新生抗原與個(gè)體化腫瘤免疫治療

武大偉綜述，李常穎審校

（1.天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院檢驗(yàn)科，天津300211；2.天津市泌尿外科研究所，天津300211）

利用宿主免疫系統(tǒng)來(lái)根除癌細(xì)胞是近年來(lái)腫瘤研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)?；蚪M測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步使我們能夠識(shí)別新的癌癥特異性免疫靶點(diǎn)。最近的研究證實(shí)了癌癥細(xì)胞中由體細(xì)胞基因突變產(chǎn)生的新抗原可被免疫系統(tǒng)識(shí)別為“非自體”抗原。這種獨(dú)特的特征突出了新抗原的重要作用及其在免疫治療中的潛在貢獻(xiàn)?；谀[瘤新生抗原的免疫治療使人類(lèi)免疫療法進(jìn)入到新的領(lǐng)域即精準(zhǔn)細(xì)胞免疫治療[1]，使腫瘤患者得到個(gè)體化治療成為可能。

1 新生抗原—個(gè)體化免疫治療的基礎(chǔ)

新生抗原是由癌細(xì)胞的體細(xì)胞突變產(chǎn)生的，不存在于正常細(xì)胞中，因此免疫系統(tǒng)可以將其識(shí)別為“非自體”抗原[2]。由于其對(duì)癌細(xì)胞的高度特異性，近年來(lái)引起了廣泛的關(guān)注。這個(gè)概念由幾個(gè)使用小鼠模型的研究小組首次提出的[3-4]。越來(lái)越多的研究報(bào)道突變數(shù)量/預(yù)測(cè)的新抗原負(fù)荷及腫瘤內(nèi)免疫浸潤(rùn)與患者生存率相關(guān)。Rooney等[5]分析了“癌癥基因組圖譜”（TCGA）中來(lái)自18種腫瘤類(lèi)型的數(shù)千個(gè)實(shí)體腫瘤的全外顯子測(cè)序和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。他們從關(guān)鍵免疫效應(yīng)基因顆粒酶A和穿孔素1的表達(dá)水平來(lái)判斷CTL的殺傷活性與體細(xì)胞突變量和預(yù)測(cè)的新抗原數(shù)目有關(guān)。Brown等[6]也分析了來(lái)自6個(gè)腫瘤部位515例患者的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，并報(bào)告了類(lèi)似的結(jié)果，認(rèn)為較高的預(yù)測(cè)新抗原載量與較好的預(yù)后顯著相關(guān)。有趣的是，這些研究發(fā)現(xiàn)，攜帶有150~200個(gè)非同義體細(xì)胞突變的腫瘤顯示出較高的細(xì)胞溶解T細(xì)胞評(píng)分。其他一些研究也證實(shí)，更高的新抗原負(fù)荷也與瘤內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和存活率有關(guān)。這些關(guān)聯(lián)通過(guò)在結(jié)直腸癌和卵巢癌患者的微衛(wèi)星穩(wěn)定和不穩(wěn)定腫瘤中都被觀察到[7-8]。對(duì)78例肌肉侵襲性膀胱癌患者整體外顯子和靶序列關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞突變與存活率相關(guān)。DNA修復(fù)基因中帶有體細(xì)胞突變與無(wú)突變者相比具有更好的無(wú)復(fù)發(fā)存活率[9]。隨訪結(jié)果表明，新抗原負(fù)荷較高的腫瘤T細(xì)胞受體（TCR）多樣性較低，與較長(zhǎng)的無(wú)復(fù)發(fā)生存期密切相關(guān)[10]。有研究還報(bào)道相同腫瘤中不同部位間較高的新抗原負(fù)荷與T細(xì)胞活化的相關(guān)性[11-12]。

2 新生抗原與腫瘤消退的關(guān)系

有研究表明，識(shí)別非突變性腫瘤抗原的T細(xì)胞可誘導(dǎo)腫瘤消退[13]。在61%滑膜細(xì)胞肉瘤，55%黑色素瘤和80%骨髓瘤患者中觀察到客觀緩解。然而，目前尚不清楚識(shí)別腫瘤抗原的T細(xì)胞是否也能導(dǎo)致腫瘤消退。

