靶向肝癌抗肿瘤疫苗临床研究进展

吴许军，李文阳，张甲戌

(1.甘肃医学院附属医院，甘肃 平凉 744000；2.河西学院医学院，甘肃 张掖 734000；3.甘肃奥林贝尔生物科技集团 甘肃省生物抗菌肽工程实验室，甘肃 张掖 734000)

肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是常见癌症之一，据统计全球每年有超过60万肝癌新发病例。根据我国最新公布的癌症发病率和病死率报告，2016年我国新增HCC患者38.9万例，其发病率和病死率分别为28.12%、24.33%[1]。临床上，虽然早期诊断和干预可以提高肝癌患者生存率，但由于治疗时间、扩散、复发等多因素影响，患者往往很少被治愈。例如，切除病变组织<5 cm的患者术后五年生存率为57%，而切除>10 cm者则仅有32%，复发后生存周期中位数仅为7～28个月[2]。而一些应用于HCC的局部区域姑息治疗方法(如微波消融术、导管射频灼烧术以及动脉化疗栓塞术等)治疗的病例总生存期中位数仅为12个月。由于肝癌对化疗等全身性治疗方法具有普遍耐药性，因此针对其开发的特效药如索拉非尼等价格昂贵，并且对提高患者长期生存时间没有显著作用[3]。

抗肿瘤疫苗是癌症免疫疗法的一种。由于肿瘤细胞分化后其表面会表达一些特殊的蛋白抗原，据此研究者们通过设计一系列的抗肿瘤疫苗来接种机体，刺激机体的自然杀伤细胞、树突状细胞(DC)或T淋巴细胞相关途径的免疫过程，以期利用患者自身免疫细胞来对肿瘤细胞进行杀伤和清除。目前癌症免疫疗法在黑色素瘤的应用研究中较为成熟，基于黑色素瘤糖蛋白100(Gp100)、黑色素瘤相关抗原A3(MAGE-A3)开发的抗肿瘤疫苗也完成了临床三期试验[4]。在2015年时，美国第39任总统吉米·卡特罹患黑色素瘤且发生脑转移，在接受由程序性死亡受体1(PD-1)单抗药Keytruda主导的免疫综合治疗后，经核磁共振检查脑部所有肿瘤斑点消失，证实了抗肿瘤疫苗在癌症治疗过程中具有一定潜力。与黑色素瘤相比，绝大多数HCC患者在癌变前一般感染了乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)并经历慢性肝炎、肝硬化再到HCC的一个病变历程[5]。这一过程导致肝癌患者的适应性免疫系统(包括Ⅰ型辅助性T细胞、细胞毒性T细胞及树突状细胞)在受HBV、HCV侵染的作用过程中减弱，并且肝癌还具有如甲胎蛋白异质体(AFP-L3)等特异性显著的抗原，因此针对肝癌的免疫疗法也是近年来的研究热点。现就靶向肝癌抗肿瘤疫苗的研究进展进行综述。

1 肿瘤相关抗原及抗肿瘤疫苗设计依据

由于癌基因表达或抑癌基因的突变，当癌症产生时恶性肿瘤细胞往往会过表达一些特殊蛋白并转运至细胞膜表面，参与癌细胞的异常增殖、黏附、信号转导等生理过程[6]。由于这些分子除了在特定组织或特定生理时期表达外，在正常体细胞中一般低表达或不表达，而当细胞在癌变后又过度表达这类分子且超过一定阈值时可被免疫细胞识别并作为抗原激活细胞毒性T细胞，因此这类分子被称为肿瘤相关抗原(TAA)[7]。根据这一特性，将这类特定的TAA或其上具有高免疫原性的肽段作为抗原来设计疫苗，通过被抗原呈递细胞加工并呈递后激活CD4+T辅助淋巴细胞和CD8+T细胞毒性淋巴细胞，进而杀灭对应抗原特异的癌细胞，这一过程即是抗肿瘤疫苗的设计依据。

2 靶向肝癌抗肿瘤疫苗

原发性肝癌的发病因素一般与HBV或HCV感染、肝纤维化和肝硬化、黄曲霉素等毒理诱导有关，肝细胞在发生癌变后会产生一些对应的分子生物学上的恶性肿瘤细胞特征，细胞表面会高度表达一系列正常体细胞含量很低的分子，如胚胎性蛋白、糖蛋白抗原、鳞状细胞抗原等[8]。这些异常增多的蛋白主要参与癌细胞复制、增殖和迁移，常常作为癌症生物标志物用于癌症的早期筛查和诊断，根据这类抗原蛋白设计的抗肿瘤疫苗也相应地被用于肿瘤治疗的研究中。

