DC細(xì)胞疫苗在腫瘤免疫治療中的研究進(jìn)展
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前言
在過去的幾十年中,腫瘤免疫治療已發(fā)展成為一種具有更好的腫瘤靶向性、安全性和低毒性的治療方法。其中樹突狀細(xì)胞(DC)疫苗的臨床應(yīng)用取得了巨大進(jìn)展。DC疫苗具有許多優(yōu)勢(shì),首先DC細(xì)胞是抗原呈遞細(xì)胞(APC),負(fù)責(zé)攝取、處理抗原并將其呈遞給T細(xì)胞以激活免疫應(yīng)答,新抗原只有在被APC吸收并呈遞給T細(xì)胞后才能發(fā)揮抗腫瘤作用。其次,把DC細(xì)胞當(dāng)做載體,不受其它因素的限制,如DNA的整合效率、核酸酶的影響以及佐劑等。
自2010年第一種DC疫苗sipuleucel-T被批準(zhǔn)臨床使用以來,已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)百項(xiàng)研究和臨床試驗(yàn)。這些臨床研究已經(jīng)證明DC疫苗是穩(wěn)定、可靠而且是非常安全的。為了進(jìn)一步提高DC疫苗的效力,人們已經(jīng)開始探索新的策略,例如與常規(guī)化療、單特異性/雙特異性抗體以及免疫檢查點(diǎn)靶向療法相結(jié)合。尤其基于新抗原的DC疫苗是一種安全、有效、可行的治療策略,將為癌癥患者帶來新的希望。
DC疫苗細(xì)胞類型
在人類中,根據(jù)發(fā)育、表型和功能標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)確定了不同的DC亞群,如常規(guī)DC(cDC)、漿細(xì)胞樣DC(pDC)和單核細(xì)胞衍生DC(Mo-DC)。cDCs根據(jù)其表型又包括兩大類——cDC1和cDC2。
對(duì)于pDC,表面標(biāo)記物主要包括CD123、CD303、CD304和CD45RA,它們特異性分泌I型干擾素(IFN-I),同時(shí)將抗原呈遞給T細(xì)胞并激活T細(xì)胞。對(duì)于cDC1,表面標(biāo)記物主要包括Cleca9A、XCR1和CD141,cDC1具有交叉呈遞和誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞免疫反應(yīng)的能力,并且還可以顯著刺激同種或自體CD4+T細(xì)胞的免疫反應(yīng)。對(duì)于cDC2,表面標(biāo)記物主要包括CD1c、CD1a和CD103,它們可以呈遞可溶性抗原,但很少呈遞來自壞死細(xì)胞的抗原。
在過去的幾年里,已經(jīng)開發(fā)出不同類型的DC疫苗。DC疫苗中使用的主要DC類型包括Mo-DC和白血病衍生DC(DCleu),它們可以用不同的方法進(jìn)行修飾。制備DC疫苗的原理很簡(jiǎn)單;颊叩臉渫粻罴(xì)胞前體細(xì)胞在體外分離培養(yǎng),裝載腫瘤抗原,然后轉(zhuǎn)移回患者體內(nèi)。然后,DC刺激特異性抗腫瘤T細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用。
經(jīng)過近10年DC疫苗領(lǐng)域的努力,2000年,基于DC的免疫治療首次用于原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤患者。2010年,美國(guó)FDA批準(zhǔn)Sipuleucel-T作為第一種治療前列腺癌的DC疫苗。Sipuleucel-T由外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)組成,其中包括APC,由PA2024體外激活,PA2024是一種重組蛋白,主要包括前列腺特異性抗原和前列腺酸性磷酸酶。
DC疫苗接種策略
至少有兩種涉及DC的不同策略可用于促進(jìn)抗腫瘤免疫:原位接種和經(jīng)典接種。原位方法依賴于通過標(biāo)準(zhǔn)療法局部釋放腫瘤抗原,以促進(jìn)DC抗原攝取和腫瘤免疫識(shí)別,而經(jīng)典方法則依賴于在將DC輸送給患者之前,在體外將腫瘤抗原裝載到DC中。近年來,已經(jīng)開發(fā)出不同的DC疫苗生產(chǎn)新方法,例如免疫原性細(xì)胞死亡誘導(dǎo)、mRNA轉(zhuǎn)染,以及通過細(xì)胞穿透肽在體內(nèi)將肽輸送到DC細(xì)胞。
