨床或正進(jìn)行臨床試驗(yàn)。伴侶蛋白和其他 Toll 樣受體及 PAMP 受體的使用相對(duì)有前景,。其中非乳劑疫苗已遞交并制定成 DepoVax?(DPX)作為細(xì)胞毒反應(yīng)的有效感應(yīng)器用于卵巢癌,、乳腺癌或前列腺癌的治療。
雖然這個(gè)想法仍處在初期,,但已經(jīng)有人提出將納米顆粒和納米乳作為腫瘤內(nèi)的遞呈抗原用于抵抗抑制分子的單克隆抗體,。
近況和進(jìn)展
到目前為止,已經(jīng)有很多關(guān)于癌癥疫苗的研究,,不幸的是,他們中的大多數(shù)都沒有成功,?;蛟S有人認(rèn)為,在臨床試驗(yàn)中,,涉及的患者類型是復(fù)雜的,,通常已接受過一些治療并且存在部分免疫缺陷。結(jié)果是臨床試驗(yàn)的結(jié)果很難標(biāo)準(zhǔn)化,。盡管事實(shí)如此,,新方法已經(jīng)較有前景:它們可以提高病人的生存,減少腫瘤負(fù)擔(dān),。未來的評(píng)估可能促進(jìn)新療法或聯(lián)合治療誕生,。
結(jié)合肽能連同細(xì)胞通路的抑制,細(xì)胞周期或抑制劑受體一起表達(dá)特定的抗原,,以及高效的抗原表達(dá)代表新的有前途的治療性疫苗,。在佐劑、呈遞系統(tǒng)和納米技術(shù)方面的進(jìn)一步的研究還可以增強(qiáng)疫苗療法的有效性,。超過被不同的 HC 識(shí)別的抗原及可以提高疫苗治療的更過的普遍的腫瘤抗原的構(gòu)造,,在運(yùn)行結(jié)束時(shí),可能是誘導(dǎo)有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)的最簡(jiǎn)單而有效的方法,。
腫瘤治療是條漫長的路,,人群腫瘤發(fā)病率的增加應(yīng)該提醒當(dāng)局以促進(jìn)新的和簡(jiǎn)單的方法去降低這個(gè)可怕疾病的發(fā)病率。希望一個(gè)光明的未來比預(yù)計(jì)的還要近,。