Bizalimogene ralaplasmid

摘要:对抗疾病上升和传播最宝贵且成本效益最高的健康措施是疫苗接种。癌症疫苗（CV）是临床肿瘤学家极具前景且有益的工具。众多肿瘤相关抗原为免疫疗法和疫苗接种提供了极好的靶点。为确保抗原持续释放到免疫系统，载体被用于疫苗管理。最近，研究人员专注于可以专门针对肿瘤组织的疫苗输送系统，避免了与系统效应相关的挑战。本章讨论了旨在开发更精确疫苗输送系统以治疗肿瘤的研究。装载抗原的载体在靶向治疗中显示出前景，通过激活免疫系统以触发对疾病抗原的独特免疫反应。这些载体可以被抗原呈递细胞（APCs）主动摄取。有多种载体系统可用，包括物理方法和非物理方法，如类病毒颗粒（VLP）/病毒体、聚合物微粒和纳米颗粒（NPs）、脂质体、古菌脂质脂质体（archaeosomes）、免疫刺激复合物和细胞穿透肽（CPP）。本章将讨论它们在未来CV开发中的潜力以及它们的治疗潜力。 1.引言 1.1.癌症简介 几十年来，癌症一直是死亡的主要原因。然而，开发成功的癌症治疗方法非常具有挑战性。理解恶性肿瘤的病因和癌症细胞扩散过程至关重要。一系列以异常细胞无控制增殖为特征的恶性疾病统称为“癌症”。它被认为是继心血管疾病之后全球第二大死因。2015年，世界卫生组织（WHO）报告称，癌症单独导致了全球5800万死亡中的760万。研究表明，到2030年，全球将有1540万癌症相关死亡，比每年增加1000万例。化疗、放疗和手术是癌症常见且有效的治疗方法。这些治疗的有效性取决于癌症的类型。化疗的一个缺点是它无差别地针对快速分裂的细胞，导致恶性和健康细胞的破坏。放疗和手术的主要限制是它们不能消除转移。因此，仍然需要更有效、伤害更小的癌症治疗方法。研究表明，癌症疫苗（CVs）可能比传统化疗更有效，因为它们与患者的免疫系统协同工作以抑制癌细胞的生长。 1.2.疫苗简介 自1798年爱德华·詹纳首次测试天花疫苗以来，疫苗显著降低了疾病发病率和死亡率，潜在地使它们成为有史以来最重要的医学创新。尽管疫苗无疑已被证明是有益的，但在载体生产、运输和可用性方面的进展将非常有利。路易·巴斯德的“三步”范式——分离、灭活和注射——历史上一直是疫苗开发的基础。然而，随着我们对免疫学、病理学和微生物学的更好理解，疫苗开发正转向更“合理设计”的观点。这些合理设计的疫苗通常由最小成分组成（如亚单位或肽段），这使它们免疫原性较低，但在安全性和生产成本方面提供了优势。预计整合和优化这些方法，连同实施新的剂量和佐剂策略，可以帮助弥合这一效力差距。 1.3.癌症疫苗 CVs通过激活适应性免疫系统工作，最终消除癌细胞，同时通过诱导对肿瘤的免疫反应提供预防性防御。这种方法减少了来自身体不同器官或器官系统的癌细胞的肿瘤复发可能性。这归因于免疫系统识别体内肿瘤细胞的固有能力。抗原作为免疫系统刺激物，为身体对抗癌细胞做好准备。许多调查已经识别出与癌症相关的广泛抗原，其中一些目前正在临床试验和研究中作为CVs使用。现代技术在识别肿瘤中T细胞特别识别的抗原方面取得了重大进展。肿瘤抗原（TAs）可以分为两大类：肿瘤特异性共同抗原和肿瘤特异性独特抗原。由多种肿瘤细胞表达的共享抗原有时被称为肿瘤相关抗原（TAAs）。最有效的免疫疗法剂和/或输送系统与在正常组织中表达程度不同的最合适的TAs协同工作，以实现最佳治疗效果。因此，选择合适的疫苗输送机制对于发展癌症治疗的免疫策略至关重要。 1.4.治疗性免疫疗法 研究人员已经认识到治疗性抗癌疫苗相较于预防性疫苗的必要性。治疗性疫苗在疾病发生后进行管理，旨在完全停止恶性细胞的生长或控制转移和疾病复发。在针对癌症的免疫激活中涉及的主要因子是抗原呈递细胞（APCs），特别是树突状细胞（DCs）。通过针对肿瘤微环境（TME）中的DCs，可以将促进肿瘤生长的炎症转向杀伤肿瘤模式。DC特异性抗体和DC激活剂，结合癌症特异性抗原，诱导强烈的抗原特异性CD4+和CD8+ T细胞介导的免疫反应。在触发细胞介导的免疫反应后，癌细胞被干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、趋化因子和接触介导的细胞毒性所破坏。许多纳米颗粒（NP）/脂质体配方包含靶向分子，如抗体和免疫调节剂，以及肿瘤特异性抗原，以促进APCs的激活，主要是DCs。由于其大小和组成，纳米配方很容易被DCs摄取，导致T细胞和抗体反应。大多数治疗性疫苗接种技术通过DC介导的抗原特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应导致肿瘤退缩。这些配方设计交付的货物（抗原/抗体/Toll样受体（TLR）配体/细胞因子，见图1.1）用于进一步分类这一部分。 图1.1 癌症疫苗诱导免疫的机制途径。 在过去20年中，对肿瘤疫苗和免疫学的研究，这些都是当前癌症治疗的诱人替代品或补充品，已显著增加。这些方法旨在刺激患者的免疫系统识别和消除肿瘤细胞。它们提供了几个重要优势，包括能够： 诱导针对性的肿瘤细胞死亡，对健康非肿瘤细胞的伤害最小； 通过系统性诱导抗肿瘤免疫反应，同时针对原发性和继发性转移； 产生免疫记忆，为未来潜在的肿瘤复发提供长期保护。 2.疫苗输送系统 2.1.物理方法 DNA疫苗诱导的免疫反应类型可能因其管理方法而异。DNA可以通过静脉内（I.V.）、皮下（S.C.）、肌肉内（I.M.）或鼻内（I.N.）给药。一些研究表明，皮肤给药具有免疫学优势，与传统给药方法相比，具有更强的免疫反应。然而，由于缺乏能够一致且准确将疫苗输送到皮肤的有效给药系统，皮肤免疫接种的结果有时不明确。疫苗管理的鼻途径也因其局部和系统效应而受到关注。然而，缺乏有效的疫苗配方和安全的鼻内给药方法。当前研究正在调查基于聚丙烯酸盐聚合物的颗粒系统以增强粘膜免疫反应。标准疫苗通常使用皮内（I.D.）或皮下（S.C.）接种。在各种动物模型和临床研究中，肿瘤内和/或淋巴结内疫苗接种已被证明比其他方法更有效。在“癌症研究进展”中报告的一项研究报告中，皮下初次免疫后序贯进行静脉加强疫苗接种比单独任一管理方法产生了更强的抗肿瘤效果。注射途径可能受到几个因素的影响。最近的发现表明，使用生物弹道方法，如基因炮或Biojector 2000，可以提高效率。在小鼠上进行的研究表明，与针头注射相比，需要100倍更少的DNA就能引发抗体反应。生物弹道和针头注射可能导致不同的免疫反应。基因枪通常诱导DNA疫苗的T辅助型2（Th2）反应，而针头注射通常引发Th1反应。这种差异可能归因于使用更高的注射剂量。需要注意的是，这种结果并不常见。先前的研究表明，使用未经任何涂层的裸露DNA疫苗的基因枪输送会导致Th1偏向的免疫反应，表明基因枪轰击中使用的Au颗粒可以改变产生的免疫反应。此外，无论途径如何，某些抗原都可以影响免疫反应。增加表达DCs的抗原数量的一些技术包括激光疗法前的皮内注射、电穿孔前的肌肉内注射和微胶囊疫苗的肌肉内注射。以下讨论通过物理输送增强基于基因的免疫接种的策略。这些方法也在图1.2中描述。 图1.2 通过物理方法进行癌症疫苗递送的不同方法。 2.1.1.纹身 最近，纹身被提出作为一种将脱氧核糖核酸（DNA）物理注入表皮细胞的方法。这种方法与用于天花疫苗接种的有效策略相似，因为它似乎加快了强健宿主防御和有效免疫的发展。免疫后抗原的快速和零星合成可能解释了这种效果。研究表明，与皮内注射和基因枪递送相比，DNA纹身后的基因表达更高。通过纹身进行DNA转移似乎与肌肉内注射相比，导致不同的基因表达模式。