DC細胞疫苗在腫瘤免疫治療中的研究進展
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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。其中樹突狀細胞(DC)疫苗的臨床應(yīng)用取得了巨大進展。DC疫苗具有許多優(yōu)勢,首先DC細胞是抗原呈遞細胞(APC),負責(zé)攝取、處理抗原并將其呈遞給T細胞以激活免疫應(yīng)答,新抗原只有在被APC吸收并呈遞給T細胞后才能發(fā)揮抗腫瘤作用。其次,把DC細胞當(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被批準臨床使用以來,已經(jīng)進行了數(shù)百項研究和臨床試驗。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疫苗細胞類型
在人類中,根據(jù)發(fā)育、表型和功能標準,已經(jīng)確定了不同的DC亞群,如常規(guī)DC(cDC)、漿細胞樣DC(pDC)和單核細胞衍生DC(Mo-DC)。cDCs根據(jù)其表型又包括兩大類——cDC1和cDC2。
對于pDC,表面標記物主要包括CD123、CD303、CD304和CD45RA,它們特異性分泌I型干擾素(IFN-I),同時將抗原呈遞給T細胞并激活T細胞。對于cDC1,表面標記物主要包括Cleca9A、XCR1和CD141,cDC1具有交叉呈遞和誘導(dǎo)細胞毒性T細胞免疫反應(yīng)的能力,并且還可以顯著刺激同種或自體CD4+T細胞的免疫反應(yīng)。對于cDC2,表面標記物主要包括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行修飾。制備DC疫苗的原理很簡單;颊叩臉渫粻罴毎绑w細胞在體外分離培養(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FDA批準Sipuleucel-T作為第一種治療前列腺癌的DC疫苗。Sipuleucel-T由外周血單個核細胞(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準療法局部釋放腫瘤抗原,以促進DC抗原攝取和腫瘤免疫識別,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,例如免疫原性細胞死亡誘導(dǎo)、mRNA轉(zhuǎn)染,以及通過細胞穿透肽在體內(nèi)將肽輸送到DC細胞。
抗原源選擇是DC疫苗接種的關(guān)鍵。經(jīng)驗證過的分子,如肽、重組蛋白、整個腫瘤細胞或裂解物,已被用作治療性疫苗開發(fā)中的抗原。腫瘤細胞中發(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的疫苗有幾個優(yōu)點。首先,新抗原僅由腫瘤細胞表達,因此可以引發(fā)真正的腫瘤特異性T細胞反應(yīng),從而防止對非腫瘤組織的“脫靶”損傷。第二,新抗原是源于體細胞突變的新表位,它有可能繞過T細胞對自身表位的中心耐受,從而誘導(dǎo)對腫瘤的免疫反應(yīng)。此外,這些疫苗增強的新抗原特異性T細胞反應(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負載的LAA。Mo DC也可以裝載整個凋亡白血病細胞、白血病細胞裂解物或白血病細胞衍生的RNA/mRNA。
使用Mo-DC疫苗治療AML的臨床試驗已證明取得了各種成功。在一項臨床研究中,用自體凋亡白血病細胞致敏的樹突狀細胞在體內(nèi)交叉啟動CD8+T細胞,在四名病情穩(wěn)定期較長的研究患者中,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進行免疫接種可誘導(dǎo)免疫反應(yīng),并增強自體T細胞刺激DC的能力。
DCleu具有更強的抗原呈遞能力、更強的體外抗白血病免疫反應(yīng)和增強的共刺激分子表達。幾項關(guān)于自體DCleu的臨床試驗已經(jīng)報告了有希望的結(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)。在一項白血病DC疫苗試驗中,五名AML患者每兩周接受四次注射,沒有嚴重的副作用。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個月內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),而另外兩名患者死于快速進展的AML。在另一項試驗中,五名患者在通過強化化療獲得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胞毒性T淋巴細胞(CTL)增加,并且可以檢測到WT1特異性CTL。接種疫苗后,在CD4+細胞中檢測到特異性CD8+T細胞和較高的細胞內(nèi)IFN-γ濃度。
在一項使用患者源性AML細胞與自體DC細胞融合的個性化DCleu疫苗的I/II期接種臨床試驗中,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細胞的持續(xù)擴增。在57個月的中位隨訪中,71%的患者仍然存活,沒有疾病復(fù)發(fā),這表明這種個性化疫苗可誘導(dǎo)抗AML細胞免疫,并提供預(yù)防疾病復(fù)發(fā)的保護。目前,截至2021年11月,有8項使用同種異體DC或自體DC以及不同疫苗接種方法治療AML和MDS的臨床試驗正在進行中。
DC疫苗在實體瘤中的臨床進展
黑色素瘤
DC疫苗在黑色素瘤的治療中也得到了廣泛研究。一項臨床研究表明,對免疫檢查點抑制劑耐藥的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者進行過繼性T細胞轉(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)。
