周彩存教授：肺癌疫苗的研究进展
同济大学附属肺科医院肿瘤科 周彩存
周彩存 教授
摘要 肿瘤疫苗是肺癌非常有吸引力的靶向治疗策略之一，尤其适用于完全切除术后患者的辅助治疗。采用多肽、基因和树突状细胞等方法来免疫肺癌患者，在I/II期临床试验中已观察到免疫反应和肿瘤的缓解；尤其是MAE-A3 和MUC1抗原的免疫治疗能改善患者生存，而且不良反应非常轻微。目前正在进行国际多中心临床研究进行验证。
关键词 肺癌；免疫治疗；疫苗
肿瘤疫苗在肺癌是有吸引力的靶向治疗，尤其适用于完全切除术后患者的辅助治疗；它的低风险性和合理性尤其引人注目。尽管其疗效尚未得到III期临床试验的证明，但一些II期临床试验的确发现肿瘤疫苗在肺癌治疗中有较好的疗效，且不良反应轻微。本文就肺癌疫苗研究现状，综述如下：
一、 肺癌抗原
理想的免疫治疗抗原靶点是那些在肿瘤细胞高度或异常表达，并且在肺癌中普遍存在的。肺癌抗原主要可分为下列4 大类：1)肿瘤和同细胞系正常组织均表达的分化抗化。Gangliosides 是肺癌常见的主要分化抗原；也存在于生长和发育组织，尤其是神经上皮来源的细胞。它们在许多恶性肿瘤中通常异常表达，包括多数小细胞肺癌(SCLC)。该家族包括GM2、GD2、GD3、9-O-acetyl GD3和Fucosyl GM1(Fuc-GM1)等。2)癌睾丸抗原(CTA)，是肿瘤共有的，它在正常组织中不表达。CTA包括MAGE、GAGE、BAGE和NYESO-1。3)突变抗原，是肿瘤特异性的；正常组织中不存在；包括p53、K-ras、alpha-actin和 EGFR νIII，是肿瘤免疫治疗很好的靶点。4)正常细胞过度表达的抗原，但癌细胞中表达水平更高；Her2/neu、survivin、MUC-1、CEA 和WT-1；他们在其它肿瘤也有表达。根据疫苗抗原的来源，又可分为自体抗原和同种异体抗原。自体抗原一般是利用原位癌或者手术切除的肿瘤细胞制成疫苗, 包括有肿瘤细胞疫苗、肿瘤溶解产物疫苗、肿瘤DNA疫苗, 该类抗原的制作需要大量的自体肿瘤细胞，从而限制了它的临床发展。同种异体抗原可以克服这一缺点, 其来源包括有同种异体肿瘤细胞株抗原、重组蛋白抗原(包括基因工程蛋白)和合成肽。
二、 免疫识别与耐受抗原特异性免疫反应依赖于患者淋巴组织抗原的呈递。当接触抗原后，抗原呈递细胞(APC)消化抗原蛋白成小的多肽，然后呈递到APC表面HLA I型和II型分子上。根据抗原种类或抗原来源和细胞因子环境，Ⅱ型多肽可剌激抗原特异性CD4+ T细胞(T辅助细胞Th1)释放IL-2和IFN-γ。抗原特异性CD8+细胞毒性T淋巴细胞在Th1 细胞因子剌激后与APC上I型抗原结合。此外，Ⅱ型抗原结合可能诱导不同T细胞表型(T2 辅助细胞，Th2)释放IL-4和IL-10，与B细胞相互作用，诱导抗原特异性的抗体产生。Th2 相关细胞因子往往抑制Th1 介导的反应。
在肺癌病人中肿瘤相关抗体和抗原特异性CTL的发现提示免疫系统可以将肺癌细胞与正常细胞区分开来。但是，免疫系统通常缺乏能够消灭已经发展起来的疾病。免疫调节是肿瘤耐受的基础，即不能产生足够抗肿瘤免疫反应。Th2 细胞因子、APC senescence和调节T细胞通过抑制CTL对癌细胞的反应，而最终促进肿瘤的生长。多数肿瘤也具有免疫逃避的机制。一些肿瘤细胞通过下调HLA I型分子或过度表达B-H1(T 细胞受体PD-1 的配体，负性调节T 细胞活化)来逃避免疫杀伤；瘤细胞还可以表达FAS 配体，下调其表面FAS受体。免疫调节、免疫耐受和免疫逃避是对免疫治疗成功与否的挑战。主动免疫治疗的目标是增强抗原识别，增强免疫效应机制，降低免疫抑制机制。