抗原源選擇是DC疫苗接種的關(guān)鍵。經(jīng)驗(yàn)證過的分子,如肽、重組蛋白、整個(gè)腫瘤細(xì)胞或裂解物,已被用作治療性疫苗開發(fā)中的抗原。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,稱為新表位或新抗原;谛驴乖莻鹘y(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。
DC疫苗在血液瘤中的臨床進(jìn)展
Mo-DC是DC疫苗接種的重要DC來源,可以從自體或異基因CD14+單核細(xì)胞體外生成。Mo-DC可以裝載白血病相關(guān)抗原(LAAs)。諸如Wilms腫瘤1(WT1)、優(yōu)先表達(dá)的黑色素瘤抗原(PRAME)和人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)等抗原已被用作Mo-DC負(fù)載的LAA。Mo DC也可以裝載整個(gè)凋亡白血病細(xì)胞、白血病細(xì)胞裂解物或白血病細(xì)胞衍生的RNA/mRNA。
使用Mo-DC疫苗治療AML的臨床試驗(yàn)已證明取得了各種成功。在一項(xiàng)臨床研究中,用自體凋亡白血病細(xì)胞致敏的樹突狀細(xì)胞在體內(nèi)交叉啟動(dòng)CD8+T細(xì)胞,在四名病情穩(wěn)定期較長(zhǎng)的研究患者中,有兩名患者出現(xiàn)了抗白血病反應(yīng)。類似地,使用自體HSCT后復(fù)發(fā)的AML患者的白血病裂解物致敏的Mo-DC進(jìn)行免疫接種可誘導(dǎo)免疫反應(yīng),并增強(qiáng)自體T細(xì)胞刺激DC的能力。
DCleu具有更強(qiáng)的抗原呈遞能力、更強(qiáng)的體外抗白血病免疫反應(yīng)和增強(qiáng)的共刺激分子表達(dá)。幾項(xiàng)關(guān)于自體DCleu的臨床試驗(yàn)已經(jīng)報(bào)告了有希望的結(jié)果?偟膩碚f,DCleu疫苗接種的耐受性良好,只有少數(shù)患者出現(xiàn)了濕疹等不良反應(yīng),可能是由于自身免疫誘導(dǎo)。在一項(xiàng)白血病DC疫苗試驗(yàn)中,五名AML患者每?jī)芍芙邮芩拇巫⑸,沒有嚴(yán)重的副作用。五名患者中有三名完成了四次AML-DC疫苗接種的治療,并在5.5-13個(gè)月內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),而另外兩名患者死于快速進(jìn)展的AML。在另一項(xiàng)試驗(yàn)中,五名患者在通過強(qiáng)化化療獲得CR后,每周接受一次遞增劑量的DCleu。研究表明,具有分泌IFN-γ的抗白血病活性的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)增加,并且可以檢測(cè)到WT1特異性CTL。接種疫苗后,在CD4+細(xì)胞中檢測(cè)到特異性CD8+T細(xì)胞和較高的細(xì)胞內(nèi)IFN-γ濃度。
在一項(xiàng)使用患者源性AML細(xì)胞與自體DC細(xì)胞融合的個(gè)性化DCleu疫苗的I/II期接種臨床試驗(yàn)中,在17名參與的AML患者中,12名患者表現(xiàn)出白血病特異性T細(xì)胞的持續(xù)擴(kuò)增。在57個(gè)月的中位隨訪中,71%的患者仍然存活,沒有疾病復(fù)發(fā),這表明這種個(gè)性化疫苗可誘導(dǎo)抗AML細(xì)胞免疫,并提供預(yù)防疾病復(fù)發(fā)的保護(hù)。目前,截至2021年11月,有8項(xiàng)使用同種異體DC或自體DC以及不同疫苗接種方法治療AML和MDS的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。
DC疫苗在實(shí)體瘤中的臨床進(jìn)展
黑色素瘤
DC疫苗在黑色素瘤的治療中也得到了廣泛研究。一項(xiàng)臨床研究表明,對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑耐藥的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者進(jìn)行過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移聯(lián)合DC疫苗接種后,其臨床反應(yīng)完全且持久,4例患者全部出現(xiàn)誘導(dǎo)的臨床反應(yīng)。
