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1、肿瘤疫苗免疫策略研究进展司春枫,鲁美钮,周玲,徐茂磊,杨小平ResearchprogressoftumorvaccinestrategySiChunfeng,LuMeiyu,ZhouLing,XuMaolei,YangXiaopingCollegeofPharmacyBinzhouMedicalUniversity,ShandongYantai264003,China.Abstract】Alongwiththedevelopmentofimmunologyandfurtherunderstandingofthemechanismoflumorigenesis,tumorvaccinehasbe

2、comeanewresearchfocusofcancertreatment.Comparedwiththetraditionaltherapiessuchasradiotherapy,chemotherapy,surgicalandothermeans,tumorvaccinehasthecharacteristicofstrongspecificity,broadantitumorspectniinandlowtolerance.Tumorvaccinecansignificantlyinhibitluinorgrowthandmetastasismainlythroughregulati

3、ngtheimmuneresponse,promotingTcellproliferationandactivalionandcytokinerelease,andhasobtainedsomeachievementsinclinicaltrails.Tumorvaccinesmainlyincludetumorcellvaccine,dendriticcellvaccine,DNAvaccine,peptidevaccine,CTLepitopevaccine,anti-angiogenesisoftumorvaccineandsoon.Thisarticlemainlyreviewsimm

4、unologyfoundationoftumorimmunotherapy,functioncharacteristics,researchprogressandapplicationstatusoftumorvaccines.Keywordstumor,immunotherapy,(umorvaccine,anti-angiogenesisModemOncology2016,24(15):2478-2482【指示性摘要】随着免疫学的发展以及对肿瘤发生发、展机理的进一步认识,肿痛疫苗已成为肿瘤治疗新的研究热点。相比于传统的放化疗,手术切除等手段,肿瘤疫苗具有特异性强,抗瘤谱广.耐受性低等优点。

5、肿瘤疫苗主要通过调样机体的免疫反应,促进T细胞增殖和活化及细胞因子释放发挥作用,可以显著抑制肿瘤生长和转移,临床试验结果显示已取得一定效果。肿瘤疫苗免疫手段主要包括肿痛细胞疫苗、树突状细胞疫苗、DNA疫苗、多肽疫苗、CTL表位肽疫苗、靶向肿痛新生血管疫苗等。本文主要对肿痛疫苗治疗的免疫学基础、作用特点、研究进展及应用现状作一综述。【关键词】肿瘤;免疫治疗;肿瘤疫苗;抗血管生成【中图分类号1R73O.51【文献标识玛】ADOI:l0.3969/j.issn.1672-4992.2016.15.038【文章编号】1672-4992-(2016)15-2478-04在2013年Science杂志评选

6、的十大科技突破中,“肿瘤免疫治疗”店于首位肿瘤疫苗作为肿瘤免疫治疗的一个币:要组成部分,近年来也取得了长足的发展,在基础研究和【收稿日期】2016-04-07【基金项L”国家白然科学基金(编号:81541158);山东省自然科学座金(编号:ZR2OI5PHOO2);山东省优秀中肖年科学家科研奖励基金(编号:BS2014YY051);山东省欧药P生科技发展计划(编号:2014WS0479);山东省鬲等学校科技计划(编号:J15LM51)【作者熊位】滨州医学院药学院,山东烟台264003【作者简介】司春枫(1989-),男,山东滨州人,在读硕士,主要从事肿瘤免疫治疗方面研究。E-rnaihscfm

7、aple©163.com【通讯作者】徐茂和(1985-),男,山东淄博人.讲帅,博士,主要从事肿痛免疫治疗方面研究eE-mail:xumaoleil234杨小平(1962-),男,河北邯郸人,教授,山东省“泰山学者”海外特聘专家,硕上研究生导师,博士,主要从小肿痛免疫为理学方面研究CE-mail:yangxiaoping©.on临床研究领域均有较显著的成果。肿瘤疫苗,即利用肿瘤抗原,通过激发机体免疫应答反应以抑止肿瘤的发生、发展或转移,从而达到肿瘤治疗的目的。1肿瘤免疫应答机理免疫应答包括非特异性免疫应答和特异性免疫应答,两者之间相互补充并诱导机体产生免疫力

