14.6 其他疫苗接种的形式
DC细胞是否能有效地将抗原通过HLA I类和II类分子进行呈递对于治疗性疫苗的治疗效果能否成功具有十分重要的意义。
除了SLP(合成的长肽),DNA和RNA也可以作为诱导治疗性T细胞反应的有效方式。DNA疫苗通常是通过电穿孔法进行接种(如两种针对由高危HPV16引起的病变的治疗性疫苗)。而对于RNA疫苗接种,能在阳离子脂质体中传递肿瘤抗原编码的RNA,就是一个成功的RNA平台。
同时,治疗性疫苗也可以利用病毒载体,虽然病毒载体自身包含的载体序列与插入的肿瘤抗原之间存在抗原竞争,但这个问题可以在一定程度上通过使用两种不同的病毒载体启动和增强来克服。免疫反应与插入的肿瘤抗原在增强水平上发生交叉反应,但不像针对前列腺特异性抗原(PSA)的治疗性疫苗PROSTVAC那样在载体水平上发生交叉反应。
有趣的是,在有关恒河猴HIV的实验中,由HIV的抗原保守序列编码的复制能力极强的痘病毒(NYV AC-C-KC)启动SLP后,可以有效地增强CD4+和CD8+T细胞免疫反应。
14.7 SLP疫苗的效果取决于有效佐剂的添加
虽然SLP很容易通过树突状细胞的MHC I和II类途径进行提呈,但树突状细胞还需要一种强力的佐剂将其激活成为成熟的树突状细胞,该佐剂不仅表达适当的HLA肽复合体,还可以诱导效应性和记忆 性CD4+和CD8+T细胞产生反应所需的共刺激分子。
当前有该作用的佐剂有Poly I:ClC(TLR3配体)、CpG(TLR9配体)、弗氏不完全佐剂(如:Montanide ISA-51或干扰素基因刺激蛋白(STING)激动剂)。
通过共价偶联将TLR配体(如CpG或Pam3Cys)连接到SLP上,可进一步增强SLP疫苗的效果。
14.8 SLP疫苗在癌前疾病患者中的临床疗效
接种SLP疫苗后似乎非常有效地根除了由高危HPV16引起的癌前病变,大约50%的宫颈癌和大多数HPV阳性的头颈癌是由HPV16引起的。我们在对一种由HPV16引起的外阴癌前疾病——外阴上皮内瘤变的研究中,诱导强烈的CD4+和CD8+T细胞反应后,给患者以每肽300μg的剂量混合矿物油佐剂Montanide ISA-51进行皮下注射了一种包含13个重叠的长肽(25-35个氨基酸长,共同覆盖了HPV16 E6和E7癌基因结合蛋白的257个氨基酸的全部序列)的疫苗。结果发现超过50%的患者病变局部消退或完全消退。
此外,我们观察到疫苗诱导的T细胞反应的强度与临床反应之间存在高度显著的相关性。我们在VIN病人中也发现了类似的结果。由此我们发现由疫苗诱导的T细胞反应和临床反应之间存在强烈的相关性。但是在宫颈癌患者中,同样的疫苗却不具有免疫性,并且在宫颈癌晚期(复发、转移)患者中无法表现出良好的临床效果,这表明这些患者的免疫功能受损,需要额外的联合治疗。
14.9 治疗性SLP疫苗在癌症患者中的临床疗效需要借助联合治疗来克服肿瘤对T细胞的抑制
如果杀伤性T细胞不能立即完全清除癌细胞,可能就会出现一种慢性的情况,即由于持续的T细胞反应会导致肿瘤处于潜伏期。Schreiber及其同事将其描述为肿瘤细胞和免疫系统之间的平衡。最终,肿瘤可能通过各种机制实现免疫逃逸。
肿瘤微环境中没有出现强大的效应T细胞和记忆T细胞反应是肿瘤实现免疫逃逸最常见的原因之一。相反,在典型急性病毒感染中往往会有强烈的T细胞反应,是因为急性病毒会刺激病毒立即产生一系列信号,这些信号能强烈激活先天和获得性免疫系统。许多由致癌病毒引起的癌症是由于机体长期(或多年)持续感染该癌症相关的病毒(如HPV或HBV)。
慢性持续性病毒感染会通过许多免疫逃逸机制来破坏先天免疫和获得性免疫,以实现其在机体内的持续性感染。
此外,T细胞宿主防御机制通过调节T细胞检查点来避免超敏反应,从而适应慢性持续感染。如果这种持续感染的病毒碰巧具有致癌特性,这必然会造成极其可怕的后果。
持续的T细胞反应和癌细胞之间的相互作用,通常会使肿瘤细胞通过减弱机体的T细胞反应而实现逃逸。例如,从抗原特异性的肿瘤浸润性T细胞中释放的干扰素γ可诱导癌细胞表达PD-L1。
肿瘤细胞对干扰素γ的反应性丧失是最危险的T细胞免疫逃逸机制之一,其详细机制是通过下调β2微球蛋白使得癌细胞的HLAI类表达完全丧失,β2微球蛋白是细胞表面表达HLA I类分子的必要分子。
幸运地是,这种情况比较少见。在大多数情况下,许多针对免疫逃逸的疗法是可行的。例如,T细胞固有免疫功能抑制可能不仅仅是因为PD-1与PD-L1抑制,还可能是其他机制,如egr2驱动的表达以及LAG3和4-1BB(CD137)的抑制。
通过抑制LAG3和应用针对4-1BB的激动型抗体,可以提高杀伤性T细胞的活性。倘若抗原失去免疫原性,完全抗原等级中的第二抗原可以代替完全抗原等级中的第一抗原来刺激T细胞反应,特别是在接种抗原疫苗或阻断其对应的PD-1检查点之后。