另一項(xiàng)針對(duì)III/IV期黑色素瘤患者的DC疫苗II期臨床試驗(yàn)表明,在一年的時(shí)間里,患者存活率有所改善。然而,DC疫苗治療組的患者早期局部復(fù)發(fā)率高于對(duì)照組,80%的患者報(bào)告皮內(nèi)DC注射部位出現(xiàn)腫脹和紅斑。另一項(xiàng)研究表明,與DC疫苗單一療法相比,DC疫苗聯(lián)合順鉑治療III期和IV期黑色素瘤患者并沒有改善臨床結(jié)果。
目前正在進(jìn)行更多的臨床試驗(yàn),截至2021年11月底,在黑色素瘤患者中正在進(jìn)行總計(jì)19次DC疫苗的臨床試驗(yàn)。
膠質(zhì)瘤/膠質(zhì)母細(xì)胞瘤
DC疫苗在GBM患者中開展了大量臨床試驗(yàn)研究,并證實(shí)了其可行性和安全性。其中許多研究報(bào)告了抗腫瘤免疫反應(yīng)的誘導(dǎo),并表明DC疫苗接種后存活率的提高。在一項(xiàng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤自體DC疫苗的大型III期臨床試驗(yàn)中,接受手術(shù)和DC疫苗接種的患者的平均OS為23.1個(gè)月,只有2.1%的患者出現(xiàn)與疫苗接種相關(guān)的3級(jí)或4級(jí)不良事件。
在另一項(xiàng)對(duì)膠質(zhì)瘤患者接種含有TAAs和/或新抗原mRNA的DC疫苗并結(jié)合低劑量環(huán)磷酰胺的研究中,DC疫苗可延長(zhǎng)患者的預(yù)期壽命。中位OS為19個(gè)月,未觀察到3級(jí)或更高級(jí)別的不良事件。在另一項(xiàng)DC的疫苗接種的II期臨床試驗(yàn)顯示,15名可評(píng)估患者中有10名顯示CTL反應(yīng)陽(yáng)性。經(jīng)過6年的觀察,五名患者仍然活著,其中兩名患者沒有復(fù)發(fā)。目前,截至2021年11月底,有15項(xiàng)正在進(jìn)行的針對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤/膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的DC疫苗臨床試驗(yàn)。
肺癌
在一項(xiàng)針對(duì)晚期肺癌的個(gè)性化新抗原DC疫苗的初步臨床試驗(yàn)(NCT02956551)中,目標(biāo)有效率為25%,疾病控制率為75%,中位無進(jìn)展生存期(PFS)為5.5個(gè)月,中位OS為7.9個(gè)月。
另一項(xiàng)對(duì)復(fù)發(fā)性小細(xì)胞肺癌(SCLC)患者的DC疫苗(Ad.p53-DC)隨機(jī)對(duì)照II期試驗(yàn)表明,該疫苗是安全的,主要具有1/2級(jí)毒性和部分3級(jí)毒性。不同實(shí)驗(yàn)組的陽(yáng)性免疫應(yīng)答率在20%到43.3%之間。盡管該疫苗未能改善二線化療的ORRs,但其安全性和治療免疫潛力仍然存在。截至2021年11月底,有8項(xiàng)正在進(jìn)行的針對(duì)肺癌患者的DC疫苗臨床試驗(yàn)。
前列腺癌
不同類型的疫苗,包括基于DC(例如sipuleucel-T)、基于肽/蛋白質(zhì)或基因(DNA/RNA)的疫苗,已被應(yīng)用于前列腺癌患者的輔助治療。盡管sipuleucel-T最初取得了成功,但進(jìn)一步的DC疫苗未能取得進(jìn)展。
新興的抗原裝載和呈遞技術(shù),如納米顆粒、抗體-抗原結(jié)合物和病毒共遞送系統(tǒng)已被用于提高療效。最近,一項(xiàng)針對(duì)根治性前列腺切除術(shù)后高危前列腺癌患者的輔助DC疫苗的人類I/II期研究顯示了有希望的結(jié)果。在12名前列腺癌患者中,有5名患者在84個(gè)月后病情緩解,所有患者的免疫反應(yīng)均增強(qiáng)。截至2021年11月底,有5項(xiàng)正在進(jìn)行的針對(duì)前列腺癌患者的DC疫苗臨床試驗(yàn)。
淋巴瘤
長(zhǎng)期以來,DC疫苗免疫療法一直用于淋巴瘤患者。對(duì)接種載瘤樹突狀細(xì)胞的復(fù)發(fā)性惰性非霍奇金淋巴瘤患者的15年隨訪顯示,5年和10年P(guān)FS發(fā)生率分別為55.6%和33.3%;10年生存率為83.3%。女性患者的PFS更好,22%的患者出現(xiàn)了持久的完全緩解。
