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癌癥疫苗的作用機(jī)制、抗原選擇標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)特點(diǎn)和效果提升策略全解析

瀏覽次數(shù):444 發(fā)布日期:2025-9-22  來源:抗體圈

文章來源公眾號(hào):抗體圈            作者:小編

摘要:癌癥疫苗作為一種創(chuàng)新的免疫治療手段,正從根本上改變癌癥防控的思路。它不僅在預(yù)防 HPV、HBV 相關(guān)癌癥方面取得顯著成效,還在非病毒性腫瘤的預(yù)防和早期病變治療中展現(xiàn)出巨大潛力。本文將從癌癥預(yù)防的不同維度出發(fā),詳細(xì)解析腫瘤抗原的選擇標(biāo)準(zhǔn)、疫苗平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)、提升疫苗效果的關(guān)鍵策略,以及各類臨床前模型的應(yīng)用價(jià)值,帶大家全面了解癌癥疫苗的發(fā)展現(xiàn)狀與未來方向,揭示其如何為人類對抗癌癥提供新的解決方案。



​一、癌癥預(yù)防的 “多層防線”:從源頭阻斷到風(fēng)險(xiǎn)管控

癌癥防控并非單一維度的行動(dòng),而是一套涵蓋不同階段的 “多層防線” 體系,每種預(yù)防策略都有明確的目標(biāo)和應(yīng)用場景,共同構(gòu)成了癌癥防控的完整框架。

(一)四級(jí)預(yù)防:覆蓋癌癥發(fā)展全周期
一級(jí)預(yù)防:這是最直接的癌癥防控手段,核心是讓人們避免接觸致癌物,從源頭降低癌癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。比如減少吸煙、避免長期暴露于紫外線等。但過去一個(gè)世紀(jì),無論是工作場所還是日常生活中,致癌物暴露情況反而呈上升趨勢。直到 20 世紀(jì) 90 年代,隨著男性吸煙率下降以及工作場所致癌物的清除,全球癌癥發(fā)病率才開始顯著降低。

二級(jí)預(yù)防:聚焦癌癥早期階段,通過早期診斷和治療阻止腫瘤進(jìn)一步發(fā)展。如今常被提及的 “癌癥攔截” 概念,其實(shí)與二級(jí)預(yù)防本質(zhì)相同,只是更強(qiáng)調(diào)主動(dòng)干預(yù)的態(tài)度,旨在在癌癥萌芽階段就將其遏制。

三級(jí)預(yù)防:針對已確診癌癥的患者,主要目標(biāo)是限制腫瘤擴(kuò)散,預(yù)防復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。常見的手段包括預(yù)防性放療,可降低保守手術(shù)后局部復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn);還有輔助藥物治療,用于有微轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)的患者,防止轉(zhuǎn)移灶生長。

四級(jí)預(yù)防:是近年來新提出的概念,主要針對過度醫(yī)療帶來的傷害,減少醫(yī)源性損傷,保障患者在治療過程中的生活質(zhì)量。

此外,通過藥物進(jìn)行疾病預(yù)防被稱為化學(xué)預(yù)防,而疫苗等免疫制劑雖被歸為藥物,但其通過免疫機(jī)制實(shí)現(xiàn)的腫瘤預(yù)防(即免疫預(yù)防),因分子和細(xì)胞機(jī)制的獨(dú)特性與復(fù)雜性,被腫瘤免疫學(xué)家視為一種獨(dú)立的預(yù)防形式。

(二)免疫預(yù)防的里程碑:病毒相關(guān)癌癥疫苗的成功
在癌癥免疫預(yù)防領(lǐng)域,針對致癌病毒的疫苗取得了突破性進(jìn)展。20 世紀(jì) 80 年代,乙肝病毒(HBV)疫苗率先應(yīng)用,21 世紀(jì)初,人乳頭瘤病毒(HPV)疫苗緊隨其后。這兩種疫苗徹底改變了相關(guān)癌癥的防控格局,成為大規(guī)模免疫預(yù)防的成功典范。

