疫苗一般会提前保护我们免受疾病的侵害。但是"癌症疫苗"主要用于治疗已经患有癌症的病人。癌症疫苗已经研究了很多年,并多次失败,但最近出现了一些光明的迹象。
过去十年中的技术创新,如基因组解码,使得癌细胞及其基因突变可以得到更详细的研究。因此,现在可以设计出更有针对性的疫苗。美国拉霍亚免疫学研究所的细胞免疫学家StevenSchoenberger说,与此同时,免疫系统本身以及它识别和消灭癌症的机制也在被研究。
美国西奈山伊坎医学院的血液学和肿瘤学专家NinaBhardwaj说,癌症疫苗研究仍处于早期阶段。然而,她说,针对各种癌症的数十种候选疫苗的早期临床实验(试验)正在进行,并取得了令人鼓舞的结果。
开发的目标是将破坏癌细胞的疫苗商业化。同时,也在进行能够防止高危人群癌症发展的疫苗试验。
什么是癌症疫苗?
任何疫苗的目的都是为了让免疫系统了解其目标,以保持身体安全。例如,新冠病毒疫苗提前教给免疫系统关于病毒的信息。这使免疫细胞能够迅速识别并摧毁入侵的病毒。
同样地,癌症疫苗向免疫细胞传授癌细胞的"面貌",以便它们能够找到并摧毁它们。这种"教育"过程是癌症疫苗与其他免疫疗法的不同之处,后者利用细胞因子或抗体进行治疗,或修改病人免疫细胞的基因来对抗癌细胞。
据专家介绍,癌症疫苗有可能摧毁在其他疗法中幸存的癌细胞,防止肿瘤生长和转移,并防止癌症复发。
一些癌症治疗疫苗利用"树突状细胞",也就是免疫细胞。树突状细胞取自病人的血样,并与病人的癌细胞的关键蛋白接触,以适应它们。树突状细胞回到病人体内后,预计会刺激和教导其他免疫细胞,如T细胞,以寻找和摧毁癌细胞。
美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(MemorialSloan-KetteringCancerCentre)的肿瘤学家克里斯托弗-克莱巴诺夫(ChristopherKlebanov)解释说,T细胞有一个生物学上最神奇的技巧:它们有受体,能识别并与肿瘤细胞表面的蛋白质结合。这种关系就像钥匙和锁孔。一旦结合,T细胞就会刺穿肿瘤细胞并将其摧毁。
然而,"不幸的是,疫苗似乎仍然难以产生消除大型肿瘤所需的T细胞的质量和数量,"Bhardwaj说。他说,应该在肿瘤仍然很小的时候注射疫苗。
为了提高癌症疫苗的有效性,人们经常研究将其与刺激肿瘤免疫反应的药物结合使用。
疫苗制造商现在越来越多地使用mRNA(信使RNA)技术。mRNA癌症疫苗指示患者体内的树突状细胞产生肿瘤特异性蛋白和肽,以产生免疫反应。
还有几种旨在预防癌症的疫苗:针对乙型肝炎和人乳头瘤病毒(HPV)的疫苗在预防未来可能导致癌症的病毒感染方面与一般疫苗的效果相同。
癌症疫苗是如何制造的?
所有治疗性癌症疫苗的关键是一种叫做"肿瘤相关抗原"的蛋白质。当这些抗原在癌细胞表面比在健康细胞上存在得更多,或以异常或变异的形式存在时,就会触发免疫反应;当T细胞"发现"肿瘤相关抗原时,它们会识别出这些细胞是癌细胞并将其消灭。
癌症生物学家通过利用测序技术来识别这些肿瘤抗原,该技术可以确定健康和癌细胞的DNA和RNA的具体差异。据Schoenberger说,重要的是确定哪些突变会引发T细胞反应,并可能成为疫苗的适当目标。
Schoenberger的小组根据免疫系统对病人癌症的反应来选择抗原。通过检查血样中的T细胞,"我们正试图找出病人自身的免疫系统在肿瘤的基因突变中选择了什么作为目标,"他说。他确定了个别患者癌细胞的特异性抗原,并将它们与其他患者的"肿瘤特异性抗原"结合起来,创造出疫苗。一些研究人员还寻找那些发展为特定类型癌症的病人或不同类型癌症的共同抗原。
疫苗的有效性是有限制的,其目标分子在癌细胞中的代表性过高,但在健康细胞中也有少量存在,这可能不会引起有效的免疫反应。美国加州大学旧金山分校的癌症免疫学家LisaButterfield说:"这是一个大问题。还有一种风险是引发一种叫做自身免疫的疾病,即免疫系统攻击健康细胞,导致难以治疗的免疫异常。这就是为什么一种被称为"新抗原"(neoantigen)的目标分子是目前研究的重点,它只存在于癌细胞中。
是否有任何经批准的癌症疫苗?它是如何工作的?
