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编号:9520
2007CSCO会议报告--肺癌疫苗的研究进展.doc
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    2007CSCO会议报告--肺癌疫苗的研究进展

    周彩存-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

    肺癌疫苗的研究进展

    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)。

    表1 多肽疫苗

    抗原疫苗肿瘤与分期试验例数免疫检测临床疗效与

    免疫反应WT1WT1肽+证ontanide ISA 51NSCLC,IVI/II10, 14其它Tetramer,IC 细胞因子(13/23)血清,影像与生存(阳性)MUC1

    BLP25MUC1肽+脂质体NSCLC,IIIb/IVI17MUC1-Ab,细胞毒与增殖(5/12)NAEGFEGF/carrier蛋白+氢氧化铝或montanide ISANSCLC IIIB/IVI40Anti EGF(19/40MAGE-3MAGE-3蛋白±ASO2BNSCLCI/III17MAGE-3 Ab+

    无佐剂:3/9例

    佐剂:8/8例NAGM1(牛或合成)GM1蛋白/KLH+QS21SCLCI29GM-1抗体18/29例NABEC2GD3蛋白+BCGLD-SCLCIII257/258随机GD-3抗体无受益进行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)。

    表2 临床疫苗试验:基因治疗

    抗原疫苗肿瘤与分期临床

    试验例数免疫反应临床反应MUC1(TG4010)Vaccinia/MUC1/Il2NSCLC,IIIb/IVII65,随机+/化疗增殖(5/13)NRCEA(ALVAC)Canarypox/CEA/B7.1NSCLC,IV,CEA+肿瘤I/II3+15GIELISPOT(4/18+)阳性异体肿瘤

    (AD100)异体肿瘤/B7.1/HLA A1或A2 cDNANSCLC IIIb/IVI/II19ELISPOT(18/19)6/19 PR或SD自体肿瘤

    (GVAX)自体肿瘤/GMCSF腺病毒NSCLC,I-IVII43DTH(10、43)阴性在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)。

    表3 临床疫苗试验:抗原呈递细胞

    抗原疫苗肿瘤与分期试验例数免疫分析临床疗效与免疫相关抗原loaded DC细胞MUC1或自体肿瘤MUC1肽(8例),自体肿瘤溶解物NSCLC, IIIB/IVI/II8,6例乳癌细胞毒:MUC1 9/9+;自体肿瘤1/5+与MUC1表达相关CEAHLA-A24限制肽(CEA652)NSCLC IV, CEA+肿瘤I/II2+8例GIDTH证2/10NACEAHLA-A0201肽(CEA605-613)/KLH同上I/II2+10GITetramer/增殖7/12相关自体肿瘤自体肿瘤NSCLC I-IIII/II16ELISPOT 11/16NA抗原+非职业APCP53 k-ras突变肽,PBMCNSCLC IV 9例, II期1例I/II10+28例其它细胞毒与细胞因子释放(17/38)相关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。......(后略) ......