相比之下,早期的化學(xué)預(yù)防藥物面臨諸多局限。像他莫昔芬、雷洛昔芬等選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑(SERMs),雖能將乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)降低一半,但存在血栓栓塞、對其他器官有潛在致癌作用等嚴(yán)重副作用,僅適用于乳腺癌高風(fēng)險(xiǎn)女性。后來的芳香化酶抑制劑副作用減少,適用人群擴(kuò)展到中度風(fēng)險(xiǎn)女性,但仍無法普及到普通人群。非甾體抗炎藥(NSAIDs)能降低結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn),卻因出血風(fēng)險(xiǎn),僅用于林奇綜合征等高危人群。

而腫瘤預(yù)防性疫苗在效果和安全性上優(yōu)勢顯著:efficacy 接近 100%,遠(yuǎn)超化學(xué)預(yù)防藥物 10%-50% 的風(fēng)險(xiǎn)降低率,且無嚴(yán)重副作用,風(fēng)險(xiǎn)收益比極低,適合在全人群中推廣。以 HPV 疫苗為例,由于人乳頭瘤病毒是宮頸癌的唯一病因,且疫苗能幾乎 100% 預(yù)防慢性感染,流行病學(xué)研究預(yù)測宮頸癌病例將持續(xù)減少,有望成為人類歷史上第一種通過疫苗根除的癌癥,就像上世紀(jì)通過疫苗消滅天花一樣。

二、腫瘤抗原:癌癥疫苗的 “精準(zhǔn)打擊靶心”
癌癥疫苗的核心是觸發(fā)免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的攻擊,而這一過程的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)選擇腫瘤抗原—— 即疫苗瞄準(zhǔn)的 “靶心”。只有選對了抗原,才能有效激活免疫反應(yīng),同時(shí)避免腫瘤細(xì)胞逃逸,真正實(shí)現(xiàn)對癌癥的精準(zhǔn)防控。

(一)理想的靶心:“癌抗原” 的核心標(biāo)準(zhǔn)
為了克服腫瘤細(xì)胞可能出現(xiàn)的抗原丟失、免疫逃逸等問題,研究人員提出了 “癌抗原(oncoantigen)” 的概念。理想的癌抗原需滿足三大核心條件:

表達(dá)特異性:僅在或主要在癌細(xì)胞中表達(dá),正常組織中表達(dá)極少或不表達(dá),這樣能避免疫苗引發(fā)自身免疫反應(yīng)。

功能必要性:是癌細(xì)胞生存和增殖不可或缺的 “剛需” 分子。即使腫瘤細(xì)胞發(fā)生突變,也很難放棄這類抗原,從而降低抗原丟失導(dǎo)致疫苗失效的風(fēng)險(xiǎn)。

時(shí)間一致性:在腫瘤發(fā)生前的癌前病變階段就開始表達(dá),并在后續(xù)腫瘤發(fā)展中持續(xù)存在。這樣,疫苗激活的免疫系統(tǒng)就能在癌癥萌芽階段就識(shí)別并清除異常細(xì)胞,從源頭阻止腫瘤形成。

如果疫苗靶向的抗原不具備這些特性,可能會(huì)出現(xiàn) “免疫編輯” 現(xiàn)象 —— 即腫瘤細(xì)胞中抗原表達(dá)降低或丟失的亞克隆被篩選出來,逃避免疫系統(tǒng)攻擊并繼續(xù)增殖,導(dǎo)致疫苗失效

圖 1 癌癥疫苗作用機(jī)制

(二)抗原的兩大類別:TAAs 與 TSAs 的特點(diǎn)與應(yīng)用
腫瘤抗原傳統(tǒng)上分為腫瘤相關(guān)抗原(TAAs) 和腫瘤特異性抗原(TSAs) ,二者在來源、特異性和應(yīng)用場景上存在顯著差異,各有優(yōu)勢與挑戰(zhàn)。

表:腫瘤相關(guān)抗原(TAAs)與腫瘤特異性抗原(TSAs)對比



腫瘤相關(guān)抗原(TAAs)
:并非癌細(xì)胞獨(dú)有,而是在癌細(xì)胞中異常表達(dá)的自身蛋白。比如 HER2 在乳腺癌等多種癌癥中過度表達(dá),hTERT(人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶)在多數(shù)癌細(xì)胞中被重新激活。這類抗原的優(yōu)勢是在多種癌癥中廣泛存在,適合開發(fā) “通用型” 疫苗,即 “現(xiàn)成可用(off-the-shelf)” 的疫苗。