8、。特异性免疫系统中的T细胞和B细胞利用其细胞表面的受体识别外来抗原,B细胞直接识别抗原表位,而T细胞则是通过抗原提呈细胞(antigenpresentingcell.APC)递呈的抗原肽-主要组织相容性复合物(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)分子复合体来识别抗原。树突状细胞(dendriticcell,DC)是人体中已知功能最强的抗原呈递细胞,是联系特异性和非特异性免疫应答重要的一类细胞。在肿痛免疫中,DC通过获取肿痛抗原,并在细胞内经过处理加工将肿瘤抗原的信息呈递给淋巴组织中未成熟的T淋巴细胞,此时T淋巴细胞被激活产生特异性免疫应答°同时被激活

9、的T淋巴细胞释放一系列细胞因子如IL-2等,进一步促进T淋巴细胞的增殖、活化。T淋巴细胞可转化为记忆T细胞和效应T细胞,记忆T细胞可在抗原再次人侵时大量增殖并产生免疫应答,效应T细胞则可有接对肿瘤细胞产生杀伤作用,并且可以刺激B淋巴细胞的增殖、活化,促使B淋巴细胞产生靶向肿瘤的抗体,对肿瘤产生杀伤作用。肿痛疫苗则是根据以上免疫应答机理,通过机体识别肿痛特异性抗原(tumorspecificantigen,TSA)或肿瘤相关抗原(tumorassociatedantigen,TAA),激发机体特异性免疫应答杀伤肿瘤细胞。根据肿瘤疫苗的用途可以将其分为两类:一类是预防性肿瘤疫苗,可以通过接种此类疫

10、苗减少或消除肿瘤发生的几率;一类是治疗性肿瘤疫苗,其主要以肿瘤抗原为基础,用于放化疗或手术切除后的辅助治疗。而根据肿瘤疫苗的来源又可将其分为肿瘤细胞疫苗、树突状细胞疫苗、DNA疫苗、多肽疫苗、CTL表位疫苗、靶向肿瘤新生血管疫苗等。2肿瘤疫苗的类型21肿瘤细胞疫苗肿痛细胞疫苗是通过物理、化学或者生物学的方法(加热、辐射等)处理肿瘤细胞制备得到的,此种疫苗保留了原有的免疫原性而且没有致痛作用。研究发现,全肿痛细胞疫苗不仅可以提供肿瘤全部抗原,诱导机体产生针对肿瘤抗原的免疫应答,而且不引发机体的排斥反应,是一种理想的疫苗方案。由于单纯的肿瘤细胞疫苗的免疫原性较低,仅仅能激发机体较低水平的免疫应答,

11、需要寻找合适的佐剂以增强肿瘤细胞疫苗的免疫原性。武峰等在OK432肿瘤细胞疫苗对BDA/2荷痛小鼠CD4、CD25调节性T细胞免疫效应的研究中发现,此种肿痛细胞疫苗能够明显减少皮肤癌模型小鼠体内CD4LCD25Treg细胞含最,推断OK432肿瘤细胞疫苗可以降低机体的免疫抑制功能,从而可以保持疫苗良好的免疫原性,增强机体抗肿瘤免疫应答。宿佳等在氧化型甘露聚糖修饰的肾透明细胞癌疫苗诱导CTL的抗肿瘤免疫效果评价的研究中发现,此种疫苗具有很强的免疫原性,在体外可以有效致敏DC,增强其抗原递呈能力,同时提高了对肿瘤细胞的杀伤作用。乔莎等在肿瘤疫苗对小鼠肝癌细胞Hca-F抑制作用的研究中,将OK432

12、与KLN-205癌细胞通过戊二醛偶联制成肿瘤疫苗,将此疫苗腹腔注射于接种了肝癌细胞的小鼠体内。结果发现,此肿瘤疫苗可以明显抑制Hca-F肝癌细胞的生长,抑制肿瘤细胞的淋巴结转移,并能够激发荷瘤小鼠机体免疫反应,增强其抗肿瘤能力。2.2树突状细胞疫苗DC是1973年由加拿大学者Steinman发现的,是目前所知功能最强的APC,源自于骨陶造血系统。一系列研究表明,DC在非特异性免疫应答、特异性免疫应答以及维持机体免疫耐受中的作用非常突出;利用DC高效的抗原提呈能力衍生而来的过继性免疫疗法逐渐用于抗肿瘤的治疗。DC具有诱导初始免疫应答能力、并且能够增强机体对肿瘤的特异性免疫应答,选择其作为载体制备