在一个实验中，肌肉内（I.M.）注射100微克DNA导致至少比纹身20微克DNA高出10倍的基因表达峰值。纹身后基因表达立即增加，然后在接下来的四天内逐渐减少。相比之下，观察到肌肉内注射DNA后基因表达水平升高，峰值出现在七天后，可能持续长达30天。尽管DNA浓度较低且基因表达减少，但与肌肉内DNA注射相比，纹身DNA诱导了更强的细胞和体液免疫反应对抗原。此外，已经研究了通过纹身或肌肉内针头注射施用的DNA疫苗的有效性，与两种添加剂：心脏毒素和含有小鼠GM-CSF的质粒DNA（pDNA）的效果。本研究中使用了编码L1主要衣壳蛋白的人乳头瘤病毒16型（HPV16）基因作为模型抗原。结果显示，肌肉内给药分子佐剂显著提高了HPV16 L1 DNA疫苗的效果。此外，纹身设备施用的HPV16 L1 DNA比肌肉内针头递送配合分子佐剂产生了更强更快的体液和细胞免疫反应。然而，当需要更即时和强大的免疫反应时，纹身递送DNA是一种实用且经济的技术，可以应用于实验室。纹身导致几个小的机械损伤，随后出血、坏死、炎症和皮肤再生，这无意中增强了免疫系统。因此，纹身“仅”部分取代了佐剂的作用。 2.1.2.基因枪 基因枪是一种生物弹道装置，允许DNA通过使用附近的室击中目标DNA直接进入细胞。通过体外或体内基因枪技术，包括原代培养和知名细胞系在内的各种体细胞类型，已被作为悬浮或粘附培养物移植。这些事件导致树突状细胞（DCs）扩展和迁移到附近的淋巴组织，在那里它们启动T细胞以目标方式响应抗原。最近，使用TAA、人类gpl00和报告基因测定作为实验平台，进行了针对黑色素瘤的皮肤疫苗接种。研究发现，在不同类型的癌症中，包括肺癌、乳腺癌、膀胱癌和结直肠癌中，表皮生长因子受体（EGFR）蛋白高度表达。在一项小鼠实验中，通过三种不同的技术传递编码人类EGFR外域的pDNA来评估免疫和抗癌反应：肌肉内针头注射（I.M.）、镀金的DNA基因枪和未镀金的DNA基因枪。在动物肺癌研究中，未镀金pDNA基因枪注射显示出最大的抗肿瘤效果和CTL活性。这些发现可能指导未来人类临床试验中使用的DNA疫苗的开发。创建一个针对表达该基因的恶性肿瘤的EGFR DNA疫苗可能需要DNA免疫。此外，发现由胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤组成的CpG基序可以修改基因枪轰击后在引流淋巴结（LN）中建立的Th2型细胞因子环境。发现表明，插入CpG基序可以提高局部LN中白介素（IL）-12 mRNA的水平，无论它是通过皮内注射、肌肉内注射还是基因枪轰击给药。这些结果表明，CpG基序注射在局部LN中诱导了T辅助细胞类型1（Th1）偏向的环境。DNA疫苗和CpG基序的结合可以激活Th1免疫反应，并作为一种“警告信号”。与常规肌肉内（I.M.）注射相比，使用基因枪进行皮内（I.D.）给药被发现是施用人类乳头瘤病毒（HPV）DNA疫苗最有效的方法。最近，有报道称可以使用低压下的基因手枪传递无载体裸DNA。与金颗粒包被的DNA免疫相比，无载体无保护的预防性HPV DNA疫苗有效地减少了局部皮肤损伤。通过与金颗粒层HPV DNA疫苗进行比较，研究人员确定它也能增强对HPV抗原的T细胞免疫并改善抗肿瘤效果。最近的临床调查使用了一种名为Sig/E7detox/HSP70 DNA疫苗的HPV16 DNA疫苗，该疫苗编码与HSP70连接的信号肽与HPV16 E7（E7 detox）的抑制变体。在之前的研究中，使用三种不同的递送方法施用了pNGVL4a-Sig/E7（detox）/HSP70疫苗：针头肌肉内注射、生物喷射器和基因枪。目的是评估抗原和抗肿瘤反应。基因枪DNA免疫方法产生的E7特异性CD8+ T细胞数量最多，与针头肌肉内注射和生物喷射器给药相比。 2.1.3.超声波 为了促进细胞内DNA的融合，细胞膜可以通过超声波（US）暂时性破坏。此外，治疗性超声波与微泡造影剂的结合可能提高基因转染的效率。这一过程使得DNA能够直接且成功地转移到细胞质中。虽然已经使用这种技术将蛋白质送入细胞，但尚未将抗原引入树突状细胞（DCs）用于癌症免疫疗法。体外和体内研究表明，使用US技术可以促进裸pDNA进入结肠癌细胞。此外，在小鼠鳞状细胞癌模型中，在US处理前进行裸pDNA的肿瘤内注射增强了DNA的运输和基因表达。目前，US正在临床环境中进行研究。Memgen开发的CV在加州大学圣地亚哥分校进行的II期研究（ID：NCT00849524）中，反复通过静脉（I.V.）给药给患有慢性淋巴细胞性白血病/小淋巴细胞性淋巴瘤（CLL/SLL）的患者。 2.1.4.电穿孔 在这种方法中，对皮肤施加电脉冲，导致暂时性孔隙形成，促进DNA细胞内进入。一旦移除电能，皮肤就会恢复其结构，并由于孔隙关闭而保持免疫原性物质。历史上，毫秒和微秒脉冲已在电穿孔（EP）中得到应用。最近的研究探索了使用极强纳秒电脉冲（10-300纳秒）在极高强度（10-300千伏/厘米）下直接将DNA转移到细胞核。EP可以通过增加蛋白质表达，释放炎症趋化因子和细胞因子，吸引如巨噬细胞和DCs的APCs到EP部位来增强免疫反应。与单独肌肉内DNA注射所达到的水平相比，EP介导的pDNA传输增加了抗原特异性的体液和细胞免疫反应。已证明，在体内，EP在小型和大型动物中都能可靠地增强免疫反应，表明其在人类中的潜在应用。随后EP和US之间的比较显示了使用EP转染骨骼肌与暴露的pDNA的有效性。在最近的研究中，已经证明单独在小鼠中通过EP给药pDNA已被证明是成功的作为增强免疫。这种成功可能归因于EP增强疫苗所达到的高水平抗原生成。值得注意的是，与使用两剂DNA和EP剂量相比，这种方法显示出更大的成功。这种策略特别吸引人，因为它消除了需要两种不同的疫苗类型。例如，研究表明，当使用表达结肠癌细胞CT26的CTL表位AH1的DNA疫苗时，疫苗的剂量和体积显著影响小鼠的启动和肿瘤保护效率。动物模型已被用来研究EP驱动的DNA疫苗策略治疗前列腺癌。为了有效刺激针对表达前列腺抗原的肿瘤的抗肿瘤免疫反应，通过肌肉内介导的EP在体内给药编码phPSA的质粒。结果表明，phPSA疫苗治疗显著延缓了恶性肿瘤的进展并延长了动物的寿命。研究人员采用了多种策略来开发最佳的HPV DNA疫苗，包括融合E6和E7肿瘤抗原（E6/E7）、组织型纤溶酶原激活剂（tpa）信号序列、包含CD40配体（CD40L）和Fms样酪氨酸激酶3配体（Flt3L）。当E6和E7融合（E6/E7（Co））时，E6/E7抗原特异性CD8(+) T细胞反应减少，但预防性抗肿瘤影响增加。与CD40L相关的HPV DNA疫苗相比，Flt3L融合的HPV DNA疫苗显示出改善的治疗抗肿瘤结果和增加的E6和E7特异性CD8+ T细胞反应。在卡罗林斯卡大学医院进行的I/II期临床调查中，Chron Vac-C，一种治疗性DNA疫苗，通过EP给药给以前感染过病毒的患者，以通过增强免疫反应加快他们的康复。这项临床试验在瑞典医院的胃肠病学和传染病诊所进行。这是最早使用EP技术给人们使用的针对传染病的DNA疫苗之一。为了通过MHC类I途径增强抗原处理和传递，并增强细胞毒性CD8+ T淋巴细胞的产生，有必要通过与免疫刺激性分子如钙网蛋白（CRT）的相互作用将TAs亚细胞定位。即使在当前的进步下，找到一个可靠的DNA递送机制仍然是确保免疫治疗方法有效性的关键。在比较三种疫苗接种技术的研究中——传统的肌肉内（I.M.）注射、通过电穿孔（EP）介导的I.M.