在一項(xiàng)濾泡性淋巴瘤(FL)患者的I期臨床研究中,在IFN-α和GM-CSF存在的情況下產(chǎn)生的Mo-DC與低劑量的利妥昔單抗聯(lián)合給藥。結(jié)果表明,有效率為50%,PET陰性完全有效率為37%。未觀察到3級(jí)或更高級(jí)別的不良事件。截至2021年11月底,在淋巴瘤患者中有4個(gè)正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)。
個(gè)性化新抗原DC疫苗的臨床進(jìn)展
2015年,第一個(gè)個(gè)性化的新抗原DC疫苗開始在一期臨床試驗(yàn)中測(cè)試。他們招募了3名III期的黑色素瘤患者,并用ipilimumab治療。然后,通過全外顯子組測(cè)序和計(jì)算機(jī)模擬表位預(yù)測(cè)識(shí)別出體細(xì)胞突變,以篩選合適的新抗原。此外,從每位患者中選擇7種新抗原,裝載到從PBMC分離的DC,體外培養(yǎng),然后靜脈注射到患者體內(nèi),共進(jìn)行三次治療。治療后,觀察到T細(xì)胞引發(fā)的免疫反應(yīng)增強(qiáng),而三名患者均存活,未觀察到自身免疫不良反應(yīng),這表明使用個(gè)性化新抗原的DC疫苗是安全可靠的。
在2020年進(jìn)行的另一項(xiàng)試驗(yàn)中,首次證明了個(gè)性化新抗原DC疫苗在晚期非小細(xì)胞肺癌患者中的活性。在這項(xiàng)研究中,共招募了12名晚期肺癌患者,并從每位患者的腫瘤組織中分離和鑒定了13-30種基于肽的個(gè)性化新抗原。同時(shí),從每位患者中提取PBMC,分離DC,然后用相應(yīng)的新抗原裝載DC細(xì)胞,形成個(gè)性化的新抗原DC疫苗治療患者。研究顯示整體25%的客觀應(yīng)答率和75%的疾病控制率。此外,僅觀察到輕微和短暫的副作用。
目前,多項(xiàng)針對(duì)個(gè)性化新抗原負(fù)載的DC疫苗正在進(jìn)行臨床試驗(yàn),這些試驗(yàn)大多處于第一階段。
DC疫苗的聯(lián)合治療
將個(gè)性化新抗原DC疫苗與其他策略(如化療和免疫檢查點(diǎn)抑制劑)相結(jié)合是提高腫瘤治療疫苗療效的一個(gè)有效方法;煴徽J(rèn)為是一種免疫治療伙伴,通過增強(qiáng)抗原產(chǎn)生和呈遞以及誘導(dǎo)T細(xì)胞免疫反應(yīng)來提高免疫治療效果,在一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中,使用了pp65負(fù)載的DC疫苗與劑量強(qiáng)化的替莫唑胺相結(jié)合,結(jié)果顯示,中位PFS為25.3個(gè)月,OS為41.1個(gè)月,兩者都遠(yuǎn)高于新診斷膠質(zhì)瘤患者的統(tǒng)計(jì)中位生存期(小于15個(gè)月)。
新抗原疫苗與免疫檢查點(diǎn)抑制劑結(jié)合,如抗PD-1、抗PD-L1和抗CTLA-4抗體,被認(rèn)為能產(chǎn)生強(qiáng)大的T細(xì)胞免疫反應(yīng)以殺死腫瘤。在一項(xiàng)I期試驗(yàn)中,16名黑色素瘤患者使用了MART-1肽負(fù)載的DCs和抗CTLA-4抗體tremelimumab的組合,他們獲得了比單獨(dú)治療更高的持久客觀腫瘤應(yīng)答率。
小結(jié)
盡管臨床療效有限,但DC疫苗仍然是AML和MDS治療以及其他惡性腫瘤治療的一種有希望的新策略,具有經(jīng)驗(yàn)證的安全性和療效。隨著以DC為基礎(chǔ)的疫苗療法在實(shí)體瘤患者中的應(yīng)用不斷深入,人們?cè)絹碓接信d趣將DC疫苗與常規(guī)化療或免疫檢查點(diǎn)抑制劑相結(jié)合。
此外,用負(fù)載新抗原的DC疫苗治療患者可以特異性地靶向腫瘤,并確保DC能夠最大限度地發(fā)揮其功效。目前基因新抗原的DC疫苗正在進(jìn)行越來越多的研究和臨床試驗(yàn),有可能會(huì)帶來一個(gè)基于DC的癌癥免疫治療新時(shí)代。
參考文獻(xiàn):
1.Personalized Neoantigen-Pulsed DC Vaccines:Advances in Clinical Applications. Front Oncol. 2021; 11: 701777.
2.Research progress on dendritic cellvaccines in cancer immunotherapy. Exp Hematol Oncol. 2022; 11: 3.
原文標(biāo)題 : DC細(xì)胞疫苗在腫瘤免疫治療中的研究進(jìn)展
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