13、DC肿瘤疫苗是公认的肿瘤免疫治疗手段之一。目前用于负载DC的抗原有多种,比如TAA.TSA以及肿瘤全细胞抗原;临床上常用的负载抗原是将肿瘤细胞反复冻融获得的全肿瘤细胞裂解物。将体外获取的DC前提细胞以细胞因子诱导其成熟,加之肿瘤抗原体外剌激从而获得负载肿瘤抗原的成熟DC,然后将其辕回体内,可诱导产生有效的抗肿瘤免疫应答F。但疫苗制备的工艺较为复杂,需要激活大量DC,费时费力。在一项有关患者自体肿瘤细胞裂解物负载DC治疗进展期转移性肾癌的I/I1期临床研究中,Flttrcken等发现在7例患者中有3例体内表现出特异性Thl型免疫应答,临床获益率部分缓解(partialresponse,PR)+疾

14、病稳定(stabledisease,SD)达29%,平均肿瘤进展时间(timetoprogression,TTP)为24.6周;1例患者出现最小的临床反应,TPP为96周,但疫苗诱导了机体针对未识别抗原的T细胞克隆增殖,显示DC疫苗对黑色素瘤的治疗具有相对较好的临床效果。在2014年的一项II期临床实验的研究中发现,在治疗晚期黑色素瘤的过程中,利用肿瘤细胞裂解物负载DC并联合免疫调节型放射性治疗和IFN-a治疗,获得了较为显著的治疗效果,三分之二的患者出现了免疫应答,临床获益率为55.5%;研究者旨在通过联合治疗方案,提高疫苗的抗肿痛效应,使患者获得满意的生存期并降低毒性回。此外,在肝癌,卵巢

15、癌以及乳腺癌等肿瘤的治疗中,肿瘤细胞裂解物负载的DC疫苗在延长生存期或临床获益率上都能取得可观的治疗效果I,0',21o美国杜克大学医学中心在2015年的一项研究中发现,在给脑胶质瘤患者进行DC疫苗治疗前预先用破伤风-白喉毒素(TD)处理,结果显示,经TD处理的DC迁移能力明显提高,患者的中位总生存期显著延长;在小鼠模型中显示出同样的实验结果,DC迁移能力增强并抑制了肿瘤的生长'E。荆雪宁等句在黄芷多糖诱导成熟的DC肿瘤疫苗体外抗肿瘤作用的实验中发现,黄芷多糖诱导成熟的DC能够刺激同种异体T淋巴细胞的增殖,T细胞增殖指数随刺激细胞与效应细胞比值的增加而增加;DC与T细胞共培养上

16、清IL-2JFN-7的水平明显增加,并且对时间呈现依赖性;通过致敏DC活化的CTL能显著的杀伤肿瘤细胞,并随着效靶比的增加杀伤作用增强。提示黄茂多糖可在体外诱导DC成熟,并促进其抗原提呈能力,有效活化CTL,增强机体的抗肿痛作用,为中药参与肿瘤生物治疗提供了理论依据°2.3DNA疫苗DNA疫苗又称基因疫苗(geneticvaccine),是利用基因工程技术将编码肿瘤特异性抗原的DNA片段结合于重组病毒或质粒DNA等表达载体上,再将肿瘤疫苗接种于体内,使其表达出所需抗原,进而诱导机体产生特异性免疫应答:。将编码有目的抗原的质粒DNA经皮内或肌肉注射是一种简单而有效的免疫治疗方案。DNA

17、注入体内后经由细胞摄取,进入细胞核并以转录激活形式存在,最终基因表达量与转染细胞数量成正比。由于质粒DNA很少能够进入细胞内并定位于细胞核上,并且组织内APC周围缺乏炎症反应的必要条件,加之缺少共刺激分子激活T淋巴细胞,所以单纯的注射质粒DNA所引起的机体免疫应答不能令人满意。因此,进一步优化DNA疫苗策略是非常有必要的,包括免疫时间,免疫剂量,给药方式以及合适的佐剂配伍。Vical公司利用质粒与脂质体混合的方法设计了一种肿瘤疫苗Allovectin-7,将编码HLA-B7和阳微球蛋白的DNA序列装载成一个功能性MHCI类分子复合物,将其直接痛内注射以提高DNA摄入最。在针对III/IV期黑色