递送和表皮基因枪介导的粒子递送——使用了pNGVL4a-CRT/E7（detox）DNA疫苗。结果表明，EP是免疫E7最有效的方法，因为它产生了最大量的E7特异性细胞毒性CD8+ T细胞。 最近，几种HPV DNA疫苗已经成功地使用电穿孔（EP）技术给猕猴和老鼠模型生物进行了接种。其中一种疫苗是VGX-3100，它包含针对HPV亚型16和18的E6和E7蛋白的质粒。目前，该疫苗正在进行I期临床试验。建议有CIN 2或3病史的个体以及接受过手术的人接种这种疫苗。Cyto Pulse比以往的肌肉内电穿孔技术更有效地特异性针对皮肤细胞。Cyto Pulse开发了两种临床疫苗输送设备，DermaVax和Easy Vax。Easy VaxTM专注于皮肤的表皮层，广泛用于预防性病毒疫苗接种。另一方面，Derma VaxTM主要针对皮肤的真皮层。这种方法适用于需要强烈免疫反应和高剂量的情况，如基因治疗和癌症疫苗（CVs）。Derma Vax将在进行中或计划中的临床研究中使用。其中一项研究，编号NCT01064375，旨在使用ID EP（El-porCEA）创建一种DNA疫苗来治疗结直肠癌。该研究评估了CEA DNA免疫技术在结直肠癌患者中的免疫原性和安全性。 2.1.5.激光 体外研究表明，激光束可以将能量（首次高达20兆电子伏）传递给目标细胞，通过局部热效应改变膜的通透性。对于药用用途，需要额外的能量（高达250兆电子伏）。最近，这种尖端方法被描述为提高注射质粒的转染效率的有效方式，并在T细胞和体液免疫中引发针对抗原的免疫反应。这种新方法仅在少数试验中使用，显示出开发治疗性HPV DNA疫苗的巨大潜力。 2.1.6.喷射注射器 喷射注射器用于将雾化的药液或悬浮液注入皮肤，使用弹簧机制或压缩气体（通常是二氧化碳、氮气或氦气）包含在一个小药筒或大罐中。这种方法允许药物直接到达肌肉或更深入地穿透皮下或真皮层。 2.1.6.1.液体喷射注射器 液体喷射注射器正在开发为一次性和多次使用组件。对于像糖尿病这样的慢性疾病，使用可重复使用的设备来每天给予持续效果的剂量。预装药物的可更换设备用于办公室基础免疫、大规模疫苗接种和紧急情况，如治疗过敏和偏头痛发作。 这些设备在不需要针头的情况下对液体进行加压，这会在皮肤上形成孔。压缩气体或弹簧可以用作动力源。这导致压力配置文件较低，将剩余的液体推入皮肤。由于药物已经是液体形式，因此无需重新配制。 Walther等人已经证明，使用注射器、有限喷射注射少量暴露的pDNA用于半乳糖苷酶（LacZ）和绿色荧光蛋白靶基因范式，可以成功且安全地在各种临床前癌症模型中进行非病毒基因转染。对喷射注射的肿瘤进行定性和定量分析，揭示了有效的基因转录、增加的肿瘤内分散和深入的DNA渗透。基于这些有趣的临床前数据，进行了一项I期基因交换实验，使用喷射注射将微量的pDNA肿瘤内注射。通过定量和定性检查LacZ在mRNA和蛋白水平的表达，评估了基因转移的效率。这个实验的结果证明了这种方法在治疗局部可及的转移性实体瘤如黑色素瘤、乳腺肿瘤和其他类型的恶性肿瘤方面的有效性。对使用喷射注射器输送小干扰RNA的临床前研究也显示出额外的癌症基因治疗应用的潜力，包括DNA疫苗接种、免疫基因治疗和基因抑制技术。此外，体内喷射注射输送人TNF-α作为CD的自杀基因显著减少了肿瘤进展。 然而，液体喷射注射器也有一些缺点。它们需要精确的动力源控制，以准确可靠地向不同的皮肤类型或同一个人的皮肤的不同区域输送疫苗。喷射的高速冲击血管和神经，导致出血和不适，可能会降低患者的依从性。 2.1.6.2.固体剂量注射器 以固体形式交付的疫苗的稳定性，无论是药物还是变应原，都消除了对冷链储存的需求。这允许同时给予初始剂量和加强剂量，增强了患者的依从性。一种交付固体配方的方法是Powderject方法，它使用氦气驱动的设备将药物以超音速推进到皮肤的外层。药物颗粒由氦气微缸中的压缩气体加速，使它们在激活时能够穿透皮肤。使用时，设备直接应用于皮肤。Corgentech和辉瑞都在探索这项技术，分别用于开发局部麻醉剂和在金载体颗粒上交付DNA疫苗。另一种方法是滑块固体剂量注射器方法，其中手动操作器推动药物。操作器由一个小型固体杆组成，包含药物和辅料。当达到预定的弹簧力时，操作器自动启动并给予药物。推动动作至关重要，因为它确保了药物一致且受控地输送到皮肤的深层，无论皮肤类型或位置如何。这与Powderject方法不同，在Powderject方法中，建立一致且有效的治疗率可能是具有挑战性的。在需要给予多个剂量的情况下，操作器可以设计为可重复使用的设备，带有预装药物盒，以方便使用。 2.1.7.微针（MN） 微针（MN）由多个微结构投影组成，涂有药物或疫苗。它被应用于皮肤以将活性物质皮内输送，绕过角质层。与依赖扩散的经皮给药系统不同，MNs手动暂时性地破坏表皮，促进药物或疫苗进入其目标部位。由于它们的尺寸很小（直径1微米，长度1到100微米），MNs与普通针头不同。它们可以由各种材料制成，如金属、硅、二氧化硅、聚合物、玻璃等。MNs可以设计得足够短，以避免神经末梢，同时仍然到达角质层，减少不适、感染或受伤的风险。空心MNs、实心MNs、涂有药物的MNs和可溶解MNs是不同设计中的一部分。这些设计通过各种机制使药物的给药成为可能，允许研究治疗时间控制。实心MNs通常用于组织预处理，以增强治疗药物向选定组织的输送。在这里，微小针头的引入及其随后的移除在组织中创造了只有几纳米宽的孔，允许后来应用的氢凝胶或药物溶液到达更深的组织层。另一方面，MNs可能具有分层结构，下层输送治疗化学品，上层为穿透目标组织提供机械支持。通过这种方式，MNs应用后，不同的MN层将分解，允许治疗分子流入组织。基于癌症免疫的免疫接种旨在动员宿主的先天免疫来破坏肿瘤组织。这些方法通常侧重于将疫苗输送到皮肤，皮肤是身体最大的免疫器官，含有丰富的APCs，如巨噬细胞、朗格汉斯细胞和DCs。这些APCs可以激活T和B细胞，从而引发对肿瘤的更广泛的免疫反应。为了实现这一目标，研究人员正在研究含有免疫刺激佐剂和/或抗原的MN贴片的使用。Zaric等人通过结合甲基乙烯基醚和顺丁烯二酸酐MNs与OVA负载的PLGA NPs，展示了一种刺激免疫系统对抗表达OVA的B16黑色素瘤肿瘤的方法。作者在这一过程中使用了水包油双乳液技术来生成OVA负载的PLGA NPs用于MNs，然后将NPs添加到甲基乙烯基醚和顺丁烯二酸酐的溶液中（19×19阵列）。这些研究人员观察到MNs能够穿透小鼠皮肤并达到真皮层和附近的DCs在体外测试中。研究人员还观察到，转染的DCs能够迁移到近端LN，在那里它们可以激活CD8+ T细胞并诱导产生如IFN-γ等细胞因子。此外，这种由MNs释放NPs触发的免疫系统激活，导致表达OVA的B16黑色素瘤肿瘤生长延迟了13天。同样，Kim和同事开发了一种使用Pluronic F127和聚乙二醇（PEG）的MN贴片，以同时共输送resiquimod（R848）和TAs。人TLR7和TLR8作为R848的配体，表达在巨噬细胞、树突状细胞和B细胞等免疫细胞上。R848与TLR7/8之间的相互作用导致IL-12、IFN-γ和TNF的产生，随后触发针对抗原的体液和Th1免疫反应。在这项研究中，使用表达OVA的淋巴瘤细胞允许同时给予OVA，将免疫反应集中在由E.G7-OVA组成的肿瘤异种移植物上。 聚二甲基硅氧烷（PDMS）模具被用来沉积Pluronic F127/R848和PEG/OVA的混合物，然后在室温下在真空中固化，之后被切割成一个包含49个金字塔形针头的微针（MN）阵列。