前言

腫瘤細(xì)胞中發(fā)生的突變可以產(chǎn)生新的自身抗原表位，稱(chēng)為新表位或新抗原。基于新抗原而非傳統(tǒng)TAAs的疫苗有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，新抗原僅由腫瘤細(xì)胞表達(dá)，因此可以引發(fā)真正的腫瘤特異性T細(xì)胞反應(yīng)，從而防止對(duì)非腫瘤組織的“脫靶”損傷。第二，新抗原是源于體細(xì)胞突變的新表位，它有可能繞過(guò)T細(xì)胞對(duì)自身表位的中心耐受，從而誘導(dǎo)對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)。此外，這些疫苗增強(qiáng)的新抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)持續(xù)存在并提供治療后免疫記憶的潛力，這為長(zhǎng)期預(yù)防疾病復(fù)發(fā)提供了可能性。

到目前為止，已有100多項(xiàng)新抗原癌癥疫苗的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行或已完成。然而，這些治療性疫苗試驗(yàn)還沒(méi)有顯示出明顯的臨床益處，直到最近的兩項(xiàng)試驗(yàn)——黑色素瘤的NCT03897881和胰腺癌的NCT04161755——報(bào)告了延長(zhǎng)的無(wú)復(fù)發(fā)生存期（RFS）。盡管有這些臨床療效的初步證據(jù)，但在新抗原癌癥疫苗能夠充分發(fā)揮其臨床潛力之前，仍必須解決一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

新抗原疫苗的免疫原性

迄今為止，許多新抗原靶向癌癥疫苗已進(jìn)入臨床試驗(yàn)，其中包括基于肽、DNA、RNA、腺病毒和樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）的疫苗，其中50%以上的試驗(yàn)使用合成長(zhǎng)肽（SLP）加佐劑組合。盡管這些疫苗引發(fā)了針對(duì)癌癥相關(guān)靶點(diǎn)的T細(xì)胞免疫，但仍然存在的一個(gè)主要問(wèn)題是它們的總體免疫原性較低。

通常，在這些試驗(yàn)中引發(fā)的新抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)，特別是細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞（CTL）反應(yīng)，在直接活體檢查患者外周血時(shí)是檢測(cè)不到的或非常小。在這類(lèi)研究中，一種常見(jiàn)的做法是報(bào)告體外擴(kuò)增后測(cè)量的新抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)。而一般的病原體特異性疫苗，如黃熱病減毒疫苗（YFV-17D疫苗）和牛痘病毒活疫苗（Dryvax天花疫苗）都能引發(fā)強(qiáng)大的終身免疫，針對(duì)單個(gè)表位的病毒特異性效應(yīng)CTL反應(yīng)約占血液中總CTL的10-20%。所以毫不奇怪，這些新抗原癌癥疫苗沒(méi)能提供足夠的臨床益處。

目前新抗原疫苗的免疫原性較低，很可能是由于新抗原的內(nèi)在特征、它們提供的低抗原載量及其次優(yōu)的免疫刺激能力。此外，在新抗原疫苗臨床研究中經(jīng)常被忽視的一個(gè)方面是T輔助細(xì)胞2（TH2）免疫的誘導(dǎo)，這種反應(yīng)主要通過(guò)中和抗體來(lái)防止病原體感染和傳播，但不能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)病原體的清除。然而，在癌癥疫苗開(kāi)發(fā)的情況下，最佳抗腫瘤反應(yīng)通常涉及新抗原特異性TH1細(xì)胞和CTL，但不涉及TH2免疫。TH2細(xì)胞在腫瘤環(huán)境中的保護(hù)作用仍然存在爭(zhēng)議，因?yàn)樗鼈兛梢灾С指�多的抗炎和耐受反�?yīng)，從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。由于胸腺中T細(xì)胞對(duì)自身抗原的陰性選擇，新抗原特異性T細(xì)胞受體（TCRs）的親和力往往較低，這種低TCR親和力通常傾向于使免疫偏向TH2型而不是TH1型免疫應(yīng)答。因此，通過(guò)用疫苗佐劑的特定組合進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)以獲得最佳抗腫瘤反應(yīng)可以避免或克服這些缺點(diǎn)。