早在 20 世紀(jì) 90 年代,TAAs 就開始用于臨床試驗(yàn)。多數(shù)試驗(yàn)顯示出良好的安全性和免疫原性,但在晚期癌癥患者的 III 期臨床試驗(yàn)中,效果并不理想,僅有一種針對前列腺癌的 TAAs 疫苗 ——Sipuleucel-T(Provenge)獲得美國 FDA 批準(zhǔn)。該疫苗利用患者自身的免疫細(xì)胞,加載前列腺酸性磷酸酶(PAP,一種 TAAs)和粒細(xì)胞 - 巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)制成,與雄激素受體靶向藥物聯(lián)合使用時(shí),能將死亡風(fēng)險(xiǎn)降低 28.3%。

研究發(fā)現(xiàn),TAAs 疫苗在晚期癌癥中效果不佳,與腫瘤微環(huán)境 immunosuppression、免疫逃逸等因素有關(guān)。因此,研究人員將目光轉(zhuǎn)向預(yù)防領(lǐng)域 —— 在健康高危人群或癌前病變患者中使用。此時(shí)人體免疫系統(tǒng)未受化療等治療手段破壞,更易產(chǎn)生有效免疫反應(yīng)。比如粘蛋白 1(MUC-1) ,在肺癌、結(jié)直腸癌等多種癌癥的癌前病變中就已表達(dá),且癌細(xì)胞中的 MUC-1 存在異常糖基化,能逃避免疫耐受。針對 MUC-1 的疫苗在臨床試驗(yàn)中顯示,能減少結(jié)直腸腺瘤復(fù)發(fā),目前正用于肺癌高風(fēng)險(xiǎn)人群(如現(xiàn)吸煙者和 former smokers)的預(yù)防研究。

腫瘤特異性抗原(TSAs):僅存在于癌細(xì)胞中,是更理想的靶標(biāo),主要包括新抗原病毒抗原。病毒抗原已在 HPV、HBV 疫苗中證實(shí)有效,但僅適用于病毒相關(guān)癌癥(占所有癌癥的少數(shù))。而新抗原由腫瘤突變產(chǎn)生,具有極高的特異性,能引發(fā)強(qiáng)烈的抗腫瘤免疫反應(yīng),且?guī)缀鯚o自身免疫風(fēng)險(xiǎn)。

不過,新抗原的開發(fā)面臨兩大挑戰(zhàn):一是免疫原性低,僅有不到 1% 的單核苷酸變異(SNV)能產(chǎn)生具有免疫活性的新抗原;二是個(gè)性化需求高,每個(gè)患者的新抗原都不同,需要通過測序分析腫瘤樣本才能確定,導(dǎo)致疫苗開發(fā)成本高、周期長。為解決這些問題,研究人員正在探索新的新抗原來源,如基因重排、轉(zhuǎn)座子、可變剪接變異等產(chǎn)生的新抗原,這些新抗原多樣性更高,免疫原性可能更強(qiáng)。

目前,新抗原疫苗主要用于個(gè)性化治療或三級(jí)預(yù)防。多項(xiàng)臨床試驗(yàn)顯示出良好前景,例如在晚期肝細(xì)胞癌中,個(gè)性化 DNA 疫苗聯(lián)合帕博利珠單抗,客觀緩解率達(dá) 30.6%,遠(yuǎn)超單獨(dú)使用帕博利珠單抗的 17.0%;在黑色素瘤患者中,個(gè)性化 mRNA 疫苗(mRNA-4157-P201)聯(lián)合帕博利珠單抗,能將疾病復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降低 44%,已獲得 FDA 突破性療法認(rèn)定。

此外,針對共享新抗原的疫苗研發(fā)也在推進(jìn)。這類新抗原來自常見的致癌驅(qū)動(dòng)突變(如 KRAS、TP53、BRAF 突變),無需個(gè)性化定制,可制成 “通用型” 疫苗,用于癌癥預(yù)防。例如,針對 KRAS 突變的長肽疫苗,正用于胰腺癌高風(fēng)險(xiǎn)人群的預(yù)防研究,有望為遺傳易感或有家族病史的高危人群提供新的防控手段。