发现这些微针可以穿透小鼠的皮肤并将有效载荷释放到附近的细胞中。作者还观察到溶解的微针形成了纳米胶束，可能有助于R848和OVA分布到RAW264.7细胞中，从而诱导巨噬细胞成熟和细胞因子释放。体内实验表明，装载R848和OVA的微针可以迁移到淋巴结并激活皮肤抗原呈递细胞（APCs）。 另一方面，微针可以被设计为基于抗体的免疫疗法，旨在克服或绕过肿瘤细胞发出的免疫抑制信号。Ye及其同事开发了一种由透明质酸（HA）组成的微针阵列，用于向B16F10黑色素瘤肿瘤递送1-MT和抗PD1抗体。通过特别针对T细胞表达的PD-1受体，抗PD1抗体可以逃避癌细胞的抑制信号，允许T细胞激活。 2.2.病毒和非病毒递送系统（非物理的） 2.2.1.病毒载体 2.2.1.1.病毒载体 病毒的遗传物质可以被改变以递送转基因到感染的细胞中，因为它们天生具有免疫原性。然而，使用病毒载体在临床试验中的有效性并没有产生与传染病研究相似的结果。重组病毒可以在免疫细胞中表达转基因，特别是抗原呈递细胞（APCs）如树突状细胞（DCs）。这导致肿瘤抗原（TAs）向细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）的呈递增加，从而更频繁和强烈地攻击肿瘤细胞。抗原由疫苗载体表达。 病毒可以自然感染人类细胞并引发T细胞和体液反应，使它们适合作为疫苗递送方法。某些病毒可以被修改为特别针对肿瘤细胞或具有固有的溶瘤特性。溶瘤病毒疗法（OVT）被广泛用于癌症治疗，因为它可以选择性地裂解肿瘤细胞并诱导对病毒和肿瘤抗原的免疫反应，导致长期记忆T细胞的产生。溶瘤病毒不仅可以直接裂解细胞，还可以被基因修改为疫苗疗法的递送载体。腺病毒、单纯疱疹病毒、副粘病毒、弹状病毒、牛痘病毒和其他病毒株是递送机制的可行选择。 腺病毒已被广泛研究作为治疗乳腺癌的溶瘤病毒平台。这是因为与健康组织相比，乳腺癌细胞中E2F-1的表达更高。腺病毒基因组策略性地位于E2F-1启动子下游，允许通过整合免疫调节元素IL-15进行选择性病毒疗法。Yan等人通过创建一个整合E2F-1启动子和IL-15的重组腺病毒载体来证明这种复制选择性病毒疗法。由Zhu等人开发的另一种重组腺病毒，通过hTERT启动子控制腺病毒E1A基因，并通过缺氧响应元素（HRE）启动子控制腺病毒E1B基因。这种重组腺病毒还包括IL-24基因，它诱导肿瘤特异性凋亡并抑制肿瘤细胞生长。 逆转录病毒，特别是RNA病毒，可以被用作DNA递送载体来管理恶性肿瘤，当病毒蛋白gag、pol和env被移除时。重组逆转录病毒载体有能力表达肿瘤细胞特有的转基因。GDEPT（基因导向酶前药疗法）利用重组逆转录病毒将非活性药物转化为肿瘤细胞内特有的活性有毒代谢物。MetXia-P450逆转录病毒载体在减少MDA-MB-231乳腺癌异种移植模型中恶性组织的生长并对T47D乳腺癌细胞对环磷酰胺（CTX）敏感方面显示出有希望的结果。Rexin-G是一种单独的疫苗方案，用于治疗包括乳腺癌在内的各种实体癌。它基于重组复制无能逆转录病毒载体，并表达促进凋亡和抑制血管生成的合成人类cyclin G1转基因。 TLRs 3和9可以被细小病毒-H1利用以刺激人类免疫系统，这触发了一个NF-κB依赖的适应性免疫反应。从乳腺癌患者的肿瘤中分离出的原发性乳腺癌细胞比正常细胞对H1PV有更高的亲和力。重组HIPV也已被用于癌症免疫疗法。具有增加的炎症细胞因子（IFN-γ和TNF-α）转基因的基因修饰HIPV显示出治疗益处。 病毒载体-DC疫苗和病毒载体-CAR T是病毒介导疫苗递送的两种关键方法。用转基因技术靶向DC已被证明是引导免疫反应朝向耐受或免疫的有效策略。使用病毒载体遗传修饰DC的关键优势是通过这种方法实现的DC成熟度增强。在Chen等人的一项体外研究中，与Ad5一起传递ErbB-2/neu基因的DCs导致了对过度表达该基因的乳腺癌细胞系的治疗性和保护性免疫。 最近对癌症疗法的研究集中了很多注意力在使用CAR修饰的T细胞和溶瘤病毒一起针对和指导实体瘤。已经探索了将基于基因的疫苗或治疗性转基因递送到实体恶性肿瘤的肿瘤微环境（TME）的潜力。病毒载体与肿瘤特异性T淋巴细胞的相互作用被发现可以增强它们的效应能力。患有血液学恶性肿瘤的患者从CAR修饰的T细胞中显示出显著的好处。根据Bajgain等人的发现，共表达倒置的细胞因子受体（4/7ICR），它连接IL4受体外域和IL7受体内域，通过转化抑制性IL4信号，增强了CAR T细胞在体内乳腺癌模型中的抗癌活性。 2.2.1.2.细菌载体 Busch和Fehleisen首次建立了癌症和细菌（化脓性链球菌）之间的联系。他们发现在癌症患者中由该生物引起的丹毒感染抑制了肿瘤生长。在19世纪，William Coley利用减毒的粘质沙雷菌和化脓性链球菌组合来治疗骨骼和软组织肉瘤。这种混合物被命名为Coley毒素。这一发现激励研究人员专注于寻找和利用细菌菌株或其产品来治疗不同的癌症。实际上，某些细菌成分，包括外毒素，已被发现能直接启动对肿瘤细胞的抗癌作用，而不是间接效果。使用细菌作为具有治疗价值的转基因递送系统提供了许多好处。在恶性细胞的厌氧条件下，像梭菌这样的特定细菌种类非常活跃和移动性强。由于它们能够到达难以接触的肿瘤区域，以及肿瘤细胞的高代谢活性使它们对化疗产生抗药性，细菌被认为是递送抗癌药物或基于基因的疫苗以治疗恶性肿瘤的潜在选择。 用于乳腺癌疫苗的最常见细菌种类包括鼠伤寒沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌、新威氏梭菌、丁酸梭菌、长双歧杆菌、青春期双歧杆菌和大肠杆菌。鼠伤寒沙门氏菌和梭菌据报道被用作溶瘤载体。在引入抑制的S. Typhimurium和长双歧杆菌以及合成TRAIL等分子的载体后，显著减缓了肿瘤的生长，显示出宿主基因组中凋亡基因（自杀基因）的转录增加。通过破坏细胞周期并触发细胞死亡，通过产生p53和Bax，由铜绿假单胞菌产生的阿祖林蛋白破坏恶性细胞并阻止乳腺癌和黑色素瘤的生长。为了测试细胞因子LIGHT（也称为TNFSF14或HVEM-L）在Balb/c小鼠D2F2乳腺癌模型中的有效性，Loeffler等人创建了一个嵌合的S. Typhimurium VNP20009菌株。S. typhimurium RE88与表达Fra-1和IL-18的DNA疫苗联合使用，预防了乳腺癌的生长和转移，这激活了免疫细胞（T细胞、自然杀伤（NK）细胞和DC）并阻断了血管生成。通过口服给予转基因S. typhimurium SL3261和人粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子（hGM-CSF），体内减缓了4 T1乳腺癌的进展。经过减毒的鼠伤寒沙门氏菌菌株通常被用作人类和兽医学中的活载体。已经证明人类对用于疫苗管理的减毒沙门氏菌（S. typhimurium和S. typhi）反应良好。革兰氏阳性细菌单核细胞增生李斯特菌可以利用溶血素、李斯特菌溶素O和磷脂酶等形成孔的酶从吞噬体中逃逸并进入细胞胞质。这为疫苗递送提供了一个多功能的载体，并实现了更有效的基因转移。许多研究表明L. monocytogenes作为癌症治疗递送系统的效力。在Wood等人的一项研究中，使用针对CD105（Lm-LLOCD105A和Lm-LLOCD105B）的基于李斯特菌的疫苗治疗了乳腺癌小鼠模型。