新抗原的選擇瓶頸

任何疫苗的效力都取決于其抗原的質(zhì)量和免疫原性，新抗原疫苗也不例外。二代測(cè)序（NGS）為個(gè)體腫瘤和個(gè)體患者提供了前所未有的基因信息。這使得能夠通過(guò)生物信息學(xué)分析和MHC-肽結(jié)合預(yù)測(cè)算法來(lái)預(yù)測(cè)潛在的新抗原肽。目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多生物信息學(xué)方法來(lái)預(yù)測(cè)新抗原肽。然而，這些生物信息學(xué)方法的效率仍然存在爭(zhēng)議。在一項(xiàng)對(duì)13項(xiàng)已發(fā)表研究的薈萃分析中，使用的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)的新肽只有<2.7%被患者來(lái)源的T細(xì)胞識(shí)別。

另一方面，依賴(lài)患者已有的抗腫瘤T細(xì)胞免疫來(lái)驗(yàn)證肽靶點(diǎn)的缺陷是，腫瘤細(xì)胞表達(dá)和呈遞的一些新肽可能無(wú)法在患者體內(nèi)自發(fā)引起T細(xì)胞免疫。根據(jù)這種選擇方法，可能會(huì)丟棄在接種疫苗后特異性誘導(dǎo)保護(hù)性抗腫瘤反應(yīng)的新肽。這種新肽可能由腫瘤或APC上的MHC分子低表達(dá)或低水平呈遞，但如果與強(qiáng)效佐劑結(jié)合，它們很可能具有免疫原性。事實(shí)上，MHC I通過(guò)直接遞呈途徑（在腫瘤細(xì)胞中）或交叉遞呈途徑（在APC中）呈遞的效率顯示出對(duì)抗原性質(zhì)的不同要求。例如，基于插入或缺失的腫瘤突變可以導(dǎo)致多肽序列的移碼翻譯，與野生型對(duì)應(yīng)物幾乎沒(méi)有同源性。隨之而來(lái)的功能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的缺乏使這些新抗原成為有缺陷的核糖體產(chǎn)物（DRiPs），其是快速降解的靶標(biāo)，有效地提供直接的MHC I類(lèi)呈遞途徑。而交叉遞呈已被證明主要依賴(lài)于穩(wěn)定的抗原，而不是DRiPs，這可以解釋為什么移碼新抗原以及其他蛋白質(zhì)穩(wěn)定性降低的突變自身抗原不能充分地啟動(dòng)交叉呈遞反應(yīng)。

突變依賴(lài)性新抗原的另一個(gè)普遍問(wèn)題是在原發(fā)性癌癥中以及在轉(zhuǎn)移性腫瘤中發(fā)現(xiàn)的腫瘤內(nèi)異質(zhì)性和克隆多樣性。腫瘤內(nèi)的基因多樣性表明，并非所有新抗原都是疫苗的良好靶點(diǎn)。優(yōu)選地，癌癥中所有腫瘤細(xì)胞攜帶的主干突變將比分支突變更好地作為疫苗靶點(diǎn)。然而，破譯最普遍的腫瘤克隆所攜帶的真正的干-支突變并非易事。腫瘤的免疫編輯對(duì)最具免疫原性的腫瘤抗原施加免疫選擇壓力，從而使其能夠逃避T細(xì)胞免疫。疫苗靶向的新抗原也可能發(fā)生這種情況，如果使用次優(yōu)的抗原-佐劑組合，腫瘤的遺傳異質(zhì)性和免疫編輯可能會(huì)阻礙新抗原疫苗的效果。表位擴(kuò)散，即T細(xì)胞對(duì)疫苗中未包含的抗原的免疫范圍的擴(kuò)大，可能提供一種針對(duì)這種逃逸克隆的手段。因此，如何在接種新抗原疫苗后最大限度地?cái)U(kuò)大表位傳播是未來(lái)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