这个例子说明,在许多非自体排斥的免疫原性肿瘤中,可能不能够自主的产生足够的T细胞和肿瘤相关抗原。同样,小鼠体内的HPV16E6/E7阳性肿瘤不会自发产生肿瘤浸润淋巴细胞(TIL),即使肿瘤表达了抗原,TIL也不会渗透和杀伤肿瘤。
然而,将顺铂或卡铂和紫杉醇的化疗与HPV特异性SLP疫苗相结合,能够产生肿瘤浸润性HPV特异性TIL,从而完全杀伤肿瘤。
这种类型的化学免疫治疗的作用机制有很多种,包括免疫原性细胞死亡导致DC的激活,肿瘤坏死因子-α协同性细胞凋亡,疫苗诱导的TIL与顺铂的联合,以及耗尽过多免疫抑制性单核髓系细胞。
此外,与治疗性疫苗联合使用的治疗方案还有与免疫检查点抑制剂的联合治疗(特别是抗PD-1检查点疗法。)
治疗性疫苗和抗PD-1抑制剂之间的协同作用已经在之前的一些临床模型中提到过。携带黑色素瘤相关抗原的DC疫苗可能与CTLA-4阻滞剂ipilimumab在介导晚期黑色素瘤患者的临床反应方面起协同作用,但这一观察结果仍需要在随机研究中得到证实。
此外,也报道过治疗性疫苗与激动性单抗之间有协同作用:抗CD27、抗CD40、抗CD134(抗OX40)或抗CD-137(抗4-1BB)。
此外,针对细胞因子IL-10、转化生长因子β和IL-6的抑制性单抗也已被联合使用过。Fig. 14.2 概述了目前几种热门的治疗性疫苗联合疗法。
最近,我们在对晚期(复发或转移性)宫颈癌患者进行的预试验中显示,在Montanide佐剂的作用下,接种与卡铂和紫杉醇化疗相结合的SLP疫苗,在HPV16中可以诱导更强烈的T细胞反应。
其中化疗起到了免疫调节剂的作用,虽然T细胞的数量和功能不受这种化疗组合的影响,但在所有患者中可以观察到抑制性单核髓系细胞的水平在第二个化疗周期的第二个星期下降到健康水平。在该时间点给予单剂疫苗后,可导致HPV16 E6/E7的T细胞应答比没有定时化疗的前一次试验规模更大,反应更强烈。
基于这些观察,我们现在已经结束了对70名晚期(复发或转移)HPV16+宫颈癌患者的临床试验。在这项试验中,HPV16 SLP疫苗的三剂疫苗中的第一剂ISA101,在PBMC中单核髓系细胞计数的最小值(即第二个化疗周期后2周)再次接种,随后可以观察到疫苗诱导的HPV16特异性T细胞反应的强度与患者的总体生存之间存在高度显著的相关性。

Fig. 14.2 疫苗与免疫调节剂协同作用,是一种有效治疗癌症的联合治疗方法。
(a)癌症微环境中抑制T细胞反应的细胞包括肿瘤相关巨噬细胞(TAM)、骨髓来源的抑制性细胞(MDSC)和产生IL-10的粒细胞。此外,在这种环境中会释放一些免疫抑制细胞因子和趋化因子。并且一氧化氮和IDO酶可能会进一步加剧免疫抑制。
(b)与使用免疫调节剂的单一疗法相比,疫苗激活了更多的特异性杀伤T细胞,增加了治疗成功的机会。
(c)SLP疫苗可将“冷”肿瘤微环境(无T细胞浸润性)转变为“热”肿瘤微环境(T细胞浸润性)。免疫调节剂可以根据每个癌症患者的需要,以多种方式消除免疫抑制的肿瘤微环境。因此,将疫苗和免疫调节剂协同作用,可以实现有效的癌症治疗。
14.10 前景
直到最近,才发现作为单一疗法的癌症疫苗有治疗癌前疾病的临床疗效。如果选择正确的肿瘤靶抗原,并结合有效的疫苗平台和适当的佐剂,以及各种检查点抑制剂或激动性单抗联合治疗,其疗效是非常好的。
最好的靶抗原显然是在癌症中由病毒诱导的病毒抗原或由诱变剂诱导的新抗原。也可以选择过表达或分化的抗原,前提是CD4+和CD8+T细胞有明显的针对所选抗原的谱系。
癌症治疗性疫苗可以很好地治疗因T细胞反应弱而导致“冷”肿瘤微环境的患者。许多患者在接种治疗性疫苗后,充足剂量的疫苗可能会诱导肿瘤特异性T细胞渗透到肿瘤中,并将其肿瘤微环境转变为“热”肿瘤微环境。
虽然单靠治疗性疫苗不太可能起到十分有效的临床反应,但如果把它与其他抗癌药物一起联合治疗可能会取得不错的疗效。这些联合的抗癌药物副作用也相对较少,联合使用更能增加其疗效。
其中最具吸引力的组合之一是将治疗性SLP疫苗与化疗/抗PD-1抑制剂/CTLA-4抑制剂/抗PD-1和CTLA-4检查点抑制剂结合使用。针对肿瘤中关键点突变产生的新抗原的SLP疫苗目前来说是个不错的选择。
本文由Oncolab微信公众号翻译整理自Oncoimmunology: A Practical Guide for Cancer Immunotherapy,仅用于学习交流使用,如需购买原版书籍可点击阅读原文购买。
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