PROSTVAC疫苗，也称为PSA-TRICOM，包括重组禽痘-PSA-TRICOM增强剂和重组牛痘-PSA-TRICOM（前列腺特异性抗原加上三个共刺激分子的TRIad）的初始注射。在II期临床试验中，患有转移性、激素难治性前列腺癌的个体接受了PSA-TRICOM。 2.2.1.3.类病毒颗粒（VLPs） 被称为VLPs的高度结构化的、极其重复的结构，由病毒衣壳蛋白包装而成。这种衣壳蛋白的高密度提供了许多构象病毒表位，可以诱导强大的免疫反应。重要的是，VLPs是由病毒衣壳蛋白自行组装而成，没有任何病毒致病核酸。由于它们无法复制，它们提供了一种相对于通常用于免疫的减毒病毒的潜在更安全的选择。第一个基于VLP的疫苗针对乙型肝炎病毒（HBV）。在20世纪60年代末，Baruch Blumberg博士偶然发现了急性和慢性乙型肝炎患者血清中的独特澳大利亚抗原。他还提供了VLP生产的初步具体证据。在随后的年份中，电子显微镜被用来研究病毒形态，在20世纪80年代初，使用酵母表达系统首次组装了HBV VLPs。 伽马疱疹病毒EBV是人类发现的第一种致癌病毒，它攻击上皮细胞和B细胞。EBV与多种恶性肿瘤有关，包括淋巴瘤、胃癌和鼻咽癌，这些疾病可能发生在免疫功能正常和免疫功能低下的个体中。EBV也是单核细胞增多症的主要原因。为了开发另一种EBV疫苗模型，将EBV的gp350/220与新疾病病毒的融合F蛋白融合，使得gp350/220外域以VLP颗粒形式呈现。利用中国仓鼠卵巢细胞生产EBV-VLPs，并对BALB/c小鼠进行免疫。这导致了持久且针对性的抗体反应，即使不使用佐剂，也能在体外抑制EBV感染。为了创造一种多价疫苗，将对EBV入侵至关重要的糖蛋白gH/gL或GB、EBV核抗原1和表达在所有EBV感染细胞表面的潜伏膜蛋白2（LMP2）也纳入VLPs中。gH/gL-EBNA1和GB-LMP2 VLPs成功地在CHO细胞中生产，无需使用佐剂，并证明了它们在BALB/c小鼠中诱导高中和抗体滴度或EBV特异性T细胞反应。因此，这些EBV-VLPs可以作为治疗EBV相关恶性肿瘤的有效治疗性疫苗，以及预防EBV感染的预防性疫苗。表1.1显示了一些作为CV递送剂的VLPs的例子。 2.2.1.4.病毒体 这些极小的圆形单层脂质膜囊泡（150纳米）缺乏通常包含原始病毒遗传物质的核衣壳。然而，它们装满了病毒膜蛋白，如流感病毒中的血凝素和神经氨酸酶。这些蛋白使病毒体膜能够通过与免疫系统细胞融合，直接将其内容物——特定抗原——传递给靶细胞。这一过程即使在免疫原性较弱的病原体存在的情况下也能触发特定的免疫反应。一旦抗原被传递，细胞内的病毒体被完全消除。与其他脂质体和蛋白脂质体载体系统不同，病毒体的免疫学特性受到夹在磷脂双层之间的病毒蛋白的强烈影响。这种插层不仅为病毒体配方提供了结构稳定性和均匀性，而且还决定了抗原的表位是否位于病毒体表面（PeviPROTM）或内部，从而影响病毒体配方诱导的免疫反应类型（PeviTERTM）。使用PeviPROTM会触发免疫学体液反应，导致由于细胞内体中抗原的分解而呈现MHC II抗原。除了在体内引起CD4+和CD8+阳性反应外，PeviTERTM产生的抗原还可以产生强烈的CTL反应。病毒体封装确保通过MHC I途径正确呈现抗原，因为抗原自然地被送入抗原呈递细胞的细胞质中。 2.2.2.非病毒载体 2.2.2.1.阳离子和可生物降解聚合物 最近，制药研究和工业利用阳离子和其他碳水化合物聚合物的能力来调节药物、蛋白质、抗生素、肽、DNA或疫苗的分布。近年来开发了多种系统，如聚赖氨酸及其共轭物、壳聚糖、聚乙烯亚胺（PEI）、脂多胺、二乙基氨基乙基-右旋糖酐（DEAE-右旋糖酐）、聚酰胺胺（PAMAM）树状聚合物、右旋糖酐过氧物酶多阳离子和右旋糖酐过氧物酶多阳离子。包括树状聚合物（高度分支的PAMAM）和壳聚糖（一种可生物降解的线性氨基多糖）在内的许多阳离子聚合物，已被检查其基因转移能力。此外，壳聚糖可以通过静电相互作用与带负电的DNA（多聚体）形成复合物。最近，使用基于渗透的方法生产了壳聚糖和壳聚糖/DNA纳米球。PEI和聚（L-赖氨酸）（PLL）作为基因治疗的聚合物进行了广泛研究。由于它们的性质，可以在PEI聚合物的表面附加靶向配体和/或PEG，为基因载体提供立体稳定性。当聚乙二醇化PEI多聚体与肿瘤特异性配体共轭并静脉给药时，转染效率比聚乙二醇化（无转铁蛋白）PEI多聚体提高了五倍。研究人员研究了阳离子多聚电解质对体外恶性细胞和植入艾氏肉瘤或引起腹水的小鼠白血病（L5178Y）的影响。在肿瘤移植后5天，高分子量PEI、聚乙烯胺和PPI在中性pH下给药，导致实体艾氏肉瘤小鼠的肿瘤生长减少了10%到40%。唯一能延长由白血病细胞引起的腹水小鼠寿命的物质是PPI。因此，阳离子聚合物可能通过直接与肿瘤细胞静电相互作用并诱导宿主的一般免疫反应而有用。2013年，一种溶瘤腺病毒（Ad-DB7-U6shIL8）（oAd/PNLG）被涂覆了聚合物N-（2-氨基乙基）-2-氨基乙基甲氧基聚（乙二醇）-b-聚-N-L-谷氨酸（PNLG）聚合物。2014年，另一种阳离子聚合物被创造出来，这次特别设计了精氨酸部分以促进低水平和高水平的CAR表达。mPEG-PEI-g-Arg-S-S-Arg-gPEI-mPEG（PPSA）具有生物可还原的二硫键以减少细胞毒性，并具有几个精氨酸功能部分以增加转基因表达。溶瘤腺病毒（DWP418）在与PPSA复合后（DWP418/PPSA），被瘤内注射到CAR阴性MCF7异种移植小鼠中。结果表明，与裸露的DWP418相比，DWP418/PPSA提供了更强的抗肿瘤效果。 2.2.2.2.微粒（MPs）作为疫苗递送载体 作为疫苗递送工具，微尺度颗粒或胶囊相较于可溶性抗原具有优势。通过使用MPs，它们还可以提供持续的抗原释放、延长的抗原呈递，以及将抗原和佐剂同时传递给同一APC，大量抗原可以被传递给APCs。佐剂和抗原可以被共同封装在单个颗粒中、分开放置，或集体附着在其表面。能够增强和延长免疫反应的疫苗分布的最佳尺寸范围仍然不明确，如引用研究的发现所示。文献中包含许多使用各种可生物降解颗粒配方作为CVs的临床前研究。这些用于CVs的颗粒已使用众所周知的基于聚(α-羟基酸)的聚合物制成，如聚乳酸(PLA)和PLGA，以及更多实验性的聚合物，如聚酸酐。来自聚酸酐的MPs被报道具有固有的免疫佐剂属性。这类聚酸酐的例子包括2,6-二氧杂辛烷和1,8-双(p-羧基苯氧基)-3,6-二氧杂辛烷(p-羧基苯氧基)己烷。合成佐剂CpG和OVA使用双乳液溶剂蒸发技术共载于聚酸酐颗粒（直径1-3微米）。这些MPs提供了额外的预防性保护，以对抗表达OVA的肿瘤威胁，证据是与用可溶性OVA和CpG免疫的小鼠相比，肿瘤生长更慢，小鼠死亡率得到改善。接受这些MPs免疫的小鼠也显示出比用可溶性OVA和CpG免疫的小鼠更高水平的OVA特异性CD8+ T细胞。在肿瘤裂解物的背景下，CpG在另一种基于颗粒的疫苗配方中显示出有益效果。通过反复冷冻和解冻肿瘤细胞（无论是自体还是异体）得到的粗TA制剂，可以作为可溶性疫苗使用，或封装在颗粒中。目前正在研究利用肿瘤裂解物的潜在癌症疫苗。根据De Temmerman等人的研究，小鼠被腹腔注射含有肿瘤裂解物（来自B16.F1黑色素瘤）和CpG的PLGA（75:25）MPs。结果，脾脏中的T细胞数量显著增加。研究表明，腹腔中的树突状细胞（DCs）吞噬了MPs并将它们运输到脾脏，在那里它们触发了TH1免疫反应，证据是分离的脾细胞中IFN-γ产量增加。