從以上可以清楚地看出，免疫相關(guān)新肽的預(yù)測(cè)仍然是開(kāi)發(fā)個(gè)性化癌癥疫苗的主要障礙。確定哪些新肽能夠真正呈現(xiàn)在腫瘤表面的MHC I類(lèi)分子上，哪些能夠有效地由DC交叉呈現(xiàn)，仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

新抗原腫瘤疫苗的設(shè)計(jì)

兩個(gè)經(jīng)常被忽視的重要問(wèn)題如下：最佳的新肽表位是什么？新抗原靶向疫苗需要包括多少個(gè)表位才能發(fā)揮效力？雖然高TCR親和力的高表達(dá)肽足以引發(fā)腫瘤損傷和炎癥，從而導(dǎo)致表位擴(kuò)散和腫瘤消除；然而，這可能不會(huì)發(fā)生在TCR親和力較低的新抗原中，這些新抗原沒(méi)有足夠的免疫原性來(lái)啟動(dòng)T細(xì)胞免疫。

因此，有效疫苗所需的新肽的數(shù)量可能取決于所包含表位的性質(zhì)。針對(duì)重要驅(qū)動(dòng)突變的高TCR親和力新肽，即使在腫瘤突變負(fù)擔(dān)較低的腫瘤中也能提供適度的臨床益處。然而，由于大多數(shù)新肽顯示出低TCR親和力，因此可能需要大量這樣的肽來(lái)觸發(fā)才能達(dá)到高TCR親和力抗原的炎癥水平和表位擴(kuò)散。

新肽的長(zhǎng)度也是疫苗設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要考慮因素。使用可通過(guò)肽交換直接負(fù)載到MHC I類(lèi)分子上的短肽可導(dǎo)致在非APC（如T細(xì)胞）或非免疫細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞或上皮細(xì)胞）的表面上呈遞，這可能導(dǎo)致耐受性并促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。使用依賴(lài)于交叉呈遞的較長(zhǎng)肽可能提供免疫原性優(yōu)勢(shì)。原則上，長(zhǎng)度編碼27個(gè)氨基酸的SLP、RNA或DNA可以包含所有理論上可能的MHC I和MHC II類(lèi)肽，用于14位的單個(gè)突變。

佐劑的選擇

盡管新肽的選擇仍然是疫苗開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要障礙，但另一個(gè)重要問(wèn)題在于疫苗佐劑的效力。新肽疫苗尤其需要佐劑，因?yàn)樵醋阅[瘤突變的新肽通常與自身肽相似，因此TCR親和力較低，而在沒(méi)有佐劑的情況下，肽通常缺乏足夠的免疫原性。

一些疫苗平臺(tái)，如病毒、質(zhì)粒DNA和mRNA疫苗，可以作為其自身的佐劑，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)多種模式識(shí)別受體（PRRs）刺激先天免疫，如Toll樣受體（TLRs）、RIG-I樣受體和cGAS–STING通路。其他平臺(tái)，如基于肽的疫苗，需要外源佐劑來(lái)刺激免疫，這對(duì)于誘導(dǎo)強(qiáng)大的CD4+和CD8+T細(xì)胞反應(yīng)至關(guān)重要。

在過(guò)去的100年里，只有六種佐劑被批準(zhǔn)用于人類(lèi)。這些包括鋁佐劑、水包油乳液角鯊烯佐劑MF59、AS01（其含有單磷酰脂質(zhì)A加皂苷組分QS-21）、AS04（其含有鋁佐劑加單磷酰脂A）、AS03（其含有角鯊烯加維生素E）和合成寡脫氧核苷酸CpG。這些佐劑主要設(shè)計(jì)用于誘導(dǎo)抗體介導(dǎo)的保護(hù)，可以誘導(dǎo)不同程度的TH1型和TH2型混合免疫反應(yīng)。