(三)特殊靶標(biāo):癌癥干細(xì)胞抗原與遺傳腫瘤抗原
除了傳統(tǒng)的 TAAs 和 TSAs,還有兩類特殊的抗原成為研究熱點(diǎn),為癌癥預(yù)防提供了新的方向:

癌癥干細(xì)胞(CSCs)抗原:癌癥干細(xì)胞具有自我更新、多向分化和耐藥性,是腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的 “根源”。針對其表面抗原的疫苗,能早期清除癌癥干細(xì)胞,從根本上阻止腫瘤形成或轉(zhuǎn)移。例如,在乳腺癌中,Cripto-1 和 xCT(半胱氨酸 - 谷氨酸 antiporter)在癌前病變和侵襲性乳腺癌中均有表達(dá),針對這兩種抗原的疫苗在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中能顯著抑制轉(zhuǎn)移,為乳腺癌預(yù)防提供了新策略。

遺傳腫瘤相關(guān)抗原:對于林奇綜合征、BRCA1/2 突變等遺傳性癌癥高風(fēng)險(xiǎn)人群,研究人員篩選出了在其腫瘤中常見的 TAAs。比如針對林奇綜合征的疫苗,靶向癌胚抗原(CEA)、MUC-1 和 brachyury 三種 TAAs,并聯(lián)合 IL-15;針對 BRCA1/2 突變?nèi)巳旱囊呙,靶?hTERT 等 TAAs,目前這些疫苗都在臨床試驗(yàn)中,有望為遺傳性癌癥的預(yù)防提供有效手段。

圖 2 癌癥疫苗開發(fā)流程

三、疫苗平臺(tái)與技術(shù):癌癥疫苗的 “遞送載體”
選好抗原后,還需要合適的 “遞送載體”—— 即疫苗平臺(tái),才能將抗原有效傳遞給免疫系統(tǒng),激活免疫反應(yīng)。目前主流的疫苗平臺(tái)分為細(xì)胞 - based、病毒 / 細(xì)菌 - based、基因 - based 和肽 - based 四大類,各有技術(shù)特點(diǎn)和適用場景。

(一)細(xì)胞 - based 疫苗:直接利用細(xì)胞激活免疫
細(xì)胞 - based 疫苗是最早開發(fā)的癌癥疫苗類型,主要包括全腫瘤細(xì)胞疫苗抗原提呈細(xì)胞(APC)介導(dǎo)的疫苗

全腫瘤細(xì)胞疫苗:使用完整的腫瘤細(xì)胞(經(jīng)過減毒處理,防止增殖),無論是患者自身的(自體疫苗)還是他人或細(xì)胞系來源的(異體疫苗)。這類疫苗能提供多種腫瘤抗原,激活全面的免疫反應(yīng),但存在明顯缺陷:自體疫苗制備耗時(shí)費(fèi)力,不適合急需治療的患者;異體疫苗易引發(fā)免疫排斥;且腫瘤細(xì)胞中含有大量非免疫原性或致耐受的自身抗原,會(huì)削弱免疫反應(yīng)。目前這類疫苗在臨床試驗(yàn)中效果有限,需通過表達(dá)免疫刺激分子或聯(lián)合其他免疫增強(qiáng)手段提升效果。

抗原提呈細(xì)胞介導(dǎo)的疫苗:以樹突狀細(xì)胞(DCs) 為核心 —— 樹突狀細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞,能有效激活 T 細(xì)胞。疫苗制備過程是:從患者血液中分離樹突狀細(xì)胞前體,在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)、成熟,并加載腫瘤抗原或腫瘤細(xì)胞裂解物,再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。1996 年,針對 B 細(xì)胞淋巴瘤的樹突狀細(xì)胞疫苗首次在臨床試驗(yàn)中證實(shí)能引發(fā)抗原特異性免疫反應(yīng),此后在黑色素瘤、前列腺癌等多種癌癥中開展研究。目前,唯一獲得 FDA 批準(zhǔn)的樹突狀細(xì)胞疫苗是 Sipuleucel-T,用于轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌。