18、素瘤患者的临床试验中发现,Allovectin-7可以通过结合MHCI类分子特异性识别转移性黑色素瘤病灶,肿瘤组织活检也可以检测出有细胞毒性T细胞浸润,显示出良好的局部和系统免疫反应,并且具有可靠的安全性,较一线化疗药有明显的临床治疗优势o其作用方式如下:首先,DNA-脂质体诱导机体产生了炎症反应;其次,MHCI复合物增强了机体对肿瘤抗原的提呈作用;再次,MHCI复合物使机体产生异源反应。此外,寻找合适的表达载体、优化免疫方案以及联合其他肿瘤治疗手段是肿瘤治疗必然趋势。24多肽疫苗抗肿瘤多肽疫苗是通过激活机体自身免疫系统,利用肿痛抗原肽诱导机体产生特异性细胞和体液免疫应答,从而抑制肿瘤的生长、

19、转移和复发,达到控制或治愈肿瘤的目的。多肽疫苗具有安全性好和特异性高的特点,但是合成的肽段较小,免疫原性较差,而且只能用于拥有相同人类白细胞抗原(humanleukocyteantigen,HLA)位点的患者。研究显示,多肽疫苗体内抗肿瘤的免疫学机制主要有以下几点:首先,多肽疫苗可以直接结合MHCI类分子,促进CD8T细胞的增殖以及免疫应答反应。其次,有些多肽疫苗含有辅助性T细胞表位,能被DC摄取从而有效的与MHCII类分子结合,激活CD4,T细胞,最终为CD8+T细胞传递杀伤信号。再次.CTL型和辅助性抗肿瘤多肽可以通过物理连接的方式制备疫苗,此类疫苗可同时激活CD8*T细胞和CD4,T细胞

20、,较前两种机制更能产生有效的免疫应答"们。最后,DC激动剂与抗肿瘤多肽共价连接制备的多肽疫苗,能够强烈激活摄取肿瘤抗原的全部DC,从而诱导有效的细胞免疫应答,发挥强有力的抗肿瘤效应0目前,有关抗肿瘤多肽疫苗的研究都在进行中。Waiter等"力在对一种肾细胞癌多肽疫苗IMA901的实验研究中发现,在第一阶段研究中,患者的T细胞免疫反应靶向多种肿痛相关抗原,病情得到了良好的控制,并且有关免疫抑制的调节性T细胞数鼠降低;在第二阶段研究中.Walter确证了疫苗激发的免疫反应靶向多种肿瘤相关抗原,并且患者对其中至少三种肽产生免疫应答反应时生存情况优于其他低应答者。Noguchi等&

21、#39;研发了一种个体化的多肽疫苗,其根据宿主的免疫状态选择与宿主HLA匹配的多肽,最多含有4个。Thomas等小在对黑色素痛的多肽疫苗研究中发现,将即100:209-217位点210处的苏氨酸替换为甲硫氨酸,制备了一种疫苗gpl00:209217(210M),与替换前相比显著提高了与HLA-A2的结合能力,对T淋巴细胞免疫应答的特异性以及MHC分子的亲和力更强,对患者外周血单个核细胞体外的致敏性(peripheralbloodmononuclearcells,PBMCs)更好。宵冰等*在热休克蛋白72(HSP72)-甲胎蛋白(AFP)抗原表位肽复合物抗小泉肝癌Hepal-6细胞免疫的研究中发

22、现,以HSF72-AFP抗原表位肽复合物免疫小鼠,可激发小鼠机体抗肿瘤免疫应答,诱导产生特异性针对AFP肿瘤的细胞免疫,并且针对肿瘤细胞的杀伤效应显著优于单一的多肽疫苗、2.5CTL表位疫苗肿瘤特异性抗原的免疫治疗可以启动肿瘤特异性CTL反应为主的免疫反应,有效的遏制肿瘤的生长和转移。随着对免疫应答机制的的深入研究,人们逐步意识到激发机体免疫应答的是与MHC分子结合的氨基酸短肽,也就是CTL表位,所以寻找以及鉴别肿痛特异性抗原和相应的CTL表位成为肿瘤免疫治疗的关键。范宗江等'在甲胎蛋白CTL表位多抗原肽疫苗对原发性肝癌的抗肿瘤活性的研究中,体外分离培养人类白细胞抗原(HLA)A2.1