鑒于新抗原癌癥疫苗需要增強(qiáng)T細(xì)胞反應(yīng)的佐劑，一些最有效的T細(xì)胞免疫刺激分子如PRR激動(dòng)劑，越來(lái)越多的正被測(cè)試用于癌癥疫苗設(shè)計(jì)中的佐劑。CpG-ODNs可以通過(guò)刺激TLR9來(lái)激活A(yù)PC，特別是，K3型CpG-ODN是一種誘導(dǎo)體液和細(xì)胞免疫的強(qiáng)效佐劑。STING激動(dòng)劑也可以作為有效的佐劑，通過(guò)誘導(dǎo)I型IFNs1擴(kuò)增抗原特異性CD8+T細(xì)胞。重要的是，TH2型免疫應(yīng)答也通過(guò)STING激動(dòng)劑增強(qiáng)，而K3 CpG-ODNs和STING激動(dòng)劑的組合可以阻斷TH2型反應(yīng)并協(xié)同誘導(dǎo)TH1型免疫反應(yīng)。

因此，在沒(méi)有TH2細(xì)胞誘導(dǎo)的情況下，鑒定增強(qiáng)疫苗免疫刺激能力以促進(jìn)TH1細(xì)胞和CTL免疫的佐劑，同時(shí)避免毒性增加，仍然是新抗原疫苗的總體挑戰(zhàn)。

接種疫苗后的挑戰(zhàn)

開(kāi)發(fā)有效的個(gè)性化新抗原特異性T細(xì)胞疫苗可能只是產(chǎn)生臨床抗腫瘤療效的第一步。當(dāng)使用新抗原疫苗后，為了使有效的T細(xì)胞誘導(dǎo)疫苗發(fā)揮其完全的抗腫瘤作用，仍然需要克服許多障礙。

免疫系統(tǒng)的可及性

免疫系統(tǒng)與腫瘤直接相關(guān)的兩個(gè)問(wèn)題是：T細(xì)胞無(wú)法識(shí)別逃避免疫的腫瘤，以及免疫抑制性TME對(duì)T細(xì)胞的抑制。

在許多最常見(jiàn)的人類(lèi)癌癥中觀察到MHC I類(lèi)的低表達(dá)，這可能使腫瘤對(duì)免疫系統(tǒng)具有抵抗力。這種MHC I類(lèi)下調(diào)在分子上是由MHC I級(jí)通路上幾乎任何地方發(fā)生的缺陷引起的。在腫瘤進(jìn)化水平上，MHC I類(lèi)下調(diào)是T細(xì)胞免疫介導(dǎo)的克隆選擇的結(jié)果，該克隆選擇有利于缺乏MHC I型表達(dá)的腫瘤克隆逃避T細(xì)胞免疫。

上調(diào)MHC I的策略可能涉及TLR激動(dòng)劑、STING激動(dòng)劑和細(xì)胞因子（即TNF、IL-1以及I型和II型干擾素）。化學(xué)治療劑和電離輻射也可以增加腫瘤中MHC I類(lèi)表面的表達(dá)，但這些方式也可以是免疫抑制的，需要良好的平衡。

在TME中，一旦新抗原疫苗誘導(dǎo)的T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤或引流淋巴結(jié)，許多細(xì)胞就會(huì)抑制和損害其效應(yīng)器功能。這些細(xì)胞包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞、II型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、腫瘤基質(zhì)細(xì)胞（例如成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞）和許多其他細(xì)胞。此外，一些免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子，如IL-10、TGF-β和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF），它們直接抑制T細(xì)胞的激活、效應(yīng)器功能和增殖。除了細(xì)胞因子外，TME中還釋放了許多其他可溶性免疫抑制介質(zhì)，例如吲哚胺2，3-二加氧酶（IDO）及其代謝產(chǎn)物犬尿氨酸或腫瘤釋放的腫瘤代謝產(chǎn)物。

最后，除了TME可以對(duì)T細(xì)胞施加直接免疫介導(dǎo)的抑制外，纖維化和血管化不良還可以在腫瘤內(nèi)形成一個(gè)不利于最佳T細(xì)胞活化或增殖的物理環(huán)境。這些物理?xiàng)l件都會(huì)損害新抗原特異性T細(xì)胞的活性，這突出表明需要新的方法來(lái)調(diào)控腫瘤微環(huán)境以獲得更有效的T細(xì)胞反應(yīng)。