2.1 基于甲胎蛋白(AFP)设计的靶向肝癌抗肿瘤疫苗 AFP是一种胚胎发育过程中由卵黄囊或胎儿肝细胞合成的糖蛋白在出生后表达量急剧下降，但是在肝癌患者癌组织和血液中可以检测到其过表达，尤其是具有特殊岩藻糖基化修饰的异质体AFP-L3是检测肝癌的高特异性肿瘤标志物[9]，因此AFP为肝癌的免疫治疗提供了一个极具吸引力的抗原靶点。在先导研究中，为了探究AFP是否能激活DC呈递诱导的辅助T细胞作用，Cao等[10]构建了表达AFP和白细胞介素(IL)-18的转染DC，证实该转染细胞所诱导产生的T细胞特异性结合肝癌细胞系HepG2，并且发现该过程激活了CD4+T细胞，IL-12 p70和γ干扰素。该研究证实了根据AFP设计抗肿瘤疫苗具有激活DC、CD4+辅助T细胞和CD8+细胞毒性T细胞等多种免疫途径的潜力。在一项Ⅰ期临床试验中，Butterfield等[11]构建了表达全长AFP的腺病毒疫苗并接种2例血清AFP阳性且接受过既往治疗的肝癌患者，结果表明这一疫苗具有优良的耐受性和安全性，其中1例患者对腺病毒产生了强免疫应答，AFP免疫响应较弱，在接种9个月后复发；而另1例患者接种后对AFP产生强烈的CD4+和CD8+免疫响应，在18个月后肝癌复发但血清中未见AFP增多。利用具有免疫优势的AFP肽段构建抗肿瘤疫苗也是一种有效的策略，Butterfield等[12]报告的一项Ⅰ/Ⅱ期临床试验利用四个主要的AFP抗原表位多肽(hAFP137-145，hAFP158-166，hAFP325-334和hAFP542-550)导入采集自患者的粒细胞-巨噬细胞集落培养DC疫苗，对应接种了10例不同病理背景受试者，结果发现有6位患者检测到了至少1种AFP多肽特异的T细胞响应及γ干扰素增多，表明这种疫苗安全且具有耐受性，虽然是一种有效的免疫刺激，但是在这组受试肝癌患者中并未显示出客观的临床效果。在一项直接利用AFP肽段注射接种的Ⅰ期临床试验中，Nakagawa等[13]用弗氏佐剂和AFP357、AFP403两种截取自AFP的表位抗原构建多肽复合物疫苗并接种15例受试肝癌患者，随后检测患者血清中AFP特异的T细胞，并在共计730 d的时间里每8周对患者进行影像学检查以评估肿瘤进展，结果表明这类AFP多肽佐剂复合物具有良好的耐受性，整个试验过程中这种疫苗制剂体现了优良的疫苗耐受性和安全性，15例受试肝癌患者中有5例对疫苗产生了免疫响应，其中1例在这次研究中被定义为完全缓解(免疫响应且肿瘤消失)；另外，这15例患者中有8例病情稳定(肿瘤总直径保持在>70%且<120%间，无新发病变)。目前这些基于AFP所试验的临床研究仍缺乏实际的治疗意义，这应该能解释为什么迄今为止还没有报道AFP抗肝癌疫苗相关的随机对照试验。

2.2 基于磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(GPC3)设计的靶向肝癌抗肿瘤疫苗 GPC3是一种癌胚糖蛋白，通过糖磷脂酰肌醇锚定物附着在细胞膜上，在如HepG2、Hep3B、HT17、HuH6、HuH7肝癌细胞系上可检测到GPC3高表达，在临床上也常用GPC3免疫染色来鉴定肝组织的病理异常，因此除了作为一种检测肝癌的生物标志物以外，它还是一种新的肝癌治疗靶标分子[14]。在利用GPC3及其抗原性肽段作为肝癌相关抗原开发疫苗时，主要策略是依赖DC MHC-Ⅰ所呈递的寡肽来特异性诱导细胞毒性T细胞杀伤肿瘤细胞，这就需要考虑到接种患者的白细胞抗原(HLA)。在一项Ⅰ期临床试验[15]中，共计33例HLA-A2和HLA-24阳性肝癌晚期患者分别接种了GPC3144-152(FVGEFFTDV)和GPC3298-306(EYILSLEEL)，其中30例患者接种后检测到了GPC3特异的CD8+T细胞响应，2个月后有1例患者肿瘤部分缓解且有19例患者病情稳定，证实该GPC3多肽疫苗耐受性良好。在一项开放标签的肝癌抗肿瘤疫苗Ⅱ期临床试验中，Sawada等[16]对41例接受肝切除术(35例)或射频消融术(6例)的原发性HCC患者进行了为期1年的GPC3多肽疫苗接种，结果发现35例同时接受手术和疫苗治疗的患者肝癌复发率低于另外由33例仅手术治疗的患者组成的对照组；当仅以各组中原本即GPC3阳性的肿瘤患者(手术+疫苗治疗共25例，仅手术者共21例)进行统计学分析时，同时接受手术和疫苗治疗的患者复发率明显低于对照组，表明该GPC3疫苗治疗可以显著降低肝癌术后的1年复发率，亟待更大的随机临床试验来确定GPC3衍生的多肽疫苗的抗肿瘤治疗效果。