在過(guò)去的幾年里，檢查點(diǎn)阻斷腫瘤免疫治療取得了重大進(jìn)展。在接受細(xì)胞毒型T細(xì)胞抗原4（CTLA-4）、程序性死亡受體1（PD-1）或程序性死亡受體配體1（PDL-1）阻斷劑臨床試驗(yàn)中，在部分患者中觀察到腫瘤消退[14]。目前，人們普遍接受的假設(shè)是，突變較多的腫瘤很可能產(chǎn)生更多的新表位，這些表位可以被腫瘤浸潤(rùn)的T細(xì)胞識(shí)別。檢查點(diǎn)阻斷抗體在體內(nèi)激活這些T細(xì)胞并誘導(dǎo)腫瘤消退。因此，高突變率的癌癥，如黑色素瘤和肺癌，對(duì)檢查點(diǎn)阻斷療法更敏感。這一假說(shuō)的一個(gè)顯著例外是腎細(xì)胞癌，它易受檢查點(diǎn)阻斷療法的影響，但突變量較低。最近一項(xiàng)關(guān)于小鼠模型的研究為這一假說(shuō)提供了一些證據(jù)。在抗PD-1和（或）抗-CTLA-4免疫治療模型中，從肉瘤細(xì)胞株d42m1-T3中鑒定出兩種主要的腫瘤抗原天冬氨酸連接糖基化8（Alg8）和層粘連蛋白α亞基4（Lama 4）（G1254V）。突變的Lama 4和Alg 8長(zhǎng)肽疫苗可誘導(dǎo)腫瘤排斥反應(yīng)，類(lèi)似于檢查點(diǎn)阻斷免疫治療。此外，檢查點(diǎn)阻斷免疫治療增加了新抗原特異性CD8 T細(xì)胞的數(shù)量，增強(qiáng)了其活性[15]。提示新抗原和新抗原特異性T細(xì)胞與檢查點(diǎn)阻斷治療后腫瘤消退密切相關(guān)。

在人類(lèi)，最近的研究已經(jīng)建立了突變數(shù)量/新抗原與臨床結(jié)果之間的關(guān)系。在一項(xiàng)PD-1阻斷的臨床試驗(yàn)中，比較有或沒(méi)有錯(cuò)配修復(fù)缺陷的結(jié)直腸癌患者，無(wú)進(jìn)展的長(zhǎng)期存活與高體細(xì)胞突變有關(guān)，這種突變出現(xiàn)在錯(cuò)配修復(fù)缺陷的腫瘤中[16]。其他利用生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)潛在的高親和力的新表位來(lái)計(jì)算新抗原數(shù)量。在兩項(xiàng)抗CTLA-4黑色素瘤免疫治療研究中，腫瘤抗原的數(shù)量與CTLA-4阻斷治療后的臨床療效顯著相關(guān)[17-18]。然而，目前尚不清楚在預(yù)測(cè)的T細(xì)胞表位中是否存在“四肽”信號(hào)可以預(yù)測(cè)抗CTLA-4免疫治療后的臨床結(jié)果[19-20]。與CTLA-4阻斷研究相似，在非小細(xì)胞肺癌患者PD-1阻斷免疫治療中，較高的新抗原負(fù)荷與臨床獲益和無(wú)進(jìn)展生存相關(guān)[21]。這些研究表明，新抗原的數(shù)量與免疫檢查點(diǎn)抑制療法后的臨床獲益呈正相關(guān)。最后，混合腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TILs）過(guò)繼轉(zhuǎn)移可誘導(dǎo)黑色素瘤患者腫瘤消退[22]。在最近的一項(xiàng)研究中，3例黑色素瘤患者的客觀腫瘤消退與能識(shí)別腫瘤的TILs過(guò)繼轉(zhuǎn)移有關(guān)[23]。在隨后的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，兩種TILs產(chǎn)物與兩例黑色素瘤患者的腫瘤完全消退有關(guān)，每一種TILs都能識(shí)別出一種獨(dú)特的腫瘤抗原[24]。綜上所述，這些相關(guān)研究表明，新抗原反應(yīng)性T細(xì)胞可能是導(dǎo)致患者腫瘤消退的主要因素。