23、阳性的健康志愿者外周血和HLA-A2.1转基因小鼠骨髓来源的成熟DC,用DC负载多肽疫苗,体内外诱导效应细胞,并采用标准4h55Cr释放实验和酶联免疫斑点技术(ELISPOT)检测CTL活性。研究结果表明,AFPMAP诱导的CTL反应强于相应单肽诱导的CTL反应,对AFP阳性且HLA-A2.1相匹配的肿瘤细胞具有明显的杀伤效应;对AFP阴性的肿瘤细胞不具有杀伤效应。范艳等为在一项研究中成功构建了H-2"限制性WT1蛋白CTL表位肽的表达载体,并使其在293T细胞中表达。随后又将其制备CTL表位疫苗并免疫小鼠,结果发现疫苗特异CTL具有杀伤肿瘤细胞的作用,为WT1肽疫苗抗肿痛效应的提高

24、提供了新的思路。26靶向肿痼新生血管疫苗肿瘤免疫治疗的靶点除了肿瘤相关抗原以外,还包括了肿瘤新生血管c靶向肿痛新生血管疫苗主动免疫治疗方法,可以激发机体产生靶向肿瘤血管的免疫反应,抑制肿痛血管的生成,拮抗肿瘤细胞生长和转移,能够有效克服单克隆抗体和小分子受体抑制剂等抗血管生成药物用药昂贵,易产生耐受以及副作用多的缺点,是对肿瘤免疫治疗的一个有益补充。中国学者魏于全首次报道采用多聚甲醛固定的内皮细胞作为抗原制备内皮细胞疫苗,并将该疫苗免疫小鼠,激发小鼠产生靶向肿瘤新生血管的免疫反应,通过控制肿瘤血管新生达到控制肿瘤生长的目的,研究表明内皮细胞疫苗能有效的克服机体对自身血管抗原的免疫耐受,是对肿瘤

25、免疫治疗的有效方法)。然而,日本学者OKaji等F在临床实验中发现,仅以人脐静脉内皮细胞(humanumbilicalveinendothelialceU.HUVEC)作为抗原制备的全细胞疫苗在治疗性免疫中引起的免疫应答是有限的,抗肿瘤效果不能完全令人满意,提示我们需要寻找合适的佐剂以优化当前的内皮细胞疫苗治疗方案。徐茂磊等:"-30】在对内皮细胞疫苗治疗方案的探索中开发了一种以HUVEC为抗原,以OK432或N&为佐剂的新型内皮细胞疫苗,该疫苗与单独的HUVEC疫苗相比更易激发机体强烈的免疫应答,对诸如小鼠H22肝细胞癌、EAC乳腺癌以及B16F10黑色素瘤等肿瘤显示出良好

26、的治疗效果。MinoruTanaka等叫在HUVEC疫苗对复发性胶质母细胞痛患者的治疗作用的临床研究中.将患有夏发性胶质母细胞痛的病人作为研究对象分别皮下注射HUVEC疫苗并对无恶化生存期和总生存期进行检测。结果显示,此疫苗能明显延长肿瘤倍增时间,降低肿瘤生长率;并且在治疗过程中没有出现严重的不良反应。3展望近年来,有关肿瘤疫苗的研究不断升温,其在临床上的应用越来越广泛,在众多的疫苗形式中,DC疫苗在临床前以及临床研究中尤其显示了良好的抗肿瘤效应。由于肿痛抗原的免疫原性较弱,引起机体免疫应答强度有限,故而如何增强疫苗的免疫原性、克服肿瘤的免疫逃避、诱导高效免疫应答仍然是是肿瘤疫苗研究的核心问题

27、。靶向肿瘤新生血管的疫苗是肿瘤疫苗研究的另一个新热点,该类疫苗可以通过抑制肿瘤新生血管达到防止肿瘤的转移和复发的作用,是对肿瘤疫苗免疫治疗策略的一个有益补充。然而,肿瘤的发病机理复杂,单一治疗手段起到的治疗效果有限,多靶点、多手段的联合治疗方案已被证实是肿瘤临床治疗的发展方向,这提示我们可以将肿瘤疫苗与手术切除、放化疔等传统治疗方案有益联合,双管齐下,有望在肿瘤临床治疗中发挥更大作用。【参考文献】1Couzin-FrankelJ.CancerimmunotherapyJ.Science,2013,342(6165):1432-1433.2 ElertE.CallingcellstourmsfJ

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