三、 肺癌的主动免疫
肿瘤抗原的识别是主动免疫治疗关键。直接应用肿瘤抗原的方法称之为疫苗；其它方法有非特异性剌激免疫细胞反应或减弱免疫抑制反应。主动免疫的目标是诱导CTL对抗原呈递细胞表面HLA I型分子上肿瘤抗原的识别；活化CD4+辅助T细胞，发挥免疫记忆功能。疫苗诱导抗体反应通常对癌症治疗无帮助；但是，针对生长因子或生长因子受体的抗体是个例外，其疗效在临床上已经得到证实。
四、 肽/蛋白疫苗
多肽疫苗主要包括癌基因、抑癌基因突变肽疫苗和病毒相关疫苗。已有人构建WT1、MAGE-A3、TGF、MUC1疫苗、p21 突变肽、EGF突变肽、VEGF肽等疫苗，对肺癌的防治起到了一定的作用(表1)。
WT1(Wilms 肿瘤基因) 是一种肿瘤特异性免疫治疗的靶抗原, 但临床上WT1 肽疫苗并产生治疗作用。Oka 等进行WT1 肽疫苗辅以ISA 51 佐剂治疗晚期NSCLC的I-II期临床试验，发现使用佐剂ISA51后, 13/23 例产生了针对WT1 特异性的免疫反应；11 例临床有效的患者中8 例检测到免疫反应，提示临床疗效可能与免疫反应有关。
MAGE-3 是肿瘤细胞广泛表达的一种睾丸抗原蛋白，大约35%的NSCLC 表达该蛋白。Atanackovie等采用重组MAGE-3 蛋白免疫NSCLC患者，成功地诱导产生CD4+和CD8+T淋巴细胞，并检测到相应抗体的产生，表明该蛋白疫苗有良好的临床应用前景。Vansteenkiste在43 届ASCO 会议上发表的一项多中心、随机双盲安慰剂对照的重组MAGE-A3 辅助治疗完全切除的MAGE 阳性表达的IB-II期NSCLC的II期临床研究，发现与安慰剂组相比, MAGE-A3 组无疾病区间 (DFI)、无疾病生存期(DFS)和总体生存(OS)的HR分别为0.74 (95% CI 0.44-1.20, P=0.107)、0.73 (95% CI 0.45-1.16)和0.66 (95% CI 0.36-1.20)；目前正在进行的III 期临床试验来验证这一结果。Atanackovic 等对于曾接受MAGE-A3 联合佐剂AS02B 或单独MAGE-A3 辅助治疗后2 年仍然无病生存的NSCLC患者，再次予以MAGE-A3 联合AS02B强化治疗, 测定患者的血液抗体以及细胞免疫功能，观察到曾接受AS02B治疗患者的免疫功能明显增强，提示他们体内存在长期B和T记忆细胞；因此应用MAGE-A3 进行免疫治疗时应联合应用AS02B。
Neninger 报告了EGF 疫苗治疗一线治疗后的晚期NSCLC 的II 期临床研究。在0、7、14、21 和51天皮下注射EGF 50ug，以后每月注射一次；69%的治疗组抗体滴度达到基线时的2倍，而最佳支持治疗组只有23%患者抗体滴度有增加；治疗组的中位生存期为8.47 月, 最佳支持治疗组只有4.33 月, 差异达到显著性，P=0.028。
五、 基因治疗疫苗
将抗原cDNA和辅助基因cDNA转染细胞，使其表达产物直接作用于免疫细胞，诱导产生免疫反应，以提高机体抗瘤能力(表2)。