腫瘤可及性

在誘導(dǎo)強(qiáng)大的新抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)后最關(guān)鍵的步驟是腫瘤的可及性。換句話說(shuō)，克服這些T細(xì)胞被排除在“冷”腫瘤之外是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。這種排斥可能是由于多種機(jī)制造成的，包括物理屏障、血管形成不良以及缺乏T細(xì)胞化學(xué)吸引。

癌癥中物理屏障的一個(gè)典型的例子是胰腺導(dǎo)管腺癌，其表現(xiàn)為纖維增生，其特征是廣泛的纖維化和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）沉積。重要的是，T細(xì)胞在腫瘤內(nèi)的遷移和靶點(diǎn)識(shí)別在這種腫瘤中受到物理限制�？朔�這一問(wèn)題的策略可能包括阻斷信號(hào)通路，如TGF-β、骨形態(tài)發(fā)生蛋白、Wnt-β-連環(huán)蛋白以及Hippo和粘著斑激酶信號(hào)通路。在一些癌癥中還觀察到血管形成不良，如胰腺導(dǎo)管腺癌，甚至?xí)�影響藥物輸送�?/p>

T細(xì)胞耗竭和功能障礙

最后，當(dāng)治療性新抗原疫苗引發(fā)抗腫瘤T細(xì)胞免疫時(shí)，這些T細(xì)胞在面對(duì)高腫瘤負(fù)荷時(shí)可能會(huì)功能失調(diào)并耗竭。T細(xì)胞耗竭的特征是效應(yīng)器功能喪失、增殖能力降低、抑制性受體表達(dá)增加和細(xì)胞死亡傾向，這種耗竭是由持續(xù)的抗原和慢性TCR刺激引起的。當(dāng)疫苗誘導(dǎo)的T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤部位時(shí)，預(yù)計(jì)也會(huì)遇到類(lèi)似的情況。如果沒(méi)有任何補(bǔ)救措施，這種T細(xì)胞耗竭將限制新抗原疫苗的益處。將T細(xì)胞誘導(dǎo)與ICB相結(jié)合的治療方案可能是解決這一問(wèn)題的一部分。

晚期和轉(zhuǎn)移性癌癥

仍然存在的一個(gè)問(wèn)題是，新抗原疫苗是否對(duì)晚期疾�。ㄈ绱竽[瘤或轉(zhuǎn)移性癌癥）有效。理想情況下，新抗原疫苗用在轉(zhuǎn)移性疾病之前可切除的小腫瘤，這很可能為患者提供最大的益處，因?yàn)槟[瘤載量低，而免疫力高，可以防止復(fù)發(fā)。

在大腫瘤的情況下，許多已經(jīng)提到的疫苗效力障礙將被放大。此外，不同的器官微環(huán)境和轉(zhuǎn)移性TME的差異可能會(huì)給疫苗對(duì)抗轉(zhuǎn)移的效力增加額外的障礙。在這些情況下，聯(lián)合療法可能具有特別的價(jià)值。在晚期或轉(zhuǎn)移的情況下，標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理治療、免疫療法和疫苗接種之間的這種強(qiáng)有力的聯(lián)合治療很可能是非常必要的。

小結(jié)

總之，在開(kāi)發(fā)發(fā)現(xiàn)新抗原并引發(fā)有效的新抗原特異性抗腫瘤T細(xì)胞免疫的技術(shù)方面已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但疫苗要發(fā)揮抗癌功效，仍有許多障礙需要克服。腫瘤疫苗接種和癌癥免疫學(xué)領(lǐng)域需要為這些挑戰(zhàn)提供創(chuàng)新的解決方案，以使新抗原疫苗展示其真正潛力，并為癌癥患者提供臨床益處。

參考文獻(xiàn)

1.Challengesin developing personalized neoantigen cancer vaccines. Nat Rev Immunol.2023Oct 2.

       原文標(biāo)題 : 個(gè)性化新抗原腫瘤疫苗面臨的挑戰(zhàn)