(二)病毒/細(xì)菌 - based 疫苗:借助微生物激活免疫
病毒和細(xì)菌具有天然的免疫刺激性,經(jīng)過改造后可成為高效的疫苗載體。

細(xì)菌 - based 疫苗:一些細(xì)菌能特異性定植于腫瘤組織,同時(shí)其表面的病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)能激活免疫系統(tǒng)。例如,用于治療非肌層浸潤性膀胱癌的卡介苗(BCG) ,就是一種減毒的牛分枝桿菌。此外,細(xì)菌還可被改造加載腫瘤抗原,或利用其外膜囊泡(OMVs)遞送抗原,這些策略在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中顯示出良好的抗腫瘤效果,但目前因生物安全性和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化問題,臨床轉(zhuǎn)化受限。

病毒 - based 疫苗:主要包括溶瘤病毒病毒樣顆粒(VLPs) 。溶瘤病毒能選擇性感染并破壞腫瘤細(xì)胞,同時(shí)釋放腫瘤抗原和病毒顆粒,激活免疫反應(yīng)。例如,用于治療黑色素瘤的T-VEC(Imlygic) ,是經(jīng)過基因改造的 I 型單純皰疹病毒,能表達(dá) GM-CSF,增強(qiáng)免疫激活。不過,溶瘤病毒單獨(dú)使用時(shí),有時(shí)難以引發(fā)強(qiáng)烈的腫瘤特異性 T 細(xì)胞反應(yīng),需通過基因改造表達(dá)腫瘤抗原或共刺激因子,并聯(lián)合其他治療手段提升效果。

病毒樣顆粒(VLPs)則是不含病毒遺傳物質(zhì)的空心蛋白結(jié)構(gòu),外形與天然病毒相似,能高效呈遞抗原,且無感染性。HPV 和 HBV 疫苗就是 VLPs 疫苗的成功典范,能誘導(dǎo)強(qiáng)烈的中和抗體反應(yīng)。目前,VLPs 疫苗也在向其他癌癥拓展,如乳腺癌、黑色素瘤,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和早期臨床試驗(yàn)中顯示出良好的免疫原性。但需注意,VLPs 可能引發(fā)對載體蛋白的預(yù)存免疫,或因未結(jié)合的自身抗原導(dǎo)致意外反應(yīng),需在研發(fā)中嚴(yán)格評估。

(三)基因 - based 疫苗:傳遞遺傳物質(zhì)表達(dá)抗原
基因 - based 疫苗通過 DNA 或 RNA 傳遞抗原的遺傳信息,讓機(jī)體自身細(xì)胞表達(dá)抗原,激活免疫反應(yīng)。

DNA 疫苗:利用細(xì)菌質(zhì)粒攜帶抗原基因和免疫刺激序列。DNA 穩(wěn)定性高,能在體內(nèi)長期存在,但需進(jìn)入細(xì)胞核才能轉(zhuǎn)錄,因此常通過電穿孔、基因槍等遞送方式提高 uptake efficiency 。DNA 疫苗能激活 CD4 和 CD8 T 細(xì)胞反應(yīng),并建立免疫記憶,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中對多種癌癥有預(yù)防和治療效果。但在人體臨床試驗(yàn)中,免疫原性較低,治療效果有限,需進(jìn)一步優(yōu)化遞送系統(tǒng)和免疫刺激序列。

RNA 疫苗:在 COVID-19 疫苗成功應(yīng)用后,RNA 疫苗成為癌癥疫苗研發(fā)的熱點(diǎn)。RNA 無需進(jìn)入細(xì)胞核,在細(xì)胞質(zhì)中即可翻譯為抗原,起效更快;且能同時(shí)編碼多種蛋白,生產(chǎn)便捷、可規(guī);NA 疫苗的安全性良好,不會(huì)整合到基因組,且會(huì)自然降解,避免過度免疫刺激。但 RNA 穩(wěn)定性差,需通過脂質(zhì)納米顆粒(LNPs)等遞送系統(tǒng)保護(hù)。目前,多種癌癥的 RNA 疫苗在臨床試驗(yàn)中,如黑色素瘤、胰腺癌,但尚未有獲得 FDA 批準(zhǔn)的產(chǎn)品。