2.3 基于多药耐药相关蛋白3(MRP3)设计的靶向肝癌抗肿瘤疫苗 MRP3是一种载体型转运蛋白，属于ABC转运蛋白家族，依赖ATP在细胞表面完成逆浓度梯度物质转运。相关研究[17]表明，MRP3在包括肝癌在内的多种癌细胞中过度表达，因此被作为肝癌的药物靶点来开发多种药物。在一项Ⅰ期临床研究中，Mizukoshi等[18]利用MRP3765肽段偶联弗氏佐剂作为疫苗，对共计11例肝癌患者进行抗肿瘤免疫治疗，试验期间未观察到该多肽疫苗的严重药物不良反应，疫苗耐受良好，8例患者检测到了MRP3特异的T细胞响应；12例患者中，1例病情部分缓解，9例病情稳定，2例病情恶化，总生存期中位数为14个月，并未体现有意义的临床疗效。

2.4 基于癌症-睾丸抗原(CTA)设计的靶向肝癌抗肿瘤疫苗

2.4.1 CTA：这是一类主要表达于睾丸生殖细胞而正常体细胞中几乎不表达的组织特异性抗原，由于在一些上皮细胞癌变的肿瘤表面也检测到这类抗原，因此被称为癌症-睾丸抗原[19]。由于这种抗原在正常组织中受限表达，但是在部分肝癌中过表达，因此是一种理想的免疫治疗靶标，极大程度上避免了脱靶毒性，可据此设计抗肿瘤疫苗。

2.4.2 纽约食管鳞状细胞癌1(NY-ESO-1)：这是一种CTA，研究表明约30%肝癌患者癌组织中可以检测到NY-ESO-1的表达。NY-ESO-1在多项体外研究中显示出了良好的肝癌细胞特异性及T细胞免疫响应等特性[20]。一项Ⅰ期临床试验结果表明，多肽疫苗NY-ESO-1b可以成功诱导48%的HLA-A2阳性肝癌患者对抗原产生CD8+T细胞响应，从而验证了NY-ESO-1疫苗的优良耐受性和安全性，但该组试验并未显示出实际的临床意义[21]。

2.4.3 黑色素瘤抗原基因A(MAGE-A)：这是一种男性生殖细胞表达而其他正常体细胞极低表达的CTA，常见于黑色素瘤、肺癌、肝癌、前列腺癌等恶性肿瘤细胞。有研究[22]发现MAGE诱导的CD8+T细胞存在于肝癌患者的肿瘤组织中，并且能够识别两段特定序列MAGE-1161-169和MAGE-3271-279，这为开发MAGE相关的抗肿瘤疫苗提供了有力的依据。

2.4.4 滑膜肉瘤X断裂点基因2(SSX-2)：这也是一种CTA，大量存在于黑色素瘤、淋巴瘤等，并已据此开展了相关的抗肿瘤疫苗试验。Bricard等[23]在肝癌组织中发现了对SSX-2特异的CD8+T细胞，表明这一靶点的成功开发对肝癌抗肿瘤疫苗治疗也有积极的启示。

3 结 语

癌症免疫治疗在过去十年里经历了迅速的发展，在这个过程中我们深刻且系统地认识了癌细胞表位的抗原特异性，理解了癌细胞逃逸免疫系统的机制，开发了一系列免疫治疗方法[24]。由于其安全性、特异性以及刺激免疫记忆的持久反应等优势，肿瘤免疫疗法获得了2018年诺贝尔生理医学奖。作为免疫疗法的一种，抗肿瘤疫苗是一种开发潜力巨大、涉及多领域交叉的治疗方法，被广泛投入多种癌症的临床试验。尽管目前针对肝癌的抗肿瘤疫苗在临床上缺乏令人满意的治疗效果，但是随着免疫佐剂的革新和多肽疫苗给药策略的不断开发，相信这些抗肿瘤疫苗仍然有巨大的改良空间，尤其是在替代边缘切除、局部消融治疗、肝切除术后控制复发等应用方面。