正在探索以碳酸钙或二氧化硅为基础的无机MPs作为疫苗载体。人类EGFR 2抗原已被装载到直径1微米、高400纳米的多孔硅MPs上。用抗原装载的硅MPs免疫刺激了肿瘤特异性CTL反应的发展，CD11c+ DCs的广泛浸润，以及肿瘤内I型IFN和MHC II表达的增加。此外，多孔二氧化硅MP载体（MSV）能够同时给同一DCs施用源自B16的抗原酪氨酸相关蛋白（TRP）2和TLR激动剂如CpG或MPLA。基于二氧化硅MPs的免疫可能通过协调有效的宿主免疫反应显著增加荷瘤小鼠的中位生存期。无机CaCO3 MPs也已开发用于封装肿瘤裂解物，目的是用于个体化抗癌疫苗。由于APCs吸收TLR激动剂的速率更高，TLR配体吸附和抗原封装的CaCO3 MPs在激活APCs和增强CV效果方面优于TLR激动剂和抗原的可溶性混合物。 2.2.2.3.纳米颗粒作为疫苗递送系统 利用纳米颗粒（NP）系统作为疫苗载体有潜力通过增加抗原递送到特定免疫细胞的效率来增强免疫细胞的免疫反应。目前，口服纳米颗粒系统用于疫苗被认为是最有希望的方法。事实上，控制时间释放剖面对于免疫刺激可能不像在更高剂量下产生药理反应那样关键。通过化学修饰，疫苗抗原可以被压缩在NPs内部或共轭在NPs表面。使用NPs递送的抗原已被证明比其他方法更有效，这可能导致快速抗原解体或减弱的免疫反应。表1.2列出了一些用于癌症递送的NPs。此外，除了抗原的定向释放外，某些复合NPs还实现了抗原的持续释放，以增强免疫系统的暴露。此外，几种NPs RNA干扰治疗目前正在进行人类临床研究，以评估其有效性和安全性。图1.3展示了用于心血管（CV）递送的不同NPs。 图1.3 用于癌症疫苗递送的不同纳米颗粒。 1.聚合物纳米粒子：壳聚糖、γ-聚谷氨酸（γ-PGA）、HT，以及其他合成和天然聚合物，如PEI、PLA、聚丙烯硫化物、丙烯酸基聚合物和PLGA等被包含在内。包括PLGA、PEI和壳聚糖在内的聚合物的使用在临床前和临床试验中显示出巨大潜力。与聚-L-赖氨酸和PEI相比，壳聚糖显示出更低的毒性。PLGA/PLA颗粒作为肿瘤疫苗和免疫疗法的主要优势在于它们能够作为一种无毒的治疗载体，同时递送抗原和佐剂，并且可以分散在长时间内。壳聚糖纳米粒子展示了肿瘤细胞选择性。越来越多的研究集中在修饰壳聚糖以增强壳聚糖纳米粒子的选择性和生物利用度。修饰后的壳聚糖纳米粒子表现出靶向精准、pH敏感性和热敏感性等特点。体外抗肿瘤测试表明，500 mg/L浓度的壳聚糖纳米粒子抑制了宫颈癌Hela细胞27%，肝癌SMMC-7721细胞23%，胃癌BGC-823细胞29%，乳腺癌MCF-7细胞55%。当树突状细胞（DCs）暴露于可溶性抗原、PLGA修饰颗粒或含有抗原的PLGA纳米粒子时，Shen等人研究了抗原吸收和CD8+ T细胞激活。Reddy等人开发了通过激活补体级联反应和产生原位危险信号来激活DCs的普朗尼克稳定的聚丙烯硫化物纳米粒子。刘等人描述了基于纳米粒子的多佐剂全细胞肿瘤疫苗用于癌症治疗。他们还使用PLGA纳米粒子作为全细胞肿瘤疫苗的递送系统，并证明了有效抑制肿瘤生长。为了应对这些挑战，目前正在探索聚合物纳米粒子包裹的姜黄素，或纳米姜黄素。在小鼠模型中，静脉注射携带TAA肽（TRP-2）和TLR-4配体（7-酰基脂质A）的PLGA颗粒显示出用两剂抑制肿瘤生长的效果。Bourquin和同事扩展了他们早期的研究，利用装载CpG的阳离子明胶纳米粒子。他们证明了用OVA和这些纳米粒子免疫的小鼠能够产生专门和保护性的抗肿瘤免疫反应。纳米乳液疫苗被用来递送肿瘤特异性抗原，结果在小鼠中引发了强烈的肿瘤靶向抗体和CTL反应。这最终提供了对肿瘤生长的保护。魏和同事开发了靶向黑色素瘤的纳米乳液疫苗，包裹TAAs，MAGE-1和/或MAGE-3。此外，他们的配方包括SEA和HSP70，这被认为可以增强肿瘤特异性免疫的发展。史等人创建了一种免疫刺激疫苗以预防胃癌，递送CpG和MG7抗原。在最近的一项研究中，小鼠被接种了装载TAA EphA2的γ-PGA纳米粒子，以评估诱导对EphA2表达肿瘤细胞的保护水平。用EphA2-PGA纳米粒子免疫的小鼠显示出增加的EphA2特异性CD8+ T淋巴细胞刺激，目标细胞分解和减少的整体肝脏生长，作为肿瘤保护的指标。 2.无机纳米粒子：尽管无机材料的生物可降解性差，但基于无机材料的疫苗已经得到了广泛的研究。无机颗粒被用作佐剂和抗原递送载体以增强免疫反应。疫苗中使用的四种最常见的无机颗粒类型是铝、Ca3(PO4)2、二氧化硅和金。 研究表明，铝颗粒既可以作为载体也可以作为佐剂来刺激免疫系统，尽管它们可以安全地与抗原结合并改变它们的结构，从而降低疫苗的有效性。李等人使用OVA和炭疽保护抗原蛋白作为模型抗原，开发了表现出增强抗原-抗体反应的氢氧化铝纳米粒子。磷酸钙颗粒由于其生物可吸收性、无毒性、佐剂特性和易于抗原装载，成为疫苗应用的有吸引力的选择。胶体金，由金纳米粒子（AuNPs）组成的溶液，已被用作免疫诊断标记和癌症治疗的治疗剂。作为一种有效的癌症疫苗（CVs）递送方法，Ojeda和同事开发了一种具有自组装单层碳水化合物抗原的AuNP系统，称为糖纳米粒子。根据Lee等人的说法，基于AuNP的CVs可以通过激活树突状细胞（DCs）上的Toll样受体9（TLR-9）来增强免疫反应。Kang等人研究了携带OVA的AuNPs对OVA运输到淋巴结（LNs）和激活CD8+ T细胞反应的影响。阴离子poly I:C和阳离子抗原肽自组装在金纳米粒子模板（iPEM-AuNPs）上，形成了一个无需溶剂或额外结构组件的免疫增强纳米系统，显著增加了抗原特异性CD8+ T细胞的数量。 基于硅的颗粒是疫苗开发中常用的一种无机颗粒，由于其生物相容性和在尺寸和形状方面的多功能性而受到青睐。已经证明，介孔硅颗粒在体内有效地作为持久的抗原载体。Kim等人使用OVA模型抗原和CSF佐剂开发了介孔硅棒作为控制的疫苗递送系统。介孔硅纳米粒子已被研究用于它们与各种细胞系的体外相互作用，包括HeLa细胞、3T3内皮细胞、人类间充质干细胞和人类结肠癌细胞。Myungi和同事在小鼠肿瘤模型中记录了使用硅纳米粒子作为疫苗递送技术增强抗原特异性B细胞和T细胞反应的生成，从而诱导保护性抗癌免疫。 3.磁性纳米粒子：Hai-Yan Xie、Wei及其团队报告了一种磁性癌症纳米疫苗，在磁场的影响下显示出显著改善的淋巴结保留，导致对癌的疫苗效果增强。当施加磁场时，淋巴结中的CD8+ DCs显示出对装饰有抗CD205的磁体素的摄取显著增加。 4.树状分子：这些是通常形成球形大分子的合成聚合物，并且具有由重复分支的链组成的结构。这些树状分子由三个不同的结构域组成：末端基团、重复分支单元和一个提供可变表面功能的中心核心。在各种树状分子类别中，基于PPI的树状分子和PAMAM被广泛使用，并引起了显著关注。Chahal等人通过用2-十三烷氧基环氧乙烷处理PAMAM G1树状分子，开发了新型烷基化树状分子，从而生产出包含脂锚定PEG和mRNA的纳米粒子。这项技术促进了特异性识别抗原的抗体和CTLs的产生。通过利用树状分子，将G250肾癌细胞特异性抗原与GM-CSF嵌合分子融合，创建了一种特别有效的疫苗，引发针对肾癌的特异性免疫反应。 2.2.2.4.脂质体和脂质纳米颗粒（LNP） 构成球形纳米囊泡的磷脂双层被称为脂质体。磷脂的头部是亲水的，而尾部是疏水的，使它们能够在水环境中自组装形成脂质体。基于脂质的技术，如脂质体，通常用于人类临床试验，特别是在癌症基因治疗中。