(四)肽 - based 疫苗:直接遞送抗原片段
肽 - based 疫苗由腫瘤抗原的抗原表位(短肽或長肽)組成,根據(jù)與 MHC 分子的結(jié)合特性設(shè)計(jì)。

短肽疫苗:由 8-11 個(gè)氨基酸組成,能直接結(jié)合 MHC I 分子,制備簡單、成本低,但存在局限:需依賴特定的 HLA 基因型(僅適用于特定人群);易被非專業(yè)抗原提呈細(xì)胞捕獲,無法有效激活 T 細(xì)胞;在體內(nèi)易降解,免疫原性弱。

長肽疫苗(11-30 個(gè)氨基酸):需經(jīng)過專業(yè)抗原提呈細(xì)胞加工,能同時(shí)結(jié)合 MHC I 和 MHC II 分子,激活 CD8 細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞和 CD4 輔助 T 細(xì)胞,免疫反應(yīng)更強(qiáng)。且可通過修飾提升穩(wěn)定性和免疫原性。目前,肽 - based 疫苗在黑色素瘤、乳腺癌等癌癥的臨床試驗(yàn)中(部分已進(jìn)入 III 期),但尚未有獲批產(chǎn)品,需進(jìn)一步優(yōu)化穩(wěn)定性和佐劑搭配。

四、提升疫苗效果的策略:佐劑、遞送與聯(lián)合治療
即使有了合適的抗原和平臺(tái),癌癥疫苗仍可能因腫瘤微環(huán)境 immunosuppression、抗原提呈效率低等問題效果受限。因此,需要通過佐劑、遞送系統(tǒng)聯(lián)合治療三大策略,提升疫苗的免疫原性和療效。

(一)佐劑:疫苗的 “免疫助推器”
佐劑(adjuvant)的作用是增強(qiáng)疫苗的免疫原性,幫助打破免疫耐受,吸引免疫細(xì)胞到注射部位,最大化免疫反應(yīng)。主要分為兩類:

制劑型佐劑(儲(chǔ)庫型佐劑):如明礬(礦物鹽)、MF59 等乳劑,能在注射部位形成 “儲(chǔ)庫”,緩慢釋放抗原,延長抗原暴露時(shí)間,同時(shí)引發(fā)局部炎癥,激活免疫細(xì)胞。例如,水包油乳劑 Montanide 常用于癌癥疫苗臨床試驗(yàn),能有效激活 CD4 和 CD8 T 細(xì)胞反應(yīng)。

生物免疫刺激佐劑:包括細(xì)胞因子(如 GM-CSF、IL-12、IFN-γ)和 Toll 樣受體(TLR)配體等。GM-CSF 能刺激骨髓產(chǎn)生粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,招募并激活樹突狀細(xì)胞,但在臨床試驗(yàn)中效果不穩(wěn)定;TLR 配體(如 CpG motifs)能激活樹突狀細(xì)胞,增強(qiáng)抗原提呈。此外,免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs) ,如抗 PD-1、抗 PD-L1、抗 CTLA-4 抗體,也可作為佐劑與疫苗聯(lián)合使用,解除免疫抑制,增強(qiáng) T 細(xì)胞反應(yīng),對抗腫瘤免疫逃逸。

部分疫苗平臺(tái)本身就具有佐劑特性,如含 CpG motifs 的 DNA 質(zhì)粒、能激活 B 細(xì)胞的 VLPs。但通常需聯(lián)合傳統(tǒng)佐劑,才能最大化疫苗療效。

(二)遞送系統(tǒng):提升抗原遞送效率
除了疫苗平臺(tái)自帶的遞送功能,專門的遞送系統(tǒng)能進(jìn)一步提高抗原的細(xì)胞 uptake efficiency 和穩(wěn)定性。例如,電穿孔通過在細(xì)胞膜上形成瞬時(shí)孔道,能將 DNA uptake efficiency 提高 1000 倍,同時(shí)通過局部組織損傷和炎癥反應(yīng)增強(qiáng)免疫原性;脂質(zhì)體、納米顆粒等載體能保護(hù) RNA、肽等易降解的抗原,靶向遞送至抗原提呈細(xì)胞,提升疫苗效果。

(三)聯(lián)合治療:多手段協(xié)同抗癌
單一疫苗在晚期癌癥中效果有限,需與其他治療手段聯(lián)合,從不同角度攻擊腫瘤:

