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陈枢青点评 | 新抗原疫苗：开启癌症免疫治疗2.0时代
近几年，随着鉴定个体化新抗原的技术取得突破，越来越多的团队加入研发新抗原癌症疫苗的大潮中。去年10月，美国Dana Farber癌症研究所的Patrick A. Ott教授及其合作者在Cell杂志上公布了一项里程碑进展[1]。个体化新抗原疫苗NEO-PV-01联合PD-1抗体治疗晚期黑色素瘤、非小细胞肺癌或膀胱癌患者的首个Ib期临床试验结果显示，在接种疫苗的患者（n=60）中，黑色素瘤、非小细胞肺癌和膀胱癌患者的ORR分别为59%、39%和27%；中位PFS分别为23.5个月、8.5个月和5.8个月；1年总生存率分别为96%、83%和67%。这些数据与PD-1抗体单药治疗的历史数据相比，具有良好的优势。
1月21日，最新发表在Nature Medicine杂志上的一项研究中，Ott教授团队称，他们的新研究证实，在黑色素瘤患者中，个体化新抗原肽疫苗可诱导持续多年的T细胞反应，患者接受疫苗治疗4年后，疫苗引发的免疫反应依然强大，且能够有效控制癌细胞[2]。
这款名为NeoVax的新抗原疫苗通过靶向每个患者肿瘤细胞上的特定蛋白质发挥作用。研究人员发现，接种疫苗近4年后，患者的免疫系统不仅能够活跃地对抗表达这些特定蛋白的肿瘤细胞，还能够对抗表达其它蛋白的肿瘤细胞。
具体来说，该研究(NCT01970358)涉及8例晚期黑色素瘤患者，这些患者接受了手术治疗，但被认为有很高的复发风险。在这项I期临床试验中，他们在术后中位18周后接受了NeoVax治疗。
NeoVax是一种靶向每例患者多达20种个体化新抗原的长肽疫苗（long-peptide vaccine，），由被称为抗原表位的蛋白质片段制成。制成NeoVax的抗原表位来自新抗原，新抗原是肿瘤细胞上的突变蛋白，提示一个细胞已经癌变，应该被清除。由于新抗原只在肿瘤细胞上被发现，因此，它们触发的免疫反应可使正常细胞免受攻击。
为了制造NeoVax，研究人员需要扫描患者肿瘤的DNA序列，以鉴定肿瘤细胞新抗原中的关键表位。这些关键表位是T细胞的靶点，T细胞领导了免疫系统对癌症的攻击。NeoVax的生产还加入了佐剂poly-ICLC（一种TLR3激动剂）。
当患者接受NeoVax治疗后，NeoVax包含的抗原表位会驱动免疫反应来对抗任何表达这些表位的黑色素瘤细胞。
在这项新研究中，科学家们发现，在接受NeoVax治疗中位4年后，所有8例患者都活着，且6例患者没有表现出疾病活动（active）的迹象。
在疫苗接种后，新抗原特异性T细胞响应长期持续存在，体外检测中，新抗原特异性T细胞表现出了记忆表型。
此外，在疫苗接种后，研究人员检测到了新抗原特异性T细胞克隆浸润到肿瘤中的证据；当分析患者的T细胞时，研究者们还发现，患者的T细胞不仅“记住”了它们最初的靶表位，还扩展了它们的能力，能够识别其它黑色素瘤相关的表位。
研究中，有2例患者癌症已经扩散到肺部，他们还接受了免疫检查点抑制剂（PD-1抗体帕博利珠单抗）治疗。在这两例患者中，研究人员均检测到了T细胞进入肿瘤组织的迹象。
共同领导该研究的Catherine J. Wu博士说：“这些发现表明，个体化的新抗原疫苗能够刺激黑色素瘤患者产生持久的免疫反应，更重要的是，最初的靶向免疫反应（针对表达特定蛋白的肿瘤细胞的免疫反应）会在治疗后的几年内扩大，有效控制其它肿瘤细胞，从而为患者提供持续的保护作用。”
“黑色素瘤靶向T细胞的长期持续存在和能力扩张是一个强有力的证据，表明个体化新抗原肽疫苗能够帮助控制转移性肿瘤，特别是当与免疫检查点抑制剂相结合时。”Ott教授总结道。
研究意义
Ott教授及其合作者的最新论文报道了8例IIIB/C或IVM1a/b期黑色素瘤患者在手术后进行个体化肿瘤疫苗治疗的长期效果和循环免疫响应状况，不仅显示了新抗原肿瘤疫苗的防复发效果，还阐述了作用机制，是该课题组2017年Nature论文[3]的重要延续。这篇文章的主要意义是对患者进行了较长期的随访观察，发现经过疫苗治疗的8例患者4年后全部存活，其中6人保持无病灶。研究收集了这些患者的大量沿时间轴的样本，进行了大量仔细的免疫细胞聚簇分类研究，揭示了免疫细胞的变化状况，为科学界对个体化肿瘤疫苗的认识做出了重要贡献。论文的不足主要是病例数较少，病种太单一。