通过调整脂质体的脂质组成、电荷、大小和表面特性，可以创建一个多功能的NP疫苗递送系统，提供一系列理想属性。脂质体已被用于运输RNA、DNA和抗原，增强对癌症疫苗目标抗原的免疫反应。脂质体纳米药物在癌症治疗、疫苗开发和胆固醇管理等领域的先进疗法中具有巨大潜力。 在1998年，Longenecker的研究团队描述了一种24-mer人类糖蛋白1（MUC1）肽脂质体疫苗。这种疫苗使用MPLA作为佐剂，比KLH偶联疫苗在小鼠中引起了更强的Th1反应并提供了保护。此外，HER-2/neu63-71与CpG的脂质体共包载导致显著的CD8+ T细胞反应和现有肿瘤的消退。与PLGA纳米粒、ISA-51和乳液相比，脂质体在诱导功能性抗原特异性T细胞方面更为有效，这一点由另一项研究所证实。Stimuvax，也称为BLP25脂质体疫苗或L-BLP25，是由Oncothyreon与默克公司合作开发的癌症疫苗。它针对MUC1的外源性核心肽以刺激免疫系统。MUC1是一种在包括前列腺、乳腺、肺和结直肠肿瘤在内的各种肿瘤中广泛表达的I型膜糖蛋白。VacciMax（VM）是另一种用于癌症肽疫苗的脂质体技术。包含MPLA和QS-21的AS01脂质体配方能够产生CD8+ CTL和抗原特异性抗体反应。将短MUC1表位、Th表位和激活TLR2的合成三酰化脂肽（Pam3CSK4）结合的三部分疫苗可以整合到脂质体中，在小鼠中产生高IgG抗体滴度，甚至无需外部佐剂。早期针对肺癌、肝癌、结肠癌和直肠癌的试验表明，含有muramyl二肽衍生物（ImmTher®）的传统脂质体增强了巨噬细胞对Ewing肉瘤的细胞破坏作用。开发了一种非紫外线活性的仙台病毒脂质体和复制蛋白抗原的组合。这些脂质体使得仙台融合蛋白能够添加到各种类型的哺乳动物细胞中，促进直接进入细胞质。与这些疫苗相比，传统脂质体的临床测试显示癌症风险较低。赵等人使用蛋白质抗原载体在小鼠模型的恶性肿瘤中增强免疫识别，使用DNA脂质体-多阳离子复合物。由于其高效率，最近作为疫苗佐剂在实验测试中被研究，用于传递与宫颈癌相关的抗生素蛋白HPV16 E7。为了创建pH敏感的融合性二油酰磷脂酰乙醇胺/蛋黄磷脂脂质体，Eiji Yuba及其同事使用了两种pH敏感的不同类型的聚（甘油醇）衍生物，它们具有线性（MGlu-LPG）结构或超支化（MGluHPG）结构。LNPs，与脂质体类似，是生物相容性和生物可降解药物管理的关键平台。徐等人开发了具有不均匀脂质双层和钙磷酸核心的钙磷酸脂质纳米粒，用作TRP2肽疫苗递送方法以治疗皮肤癌。脂质-钙磷酸疫苗刺激了与游离TRP2肽/CpG相比更强的抗原特异性CTL反应，导致在肺癌模型和B16F10 S.C.中肿瘤生长的更大减少。 2.2.2.5.免疫刺激复合物（ISCOM） 被称为免疫刺激复合物（ISCOM®）疫苗的颗粒状抗原递送载体由磷脂、胆固醇、免疫原和皂苷组成。在这项研究中，我们展示了利用ISCOM®技术开发具有抗癌特性疫苗的优势。通过使用动物模型和模型癌症抗原，观察到ISCOM®疫苗可以独立于CD4+ T细胞刺激CD8 T细胞反应，在三种不同的肿瘤模型中提供保护，并增强Th1偏向的免疫。此外，发现将疫苗抗原与ISCOM®结构耦合显著改善了免疫反应的前三个阶段。值得注意的是，ISCOM®疫苗激活的CD8 T细胞不受体内针对疫苗抗原的抗体存在的影响。虽然免疫接种已被证明对表达疫苗抗原的肿瘤有效，但对表达疫苗抗原阴性的邻近肿瘤细胞没有观察到活性。这表明，通过决定因素传递或旁观者激活并没有实现显著的抗癌作用。作为尚未经过大量人类测试的第三代抗肿瘤疫苗的一部分，正在开发各种合成的非活性佐剂和递送策略。这些包括ISCOM®疫苗、VLPs、脂质体、MF59和热休克蛋白（HREs）。另一类免疫刺激佐剂由植物提取物组成，而不是与细菌或病毒病原体相关的化学物质。南美洲的Quillaja saponaria树皮产生皂苷，它们是水溶性和结构多样的化合物，具有强大的促炎症活性。用于疫苗开发的最常用的RP-HPLC分数的Quillaja saponaria提取物是QS21。被假定为佐剂活性部位的三萜醛类，已在临床前研究中发现可诱导强烈的混合T辅助1（Th1）、体液和CD8 T细胞反应。ASC/NALP3炎症体途径将前IL1和前IL-18转化为它们的生物活性形式，QS21已被证明在很大程度上激活了这些。这证明了它与TLR4配体的组合，以触发前体的上游表达。然而，大量QS21可以引起细胞膜溶解和抗原呈递细胞（APCs）的死亡，表明由此产生的免疫反应的强度和意义与炎症体激活的程度没有直接关系。QS21在癌症免疫治疗疫苗配方中经过了广泛的测试，使用了神经节苷脂抗原（GD2、GD3或GM2）。尽管经常有强烈的体液反应，但没有个体细胞介导免疫的明确证据。QS21和MPLA在佐剂配方AS01和AS15中结合，类似于MAGE-A3癌症疫苗（GSK）。 2.2.2.6.肽和蛋白质偶联递送系统 与其他方法相比，肽疫苗具有几个优点。首先，自从1984年Merrifield因发明固相肽合成而获得诺贝尔奖以来，肽的制造和纯化过程不断发展并实现了自动化。因此，许多合同制造公司现在为研究和治疗目的提供高质量的合成肽，这些肽有详尽的描述且价格合理。与整个蛋白质或其他类型的抗原相比，肽更容易合成和放大。它们的合成简单直接，允许创建针对特定抗原靶标的肽疫苗。这消除了对蛋白质正确折叠或目标抗原位置的担忧，无论是表面结合还是细胞内。另一方面，CAR T细胞疗法需要关注表面抗原。其次，肽代表了癌症表位的最简单和最基本的生物学组成部分。通过使用肽疫苗，可以开发具有明确作用机制的疫苗策略。免疫反应可以精确针对所需的表位。相比之下，确定如肿瘤裂解物等疫苗的内容（包含一系列抗原、其他蛋白质和额外的肿瘤组分）可能具有挑战性甚至不可能。然而，肽疫苗的适度免疫原性可能是它们最大的缺点。肽通常与递送机制和/或佐剂结合使用，因为它们本身通常不足以引发足够的免疫反应。尽管这些系统正在进行研究，但仍需要改进。破伤风类毒素是另一种在肽偶联疫苗（CVs）开发中使用的载体蛋白。Kunz的研究团队描述了一种由破伤风类毒素和源自MUC1的肽组成的合成疫苗。这种疫苗显著增加了小鼠中抗原特异性免疫反应的水平。随后，研究人员将MUC1糖蛋白与Thomsen-Friedenreich抗原和破伤风类毒素的二氟衍生物结合起来，产生能够结合到MCF-7乳腺癌细胞系的MUC1特异性抗体。根据Tsuruma等人的说法，一项针对晚期或复发性结直肠癌患者的survivin衍生肽疫苗的I期临床试验。然而，这种仅含有源自survivin的肽的疫苗并没有显示出任何明显的临床效果。根据Jaeger等人的研究，肿瘤疫苗使用了酪氨酸酶、与黑素瘤相关的Melan A/MART-1肽、gp100/Pme117和流感病毒矩阵肽。自组装肽递送系统中的肽序列或修饰可以诱导超分子组装。例如，可以设计两亲性肽形成胶束、纳米颗粒、类似蠕虫的胶束、纤维状结构或水凝胶网络。刘等人开发了使用来自黑色素瘤的TRP2或来自HPV-16的E7肽的两亲性肽疫苗。这些疫苗与佐剂CpG结合时，有效地抑制了黑色素瘤肿瘤的进展，并分别诱导了大型TC-1肿瘤的持续消退。与它们的母体化合物相比，这些疫苗对身体的危害较小，并显示出增强的抗肿瘤效果。朱等人利用内源性白蛋白和自组装外源疫苗组分（CpG和SIINFEKL）生成了白蛋白/疫苗纳米复合物。这些纳米复合物显著增强了CpG和抗原在淋巴结中的积累。