化療:低劑量的化療藥物能清除調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞(Treg),減少免疫抑制,增強(qiáng)疫苗誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)。

放療:放療能殺死腫瘤細(xì)胞,釋放腫瘤抗原,同時(shí)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞表面 MHC 分子的表達(dá),促進(jìn)抗原提呈,與疫苗聯(lián)合能產(chǎn)生 “遠(yuǎn)隔效應(yīng)”—— 即局部放療結(jié)合疫苗,能抑制遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶。

免疫檢查點(diǎn)抑制劑:如前所述,與疫苗聯(lián)合能解除腫瘤微環(huán)境的免疫抑制,增強(qiáng) T 細(xì)胞的殺傷功能,在黑色素瘤、肺癌等多種癌癥的臨床試驗(yàn)中顯示出協(xié)同效果。

五、臨床前模型:癌癥疫苗的 “測試場”
在進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)前,癌癥疫苗需要在臨床前模型中進(jìn)行充分的安全性和有效性測試。理想的模型應(yīng)能模擬人類癌癥的生物學(xué)特性和免疫反應(yīng),為臨床轉(zhuǎn)化提供可靠依據(jù)。目前常用的模型包括小鼠模型和比較腫瘤學(xué)模型(如犬類模型)。

(一)小鼠模型:基礎(chǔ)研究的核心工具
小鼠模型因其遺傳背景可控、繁殖周期短,成為癌癥疫苗研究的主要工具,主要包括以下幾類:

致癌物誘導(dǎo)模型:通過給小鼠暴露致癌物(如 4 - 硝基喹啉 - 1 - 氧化物,4-NQO),模擬人類癌癥的發(fā)生發(fā)展過程(腫瘤啟動(dòng)、促進(jìn)、進(jìn)展)。這類模型能研究免疫監(jiān)視和免疫編輯機(jī)制,例如在口腔癌研究中,通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)了從口腔異型增生到侵襲性癌癥的關(guān)鍵基因,為疫苗研發(fā)提供了靶標(biāo)。但缺點(diǎn)是致癌物會(huì)導(dǎo)致大量隨機(jī)基因突變,與多數(shù)人類癌癥的發(fā)生機(jī)制存在差異。

基因工程小鼠模型(GEMMs):通過基因編輯,模擬人類癌癥的驅(qū)動(dòng)突變或基因異常,能再現(xiàn)腫瘤從癌前病變到侵襲性癌癥的逐步發(fā)展過程。這類模型是研究癌癥預(yù)防疫苗的理想工具,例如針對 KRAS 突變的胰腺癌模型,KRAS 突變在癌前病變階段就已出現(xiàn),且在晚期癌癥中持續(xù)存在,針對 KRAS 的疫苗能有效預(yù)防腫瘤發(fā)生;針對 HER2 陽性乳腺癌的模型,疫苗能阻止乳腺腫瘤進(jìn)展。此外,針對林奇綜合征、BRCA1/2 突變等遺傳性癌癥的 GEMMs,也為相關(guān)疫苗的研發(fā)提供了重要支持。

移植瘤模型:包括同系模型異種移植模型。同系模型是將小鼠腫瘤細(xì)胞接種到遺傳背景相同的免疫健全小鼠體內(nèi),操作簡單,適合評估疫苗對已建立腫瘤的療效,但腫瘤生長部位非自然解剖位置,缺乏器官特異性特征。原位同系模型通過將腫瘤細(xì)胞接種到相應(yīng)器官(如乳腺脂肪墊接種乳腺癌細(xì)胞),能更好地模擬腫瘤微環(huán)境。異種移植模型則是將人類腫瘤細(xì)胞(細(xì)胞系來源,CDX)或患者腫瘤組織(患者來源,PDX)接種到免疫缺陷小鼠體內(nèi),能模擬人類腫瘤的異質(zhì)性,但需對小鼠進(jìn)行免疫人源化改造,才能評估疫苗的免疫效果。此外,表達(dá)人類 HLA 分子的轉(zhuǎn)基因小鼠,能研究人類 HLA 限制的抗原免疫反應(yīng),為疫苗的臨床應(yīng)用提供參考。