形式多样
目前全球有很多种新抗原肿瘤疫苗的药物形式，大多数研究都是以多肽的形式给药，原因是多肽最直接、成药性以及安全性相对较好、基础数据多，当然多肽也有缺点，就是不同序列多肽的理化性质差异较大，工艺路线和质量标准研究的难度较大。mRNA的优势是制备简单、不同序列的抗原物质的理化性质相差不大、易于生产，缺点是稳定性差、成药性差、基础数据欠缺、尤其人体安全性数据有限。DNA的优势是制备简单、稳定性好，缺点是基因是否会整合到人类基因组尚无定论，存在安全性隐忧。DC细胞的优势表现在新抗原的负载在体外进行，影响因素相对较少，缺点是需要抽血、细胞分离、诱导成熟、抗原负载、细胞扩增、操作步骤复杂、质量难于控制，存在安全性隐患。病毒载体的优势是制备简单、稳定性好，缺点是常用病毒都有人体接触史，体内存在天然抗体，因此病毒易于被人体免疫系统清除，另外，病毒本身基因组较大、抗原性强，会消耗大量体内免疫资源，使得抗肿瘤免疫能力被冲淡，副作用也不易把握。
联合治疗
目前有大量研究在调查“新抗原疫苗+免疫检查点抑制剂”这种联合策略。新抗原疫苗和免疫检查点抑制剂联合具有机理上的互补性，免疫检查点抑制剂能够解除肿瘤细胞对T细胞的抑制作用，从而加强新生抗原疫苗的效果，而新生抗原疫苗能够使没有特异性T细胞的肿瘤患者产生特异性T细胞，从而提高免疫检查点抑制剂的有效率。当然，除了免疫检查点抑制剂，新抗原疫苗还有可能和溶瘤病毒、放疗、化疗、分子靶向药物等进行联合应用，机制主要是改善免疫微环境。多数肿瘤专家认为，未来的肿瘤治疗主要是联合用药，是建立在对肿瘤学和免疫学有了深刻认识的基础上，利用精准医疗的思路，检测每一个患者的肿瘤样本和免疫细胞状态，设计独特的个体化治疗方案。
成本问题
不过这类个体化疗法也有一些障碍待解决，比如成本。个体化肿瘤疫苗是根据个体的体细胞突变经人工智能软件分析设计疫苗的，每一个患者都有不同的新生抗原，因此，疫苗都是“订做”的。从获得肿瘤组织到测序、人工智能分析、再到疫苗制备，涉及很多技术环节，需要一定的时间，目前来看一般需要2-3个月，成本也很高，但是，随着临床应用的开展，研究流程会加快，成本也会下降，这是新技术发展的基本规律。
团队工作
我们团队与新抗原疫苗相关的工作最早可追溯到1993年，当时，我们在研究药物作用个体差异时，对大量基因多态性数据进行了分析，偶然想到同一个体的不同细胞之间的基因组之间会有什么样的差异呢？带着这个基本科学问题，研究了体细胞突变会造成突变蛋白质的现象，这个现象会带来的免疫学影响，以及对肿瘤发生发展的影响，提出了新抗原肿瘤疫苗的思路，并设计实验获得了一些结果，为推动这个领域的发展做出了一些贡献。2013年我们报道了肿瘤细胞和正常细胞对照测序的结果，2016年我们报道了新抗原发现和鉴定的模式研究，也是在这一年，我与合作伙伴创办了纽安津（NEOANTIGEN），一家专注于新抗原的发现和个体化肿瘤疫苗的技术研究和产品开发的公司。2017年我们报道了新抗原的生物信息学分析软件，2020年报道了个体化肿瘤疫苗单药泛癌种临床研究结果。经过研究者发起的临床试验，我们已获得首个产品——个体化肿瘤疫苗P-01的安全性和有效性的积极数据，并了解了它的适应证和临床应用方法。目前公司正在进行IND申报，以期早日将这一候选疗法推广到临床应用。
未来前景
展望未来，一定会有越来越多的肿瘤免疫治疗产品问世，如更多具有激活免疫细胞和具有解除免疫抑制作用的抗体以及小分子药物，更多具有多功能的新分子。对于免疫细胞来说，只有做到特异性的激活和解除抑制，才能让治疗效果最好，副作用最小，靶向新抗原是解决这种特异性问题的一种关键途径，因为免疫细胞特异性识别肿瘤细胞的抓手就是新抗原，肿瘤治疗的未来必定是各种正在研发中的新药和新抗原疫苗的联合应用。
尽管新抗原理论建立时间不长，该领域的发展尚处于初级阶段，但随着大量研究者的涌入，新技术、新手段日新月异，可以预见新生抗原疫苗领域会迅速发展，成为临床肿瘤治疗主要手段，彻底改变肿瘤治疗领域的现状。而更精准的新生抗原分析手段、更聪明的人工智能疫苗设计软件、更完善的疫苗制备工艺流程、更简便易行的质量控制标准和更准确的个体化临床联合用药方案，都将是让个体化肿瘤疫苗提高疗效、降低副作用的保障。
参考资料：
热门疗法/技术/靶点