另一項針對III/IV期黑色素瘤患者的DC疫苗II期臨床試驗表明,在一年的時間里,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)率高于對照組,80%的患者報告皮內(nèi)DC注射部位出現(xiàn)腫脹和紅斑。另一項研究表明,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。
目前正在進行更多的臨床試驗,截至2021年11月底,在黑色素瘤患者中正在進行總計19次DC疫苗的臨床試驗。
膠質(zhì)瘤/膠質(zhì)母細胞瘤
DC疫苗在GBM患者中開展了大量臨床試驗研究,并證實了其可行性和安全性。其中許多研究報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。在一項膠質(zhì)母細胞瘤自體DC疫苗的大型III期臨床試驗中,接受手術(shù)和DC疫苗接種的患者的平均OS為23.1個月,只有2.1%的患者出現(xiàn)與疫苗接種相關(guān)的3級或4級不良事件。
在另一項對膠質(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疫苗可延長患者的預(yù)期壽命。中位OS為19個月,未觀察到3級或更高級別的不良事件。在另一項DC的疫苗接種的II期臨床試驗顯示,15名可評估患者中有10名顯示CTL反應(yīng)陽性。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項正在進行的針對神經(jīng)膠質(zhì)瘤/膠質(zhì)母細胞瘤患者的DC疫苗臨床試驗。
肺癌
在一項針對晚期肺癌的個性化新抗原DC疫苗的初步臨床試驗(NCT02956551)中,目標有效率為25%,疾病控制率為75%,中位無進展生存期(PFS)為5.5個月,中位OS為7.9個月。
另一項對復(fù)發(fā)性小細胞肺癌(SCLC)患者的DC疫苗(Ad.p53-DC)隨機對照II期試驗表明,該疫苗是安全的,主要具有1/2級毒性和部分3級毒性。不同實驗組的陽性免疫應(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項正在進行的針對肺癌患者的DC疫苗臨床試驗。
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,但進一步的DC疫苗未能取得進展。
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,一項針對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個月后病情緩解,所有患者的免疫反應(yīng)均增強。截至2021年11月底,有5項正在進行的針對前列腺癌患者的DC疫苗臨床試驗。
淋巴瘤
長期以來,DC疫苗免疫療法一直用于淋巴瘤患者。對接種載瘤樹突狀細胞的復(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級或更高級別的不良事件。截至2021年11月底,在淋巴瘤患者中有4個正在進行的臨床試驗。
個性化新抗原DC疫苗的臨床進展
2015年,第一個個性化的新抗原DC疫苗開始在一期臨床試驗中測試。他們招募了3名III期的黑色素瘤患者,并用ipilimumab治療。然后,通過全外顯子組測序和計算機模擬表位預(yù)測識別出體細胞突變,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),共進行三次治療。治療后,觀察到T細胞引發(fā)的免疫反應(yīng)增強,而三名患者均存活,未觀察到自身免疫不良反應(yīng),這表明使用個性化新抗原的DC疫苗是安全可靠的。
在2020年進行的另一項試驗中,首次證明了個性化新抗原DC疫苗在晚期非小細胞肺癌患者中的活性。在這項研究中,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種基于肽的個性化新抗原。同時,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細胞,形成個性化的新抗原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,多項針對個性化新抗原負載的DC疫苗正在進行臨床試驗,這些試驗大多處于第一階段。
DC疫苗的聯(lián)合治療
將個性化新抗原DC疫苗與其他策略(如化療和免疫檢查點抑制劑)相結(jié)合是提高腫瘤治療疫苗療效的一個有效方法。化療被認為是一種免疫治療伙伴,通過增強抗原產(chǎn)生和呈遞以及誘導(dǎo)T細胞免疫反應(yīng)來提高免疫治療效果,在一項臨床試驗中,使用了pp65負載的DC疫苗與劑量強化的替莫唑胺相結(jié)合,結(jié)果顯示,中位PFS為25.3個月,OS為41.1個月,兩者都遠高于新診斷膠質(zhì)瘤患者的統(tǒng)計中位生存期(小于15個月)。
新抗原疫苗與免疫檢查點抑制劑結(jié)合,如抗PD-1、抗PD-L1和抗CTLA-4抗體,被認為能產(chǎn)生強大的T細胞免疫反應(yīng)以殺死腫瘤。在一項I期試驗中,16名黑色素瘤患者使用了MART-1肽負載的DCs和抗CTLA-4抗體tremelimumab的組合,他們獲得了比單獨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)驗證的安全性和療效。隨著以DC為基礎(chǔ)的疫苗療法在實體瘤患者中的應(yīng)用不斷深入,人們越來越有興趣將DC疫苗與常規(guī)化療或免疫檢查點抑制劑相結(jié)合。
此外,用負載新抗原的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疫苗正在進行越來越多的研究和臨床試驗,有可能會帶來一個基于DC的癌癥免疫治療新時代。
參考文獻:
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.
原文標題 : DC細胞疫苗在腫瘤免疫治療中的研究進展

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