年,美国食品和药物管理局(FDA)批准了第一个治疗晚期前列腺癌的癌症疫苗,名为"Cipuleucel-T"(编者注:未在日本批准)。该疫苗针对一种名为"前列腺酸性磷酸酶"的抗原,这种抗原存在于正常的前列腺细胞中,但在癌细胞中含量更高。接受Cypriucel-T的病人比没有接受的病人多活4个月左右,尽管他们的肿瘤大小没有变化。
针对乙型肝炎和人乳头瘤病毒等病毒批准的疫苗,而不是针对癌细胞本身,也被认为是癌症疫苗,因为它们可以防止将来可能导致肝癌、宫颈癌、头颈癌的病毒感染。
克莱巴诺夫解释说,这些用于预防的疫苗通过产生针对病毒的抗体发挥作用,就目前所知,这种机制对T细胞反应的影响很小。所以它们不能用于治疗癌症。
哪些癌症疫苗已接近商业化?
目前,一些癌症疫苗试验正在进行中。它们通常与其他免疫疗法结合使用,针对一系列癌症,包括皮肤癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌和胰腺癌。
年12月13日,美国疫苗制造商Modela宣布了该公司正在开发的mRNA疫苗的临床试验结果。该试验是针对3期或4期黑色素瘤(恶性黑色素瘤,一种皮肤癌)患者进行的。与默克公司的Keytruda(一种加强针对癌细胞的免疫反应的治疗方法)一起接受该疫苗的患者,其皮肤癌复发或死亡人数比单独使用Keytruda的患者少44%。
该疫苗是为每个病人量身定做的个性化mRNA疫苗,引导免疫系统对34个新抗原触发T细胞反应。这项2期试验的结果仍在接受同行审查,但Moderna和默克公司计划在年进行一项更大规模的3期试验,以确认该疫苗的安全性和有效性。
同时,来自美国匹兹堡大学的癌症免疫学家OliveraFinn正在进行一项预防性疫苗的试验,这种疫苗可以在癌前阶段给结肠良性息肉患者使用。这是因为息肉本身并不危险,但可以变成恶性。
这种预防性疫苗针对的是一种叫做MUC1的异常形状的蛋白质,这种蛋白质由一些良性结肠息肉细胞产生。当给大约50名患有晚期息肉的人注射该疫苗时,三年内的复发率减少了38%。该试验的结果于年10月发表在medRxiv上,如果没有新的息肉形成,就不会增加患大肠癌的风险,"芬恩说。
下一个重要步骤是进行研究,以确定为什么有些人对疫苗反应良好,而有些人则没有,以及疫苗的效果能持续多久。同时,我们希望一些候选疫苗能够进入第三阶段试验,在那里它们的疗效和安全性将在更多患者群体中得到更严格的评估。
未来的挑战是什么?
虽然技术在不断进步,癌症疫苗也在开发和试验中,但一些研究人员,如克莱巴诺夫先生,却持怀疑态度。
癌症疫苗能否有效地将肿瘤减少到临床上的重要水平?嵌合抗原受体T细胞疗法"(CAR-T细胞疗法)将患者的T细胞进行改造,使其能更高程度地识别癌细胞,这是否是一种更有效的治疗方法?克莱巴诺夫先生提出了这个问题。他的研究小组正在使用后一种方法,但他希望