肿瘤疫苗(新)

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肿瘤疫苗(Tumor Vaccine),又称癌症疫苗,是一种通过激活患者自身的适应性免疫系统(特别是特异性T细胞)来预防或治疗癌症的生物免疫疗法。根据临床用途,它分为两大类:预防性疫苗(如针对 HPVHBV 的疫苗),旨在阻断致癌病毒的感染,是目前唯一能从源头上消灭特定癌症的手段;以及治疗性疫苗,旨在通过呈递肿瘤特异性抗原(如新抗原)来打破机体的免疫耐受,训练 CD8+ 细胞毒性T细胞 识别并清除体内已存在的微小残留病灶或实体瘤。随着 mRNA 技术、测序技术(用于发现新抗原)的成熟,以及与 免疫检查点抑制剂 (PD-1/CTLA-4) 联合疗法的应用,肿瘤疫苗正迎来继化疗、靶向治疗之后的第三次革命。

Cancer Vaccine
主动免疫治疗 (点击展开)
                   [Image:Dendritic_cell_presenting_tumor_antigen.png|100px|DC细胞呈递抗原机制]
核心分类 预防性 vs 治疗性
关键靶标 新抗原 (Neoantigen)
肿瘤相关抗原 (TAA)
递送平台 mRNA, 病毒载体, DC细胞, 多肽
必需佐剂 TLR激动剂, STING激动剂
效应细胞 CD8+ T细胞, CD4+ T细胞
已获批药物 Gardasil (预防), Provenge (治疗)
最大障碍 肿瘤微环境 (TME) 抑制

核心机制:免疫系统的“特种兵训练营”

肿瘤疫苗的工作原理可以概括为生物学上的“搜索与摧毁”指令下达过程。

  • 第一步:情报收集 (Antigen Selection):
    通过基因测序寻找肿瘤细胞特有的“指纹”——抗原。最理想的是源自体细胞突变新抗原 (Neoantigen),因为它们只存在于癌细胞,能避免误伤正常组织。
  • 第二步:指令传递 (Presentation):
    疫苗(如包裹了 mRNA 的 LNP 或合成的 长肽)将抗原信息递送给专业的抗原呈递细胞(尤其是 树突状细胞, DC)。在强效佐剂的刺激下,DC 细胞成熟并摄取抗原,通过 MHC-I 分子将其展示在细胞表面(这一过程称为交叉呈递)。
  • 第三步:特种兵扩增 (Priming):
    在淋巴结中,DC 细胞向初始 T细胞 展示“通缉令”。识别该抗原的 T 细胞被激活,迅速扩增为数百万个效应T细胞 (Effector T cells)。
  • 第四步:战场杀敌 (Killing):
    活化的 T 细胞离开淋巴结,浸润到肿瘤微环境 (TME),识别并裂解表达该抗原的癌细胞。同时,诱导建立长期的免疫记忆以防止复发。
   [Image:Cancer_Immunity_Cycle_Vaccine_Step.png|100px|癌症免疫循环:疫苗的作用点]
平台类型 原理与特征 代表性进展
mRNA疫苗 将编码抗原的 mRNA 封装在 脂质纳米颗粒 (LNP) 中。能同时编码多达 20-30 种新抗原。生产速度极快,自带佐剂效应 (TLR7/8)。 Moderna (mRNA-4157) + K药:III期临床显示黑色素瘤复发风险降低 44%。BioNTech (BNT122)
多肽疫苗 直接注射合成的 长肽 (Synthetic Long Peptides)。必须依赖强效佐剂 (如 Poly-ICLC)。稳定性好,但免疫原性弱于 mRNA。 ISA101 (针对 HPV E6/E7):联合 PD-1 治疗口咽癌效果显著。
DC疫苗 (细胞) 在体外提取患者单核细胞,诱导为 树突状细胞,负载抗原后回输。绕过了体内呈递的障碍。 Sipuleucel-T (Provenge):全球首个获批,用于前列腺癌。缺点是工艺复杂、昂贵。
病毒载体疫苗 利用 腺病毒 (Ad) 或 痘病毒 作为载体。感染效率高,诱导 CTL 能力强。 PROSTVAC。面临 预存免疫 (PEI) 的挑战,重复给药受限。

从“冷”到“热”的战略突围

为什么单用疫苗往往无效?

几十年来,治疗性疫苗在临床试验中屡战屡败。核心原因在于:疫苗虽然成功在血液中诱导了 T 细胞,但当这些细胞抵达肿瘤时,面对的是一个免疫抑制微环境 (TME)。

联合治疗的标准范式:
现在的共识是:“疫苗负责踩油门,PD-1 负责松刹车”

  • 疫苗的作用: 将缺乏 T 细胞浸润的冷肿瘤 (Cold Tumor) 转变为有大量 T 细胞浸润的热肿瘤 (Hot Tumor)。
  • PD-1的作用: 保护这些新浸润的 T 细胞不被肿瘤表面的 PD-L1 灭活。

       学术参考文献与权威点评
       

[1] Sahin U, Derhovanessian E, Miller M, et al. (2017). Personalized RNA mutanome vaccines mobilize poly-specific therapeutic immunity against cancer. Nature. 2017;547(7662):222-226.
[学术点评]:个性化纪元。BioNTech 团队的奠基之作,首次证明了针对患者特定突变设计的 mRNA 疫苗在临床上是可行的,并能诱导强劲的抗肿瘤免疫,直接促成了后来 mRNA 新冠疫苗的快速诞生。

[2] Kantoff PW, Higano CS, Shore ND, et al. (2010). Sipuleucel-T immunotherapy for castration-resistant prostate cancer. New England Journal of Medicine. 2010;363(5):411-422.
[学术点评]:首个获批。IMPACT 研究结果支持了 Sipuleucel-T 的 FDA 批准,虽然其并未显著缩小肿瘤(ORR低),但显著延长了总生存期 (OS),引发了对免疫治疗评价标准(iRECIST)的重新思考。

[3] Ott PA, Hu Z, Keskin DB, et al. (2017). An immunogenic personal neoantigen vaccine for patients with melanoma. Nature. 2017;547(7662):217-221.
[学术点评]:新抗原验证。与 Sahin 的论文背靠背发表,哈佛团队使用合成长肽 (SLP) 疫苗策略,同样证明了新抗原疫苗的安全性和免疫原性,确立了新抗原作为下一代免疫治疗核心靶点的地位。

           肿瘤疫苗 · 知识图谱
抗原类型 新抗原 (个性化/突变) • 肿瘤相关抗原 (TAA) • 病毒抗原 (HPV)
关键细胞 树突状细胞 (指挥官) • CD8+ T细胞 (杀手) • Tregs (反派)
技术平台 mRNA-LNP • 长肽疫苗 (SLP) • 溶瘤病毒DC疫苗
联合治疗 + PD-1抑制剂 • + 放疗 (远隔效应) • + 化疗 (免疫原性死亡)