(二)比較腫瘤學(xué)模型:連接基礎(chǔ)與臨床的橋梁
傳統(tǒng)小鼠模型與人類癌癥存在明顯差異,導(dǎo)致很多在小鼠中有效的疫苗,在人體臨床試驗(yàn)中失敗。而比較腫瘤學(xué)模型—— 主要是犬類等伴侶動(dòng)物模型,為解決這一問題提供了新途徑。

犬類會(huì)自然發(fā)生腫瘤,其腫瘤的發(fā)生發(fā)展、臨床特征、遺傳和分子特性與人類腫瘤高度相似:腫瘤在自然解剖部位發(fā)生、進(jìn)展,會(huì)轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā);犬類的免疫系統(tǒng)與人類相似,雖在免疫細(xì)胞功能上存在一些差異(如犬 T 細(xì)胞產(chǎn)生的 IFN-γ 較少,巨噬細(xì)胞對 IFN-γ 的反應(yīng)更強(qiáng)),但整體免疫反應(yīng)機(jī)制一致。此外,犬類腫瘤的進(jìn)展速度較快,能在較短時(shí)間內(nèi)評估疫苗的長期效果;且犬類的治療方案與人類相似,可評估疫苗與傳統(tǒng)治療(如手術(shù)、化療、放療)的聯(lián)合效果。

在癌癥疫苗研究中,犬類模型已取得多項(xiàng)突破。例如,針對黑色素瘤的 DNA 疫苗(ONCEPT),編碼人類酪氨酸酶,能延長犬類黑色素瘤患者的生存期,是首個(gè)獲得 FDA 批準(zhǔn)的動(dòng)物癌癥 DNA 疫苗;針對 HER2 的李斯特菌 - based 疫苗,在犬類骨肉瘤患者中能顯著減少轉(zhuǎn)移、延長生存期,已進(jìn)入人類臨床試驗(yàn)。此外,針對黑色素瘤的 CSPG4 疫苗、針對淋巴瘤的 TERT 疫苗等,也在犬類模型中顯示出良好效果,為人類疫苗的研發(fā)提供了重要參考。

犬類模型的應(yīng)用,不僅能加速癌癥疫苗的臨床轉(zhuǎn)化,還能同時(shí)為人類和動(dòng)物癌癥的治療提供解決方案,體現(xiàn)了 “同一健康,同一醫(yī)學(xué)(One Health, One Medicine)” 的理念。

六、總結(jié)與展望
癌癥疫苗的發(fā)展已取得顯著進(jìn)展,在病毒相關(guān)癌癥的預(yù)防中取得了歷史性突破,為宮頸癌、肝癌等癌癥的防控提供了有效手段。同時(shí),在非病毒性腫瘤的預(yù)防(如針對癌前病變、遺傳性癌癥高風(fēng)險(xiǎn)人群)和治療(如晚期癌癥的個(gè)性化疫苗)中,也展現(xiàn)出巨大潛力。

然而,癌癥疫苗的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn):如何更精準(zhǔn)地篩選出適合預(yù)防的腫瘤抗原;如何在癌前病變或早期腫瘤階段,有效誘導(dǎo)長期的免疫記憶;如何克服晚期癌癥的免疫抑制微環(huán)境,提升疫苗療效;如何降低個(gè)性化疫苗的成本,實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

未來,隨著抗原篩選技術(shù)(如單細(xì)胞測序、蛋白組學(xué))、疫苗平臺(tái)(如 RNA 疫苗、VLPs 疫苗)、佐劑和聯(lián)合治療策略的不斷優(yōu)化,以及臨床前模型(尤其是比較腫瘤學(xué)模型)的進(jìn)一步發(fā)展,癌癥疫苗有望在更多癌癥類型的預(yù)防和治療中發(fā)揮關(guān)鍵作用,為人類最終戰(zhàn)勝癌癥提供重要支撐。我們有理由相信,在不久的將來,癌癥疫苗將與手術(shù)、化療、放療、免疫檢查點(diǎn)抑制劑等一起,構(gòu)成更全面、更精準(zhǔn)的癌癥防控體系,顯著降低癌癥的發(fā)病率和死亡率,改善患者的生活質(zhì)量。

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