在4 个I/Ⅱ期研究中共有130 例NSCLC病人接受治疗。基因转导采用不同的载体；2 个采用体内策略和另2个采用体外策略。有1 项研究评价异体腺癌细胞株(AD100)转染了B7.1(CD80)(属于共剌激分子)，使肿瘤细胞能够呈递抗原。同时给这个细胞株转染了HLA -A1 或A2，以用于相应HLA类型患者；疫苗细胞可以直接将抗原呈递到T 细胞。AD100 溶解或死亡产物会释放肿瘤抗原，继而被职业性抗原呈递细胞加工，呈递到T细胞表面。19名患者接受了每2周皮下注射 1次疫苗的治疗，共3 个疗程。结果显示，3 个疗程后 18 名患者均可测出CD8细胞反应。6 例存活的患者中CD8反应持续150 周，甚至在停药后仍有反应。全组平均生存时间为18 个月，有反应的患者1、2 和3 年生存率分别为52％、30％与30％。除1 例外，其它病人均检测到CD8免疫反应。
Gvax 疫苗由美国细胞基因系统工程公司(Cell Genesys) 研制。研究人员首先从患者切除的肿瘤中分离并培养癌细胞，转染粒细胞集落刺激因子，并在其中添加能刺激免疫系统产生抗体的基因；最后将这些基因修饰过的细胞进行辐射处理，制成肿瘤疫苗。Nemunaitis等报道 GM-CSF基因转染自体或同种肿瘤疫苗(Gvax)对晚期NSCLC患者的免疫刺激作用。肿瘤取自83例 NSCLC患者；43 例患者完成实验(早期10 例，晚期33 例)。患者接受6 次接种(每2 周 1次)，共 3 个月；结果表明，Gvax 免疫接种耐受性好，33 例晚期患者中3 例(9％)和2例肺泡细胞癌获得完全缓解(持续61.8 月和≥22月)，平均缓解时间17.8月；总体平均生存期为 11.6月。疫苗接种后，GM-CSF高表达的患者生存时间明显延长。10 例早期肺癌患者手术后接受疫苗治疗，7例患者的无病生存期达到16 个月。
Biobira 公司最近研制了一种新的疫苗 BLP-25，是以抗粘液性相关糖蛋白(MUC-1)和 IL-2 所构建的肺癌疫苗。MUC-1 是一种表皮粘蛋白，在肺癌等多种肿瘤细胞表面有 MUC-1 的异常高表达和糖基化，MUC-1 还能掩盖肿瘤细胞抗原，逃避免疫细胞的识别。Soulieres 等进行了一项I-Ⅱ期的临床试验，评价经根治性放化疗获得疾病控制的ⅢA /ⅢB期NSCLC 的患者，采用L-BLP25 治疗的疗效和安全性。共入组16 例；至今未观察到3-4度的不良反应，临床疗效好。目前正在开展全球多中心的Ⅲ期临床研究来进一步的评估L-BLP25 的疗效。
另有MVA-MUC1-IL2(TG4010)疫苗携带MUC1 和IL2 的cDNA,来诱导T 细胞活化。ALVAC(CEA/B7.1)通过B7.1 T细胞共同刺激因子来诱导T细胞活化，这些研究均产生了抗原特异的免疫反应,并观察到临床疗效。
六、 树突状细胞型疫苗
DC就是一种高度专职化的主要抗原递呈细胞，在诱导针对相关肿瘤抗原的高效、特异的T细胞应答中起到关键作用。DC也是天然的免疫佐剂，具有重要的免疫调节功能。将 DC与肺癌细胞融合，利用基因工程技术将肺癌抗原基因、细胞因子基因导入或修饰 DC，而进行 DC免疫、DC 细胞治疗、DC 免疫一基因治疗等，成为肺癌肿瘤疫苗发展方向之一(表3)。
Itoh 研究了肿瘤疫苗联合 DCs 和 HLA-A24 限制性CEA 衍生肽治疗肿瘤的可行性和有效性。18 例表达CEA 的转移性胃肠癌或肺癌(HLA-A24阳性)患者参加了该项研究。DCs 取自病人自身外周血单核细胞。产生的 DSs经 CEA-衍 生 肽 及 HLA-A24 -限 制 性 9-mer 肽(CEA652)冲击，然后皮下注射，每2周 1次。实验发现患者耐受性好；部分患者疾病长期稳定，CEA明显下降。在大多数临床治疗有效的病人，皮肤对 CEA652 反应阳性(延迟皮肤过敏反应试验)，体外CTL 对CEA652 肽有反应；提示CEA652冲击的 DCs 进行主动免疫对某些转移性肺癌患者有效。Fong 等合成 CEA605-613 寡肽，将610 位点突变，然后致敏DC，与Fit3 联合应用。治疗了16例血清高水平CEA 的结肠癌与NSCLC患者，发现该突变的CEA605-613肽段在体内能诱导特异性抗CEA 阳性肿瘤细胞的CTL反应，且副作用较低。