3 基于新抗原的個(gè)性化免疫治療

近年來(lái)，一些增強(qiáng)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞（CTL）介導(dǎo)的抗腫瘤免疫應(yīng)答的方法在腫瘤免疫治療中得到了廣泛的研究。針對(duì)腫瘤特異性腫瘤抗原和共同抗原的腫瘤肽疫苗可以激活或誘導(dǎo)腫瘤患者抗原特異性CTL。在多項(xiàng)臨床研究中，包括本小組報(bào)道的研究，已經(jīng)證實(shí)共享抗原的免疫原性[25-27]。正如前所述，新抗原是由癌細(xì)胞的體細(xì)胞突變產(chǎn)生的免疫非自身肽，因此新抗原作為癌細(xì)胞特異性抗原引起了廣泛的關(guān)注[28]。

新抗原特異性T細(xì)胞已經(jīng)顯示出有效的臨床結(jié)果[29-30]。最近，有兩項(xiàng)一期臨床試驗(yàn)的結(jié)果被報(bào)道，該報(bào)道對(duì)個(gè)體化的新抗原疫苗治療黑色素瘤患者的方法進(jìn)行評(píng)估[31-32]。兩項(xiàng)研究都發(fā)現(xiàn)疫苗治療誘導(dǎo)了新抗原特異性CD4+和CD8+T細(xì)胞的產(chǎn)生,并且揭示了新抗原疫苗的潛在益處。Ott等[32]發(fā)現(xiàn)，在疫苗接種后25個(gè)月內(nèi)，6例患者中有4例無(wú)復(fù)發(fā)，2例復(fù)發(fā)性疾病患者經(jīng)抗PD-1抗體治療后完全消退。Sahin等[33]指出，13名接種疫苗的患者中有8人表現(xiàn)出強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，并在12～23個(gè)月內(nèi)保持無(wú)復(fù)發(fā)狀態(tài)。其余5例轉(zhuǎn)移性疾病患者中有2例經(jīng)歷了疫苗相關(guān)的客觀緩解。這些結(jié)果表明，腫瘤抗原疫苗可作為誘導(dǎo)腫瘤特異性T細(xì)胞的一種很有前途的治療方法。

此外，利用TCR工程T細(xì)胞的過(guò)繼免疫治療正在被廣泛研究[34]。在此方法中，腫瘤抗原特異性TCR的鑒定和TCR工程T細(xì)胞的輸注治療可以誘導(dǎo)非常有效的CTL介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，尤其是對(duì)宿主免疫系統(tǒng)被廣泛抑制的晚期腫瘤。第一次使用TCR工程T細(xì)胞進(jìn)行過(guò)繼性T細(xì)胞治療報(bào)道于2006年，Mart-1 TCR修飾的淋巴細(xì)胞成功地介導(dǎo)了腫瘤的消退[35]。人們對(duì)NY-ESO-1特異性TCR工程T細(xì)胞進(jìn)行全面研究，在50%以上的滑膜細(xì)胞肉瘤、黑色素瘤和骨髓瘤患者中觀察到客觀緩解[36-37]。目前還沒(méi)有關(guān)于新抗原特異性TCR工程T細(xì)胞治療人類(lèi)的數(shù)據(jù)。然而，臨床前的研究已經(jīng)顯示出令人鼓舞的結(jié)果，即腫瘤抗原特異性TCR工程T細(xì)胞對(duì)大型實(shí)體腫瘤也是有效的[38-39]。

4 結(jié)論和展望

根據(jù)目前的研究，腫瘤抗原是腫瘤免疫治療的理想靶點(diǎn)。由于腫瘤中特異性表達(dá)新抗原，誘導(dǎo)耐受的可能性較小，幾乎不可能誘發(fā)正常的組織毒性。然而，降低這種高度個(gè)性化治療的成本仍然具有挑戰(zhàn)性，仍有許多懸而未決的問(wèn)題未得到解答。例如我們?nèi)绾螌邢蚰[瘤抗原應(yīng)用于各種癌癥類(lèi)型的免疫治療？每種腫瘤所發(fā)現(xiàn)的新抗原的平均數(shù)量是否與每種腫瘤類(lèi)型的突變率有關(guān)？如果是的話，我們?cè)鯓硬拍軐⒚庖咧委煈?yīng)用于低突變率的癌癥呢？不同癌癥類(lèi)型的腫瘤微環(huán)境是否影響免疫治療的效果？T細(xì)胞的數(shù)量和適應(yīng)度能否克服不同類(lèi)型腫瘤的潛在苛刻的腫瘤微環(huán)境？這些問(wèn)題將是未來(lái)研究的重點(diǎn)，基于新生抗原的腫瘤免疫治療將為腫瘤患者帶來(lái)更多希望。