Soares等比较了MUC1多肽冲击DC与MUC1多肽直接免疫小鼠后在转MUC1基因小鼠体内的抗肿瘤免疫反应，发现前者可诱发更为强烈的抗肿瘤CD8 -T细胞排斥反应。较之前述的以肿瘤细胞裂解物或抗原肽冲击DC制备疫苗，将编码肿瘤抗原的cDNA转入DC，使之被持续致敏，则又前进了一步。Chiappori等使用p53 转导的DC细胞免疫治疗广泛期SCLC的II期临床研究；对于ED-SCLC接受常规化疗后微小PD 或更好疗效的患者给以p53-DC疫苗； 每次用量2-5×106 p53-DC，1次/ 2 周，共3 次；结果显示52.4%的病人获得了特异性的针对P53 的免疫反应；27.7%的病人疾病稳定；而PD 的病人接受二线化疗时, 45%的病人有效，提示p53-DC 能够增加肿瘤细胞对后续化疗的敏感性，延长患者的生存期。但 p53 基因突变方式多样，限制了它作为特异性靶向抗原的治疗效果。
ras 原癌基因编码一种含189 个氨基酸残基的蛋白质，通常称 P21。ras 基因可通过编码区的错义突变和原癌基因的扩增及过度表达被激活，其中最常见的是错义突变。ras基因突变发生在多种类型肿瘤的实质部分，相对应的抗原决定簇也被发现存在于多种肿瘤组织。肺癌中ras突变的检出率约25%～48%，在肺腺癌中更高。ras基因有较为一致的突变热点 (12、13、61密码子)；肺癌中以12位点突变最常见。突变的ras基因产物有抗原性，可以诱发MHC限制性CD8和CD4。T细胞的活化，从而产生相应的免疫应答。
七、 核酸疫苗
核酸疫苗被称为第3 代疫苗，包括DNA 疫苗和RNA疫苗，由能引起保护性免疫反应的抗原基因片段及其载体构建而成。从患者细胞中提取少量 DNA注入患者体内，可高表达相应抗原，被树突状细胞(DC)摄取并致敏DC后，可激发高效的细胞和体液免疫，引导其它细胞继续产生反应，而且能介导CTL效应，从而抵抗同源肿瘤细胞的接种。与以往的多肽／蛋白质抗原一样，DNA疫苗也可加入免疫佐剂，来增强免疫反应。
RNA 疫苗比DNA 疫苗有更多的优点：由于总RNA 或mRNA 的使用，不必知道纯化的肿瘤抗原的分子特性；几乎没有整合人宿主细胞基因组的风险；可以用于分裂后或静息期细胞。RNA疫苗所使用的甲病毒载体又被称为复制子，保留了编码病毒复制酶的非结构蛋白基因，可以促进载体RNA在胞浆内的高水平扩增、表达。
Niethammer 等制备了含人CEA的DNA疫苗，在C57BL／6 小鼠体内打破了外周血T细胞对稳定表达人CEA的Lewis肺癌的免疫耐受。他们将该DNA疫苗给小鼠管饲，在小鼠体内诱导出相应的MHC-I类限制性肿瘤保护性免疫，完全抑制了皮下移植瘤的生长，并预防了肺部转移的发生。
总之，肺癌疫苗是一个非常有前途的靶向治疗措施，理论上是可行的，合理的。到目前为止，一些临床试验证实疫苗是安全的，尽管确切的临床疗效有待确立，但是一些I/II期临床试验的确见到临床疗效和部分患者生存期的改善。随着肺癌疫苗标准制备工艺、评价疗效方法等的建立，将来肺癌疫苗必将在肺癌综合治疗中发挥重要作用。
编辑: blue 作者:丁香园通讯员
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