在他们的研究中，王等人得出结论，白蛋白提高了酸性细胞内隔室中抗原的稳定性，并促进了抗原呈递细胞（APCs）的内化。此外，白蛋白促进了抗原在引流淋巴结中的积累。 3.挑战与发展 尽管取得了许多进展和显著的临床结果，但仍有几个挑战需要解决。这些包括低抗肿瘤效果、昂贵的程序和不良反应。控制载体（CVs）必须具备安全、高效和成本效益的品质。纳米颗粒（NPs）由于其增强的免疫原性、能够靶向树突状细胞（DCs）、安全性、改善的抗原吸收和增加的生物利用度，显著有助于实现这些目标。各种物理和化学特性，如大小、靶向配体、颗粒刚度、zeta电位和内在免疫原性，已被证明对抗原呈递、细胞吸收机制、抗原分布以及免疫反应的类型和强度有显著影响。考虑这些因素对于最大化抗肿瘤反应至关重要。 然而，肿瘤生长涉及宿主免疫系统诱导抗肿瘤反应与免疫系统抑制性微环境之间的微妙平衡。CVs和减少癌症微环境（CME）的治疗方法可以结合使用，以增强免疫治疗效果。在这方面已经进行了临床前和临床研究。治疗选项包括适度的激酶抑制剂、抗体或RNA干扰，这些可以调节抑制性免疫环境，以及添加化疗药物如多柔比星、顺铂和多西他赛。 在本章中，我们描述了各种基于聚合物的系统，旨在增强前面提到的癌症免疫疗法的整体效果。这些系统可以通过使用合适的聚合物来解决上述免疫疗法的限制，进一步改善治疗效果、生物相容性和特异性。聚合物系统为结合免疫配体和装载免疫治疗药物提供了独特的递送策略，具有低毒性、高生物可降解性和可定制的表面及尺寸等优势。值得注意的是，聚合物系统可以保护生物活性分子免受不良免疫反应的影响，或促进有利于身体条件的免疫反应。然而，在这些基于聚合物系统的免疫递送方法在临床设置中实施之前，仍有挑战需要克服，包括治疗效果低、免疫疗法抗性、患者安全问题和高昂的治疗成本。因此，需要进一步的研究来增强当前的分布策略。此外，需要更多的研究来探索纳米医学的治疗潜力，考虑到它们的生物相容性以及不同聚合物系统对各种身体部位的影响。 此外，未来基于聚合物纳米粒子的免疫疗法类别应该是异常多功能的，具备目标定位、智能响应性和便于应用的能力。未来的研究趋势将主要集中在并特别看好利用聚合物纳米粒子的个性化免疫疗法。 基于肽的癌症疫苗可以安全、经济、有效地生产。它们已显示出在针对肿瘤特异性和肿瘤相关抗原方面的潜在效果。肽因其能够被用于多重技术中，针对多个表位并传达产生抗原特异性T细胞所需的最小生化信号而特别吸引人。解决低效力问题是肽药物载体可以解决的主要问题之一，以增强免疫反应刺激。大多数关于先进肽递送系统的临床前研究已经采用了一组经过良好表征的肽表位和癌细胞模型。 在临床和临床前研究中，努力标准化肽剂量可能有助于促进直接比较。 可以合成展示增强TCR结合和MHC结合的新肽变体。利用肽混合物可以引发多个CD8+ T细胞反应以及CD4+反应，从而增强T细胞免疫。在MHC限制方面，可以想象识别更大的肽序列或肽池，以适应更广泛的MHC反应性，可能使更多的患者群体受益。 在不久的将来，我们预计癌症肽疫苗的某些模式将持续存在。通过检查点阻断技术和新抗原靶向的进步，可以促进新型肽疫苗递送系统的发展。目前，有几项I/II期临床试验正在进行中，研究肽疫苗与检查点阻断抑制剂联合使用的情况。 疫苗递送系统的进步导致了NPs、自组装肽和无针递送方法的发展。在我们的I期临床试验中，SCIB1是使用EP给药的，以前的癌症和传染病疫苗也是如此。这些更近期的递送技术提供了优越的替代方案，尽管它们的实施受到EP给药不适和需要特定疫苗给药系统的限制。 由于其灵活性、高安全档案以及能够储存微小药物分子或RNA或肽抗原的能力，脂质体被用作递送载体。优化脂质体是必要的，以实现正确的电荷和粒径，以便有效地整合为载体并穿过细胞膜。可以通过各种方法针对癌症抗原，例如向佐剂中添加肽、将抗原封装在NPs中或修改遗传载体以增强局部免疫反应并增加流向LN的交通。 另一个关键的技术挑战是抗原疫苗递送的纳米载体的大规模生产。目前，大多数纳米载体在实验室中以小批量生产，然后扩大到更大的工业产能。鉴于扩大规模过程的高成本，必须密切评估直接影响治疗效果的规模依赖变量。此外，仔细评估扩大规模过程的经济可行性，以防止任何质量危机。 除了配方挑战外，重大的监管障碍阻碍了遗传疫苗在癌症治疗中的使用。要获得监管批准，解决与用于生成用于管理遗传疫苗的纳米系统的辅料相关的主要配方问题及其毒性概况至关重要。 4.结论 基因治疗的主要目标是开发高效且安全的基因载体，能够将外源性基因组分送入特定细胞类型，特别是肿瘤组织。开发和评估向癌细胞传递治疗基因的载体包括病毒和非病毒方法。各种病毒，如逆转录病毒、痘病毒、单纯疱疹病毒、腺病毒和腺相关病毒，已被修改以消除毒性，同时保持它们强大的基因转移能力。由于与病毒载体相关的局限性，非病毒载体作为一种替代品受到了关注。可生物降解的阳离子聚合物如PEI、PLL、MPs、NPs、肽和脂质体是非病毒载体的例子。 为了提高转染效率，已经开发了几种创新的运输技术和对现有递送系统的改进。疫苗接种的给药方法也可以影响疫苗与注射部位不同抗原呈递细胞之间的相互作用，从而影响免疫系统反应的发展。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

摘要:过去20年中，疫苗显著改善了慢性疾病的检测和管理。根据世界卫生组织（WHO）的数据，预计到2020年，癌症将成为全球主要的死亡原因，造成近1000万人死亡，约占每六例死亡中的一例。因此，人们越来越关注癌症疫苗（CV）的开发，将其作为一种预防手段而不仅仅是治疗方法。由于在管理、稳定性和设计方面的进步，使用蛋白质和肽作为疫苗传递载体引起了持续的兴趣。本综述关注该领域的最新进展，并探讨基于蛋白质和肽的疫苗治疗各种类型癌症的潜力。 1.引言 尽管经过数十年的科学研究和临床研究，以及对有前景的新治疗方法的临床试验，癌症仍然是导致发病率和死亡率的主要原因。不受控制的细胞分裂是癌症的特征，这些细胞侵入其他组织导致肿瘤肿块的形成、血管生成和转移（癌症在全身的扩散）。血管生成是从已有血管形成新血管的过程，对正常生长和发育至关重要，但它在良性肿瘤向恶性肿瘤的转变中也起着重要作用。化疗是治疗癌症的主要方法之一，涉及向癌细胞施用细胞毒性物质。 尽管近年来取得了重大进展，但大多数癌症治疗仍然涉及手术或相对不变的化疗、放疗和激素疗法。例如，传统的化学预防剂（如DNA烷化剂）针对活跃增殖的息肉可能也会损害健康生长的细胞，并且可能无法完全消除静止或不增殖的癌细胞。现代药物的开发也与药物抗性的出现有关，这可能是由于影响药物与其靶标的相互作用的药物转运蛋白或解毒酶的缺陷引起的。癌症中的药物抗性也可能是由于DNA修复过程和程序性细胞死亡途径的缺陷导致的。即使在成功的初始治疗后，患者仍然面临癌症复发的风险。小分子药物的开发推动了寻找新的癌症治疗方法的努力，但意外的副作用促使人们探索替代策略。 2.疫苗免疫学的关键概念 疫苗利用人体发展对微生物的防御机制的能力。免疫系统能够迅速识别并消除以前遇到过的病原体细菌。疫苗包含被破坏或灭活的病原体，它们触发的免疫反应与人体对细菌的自然反应非常相似。由于疫苗中的病原体被杀死或灭活，它们不会引起疾病，这使得接种疫苗成为建立免疫力的低风险方法。 疫苗和良好的卫生习惯是预防传染病传播的最有效方法。如果不加以控制，一些传染病已被证明是致命的。 2.1.免疫系统 免疫系统能够区分自身分子和结构以及非自身分子和结构。通过识别和消除它们，这种技能旨在保护有机体免受疾病传播的影响。免疫系统由两个主要部分组成：先天（天生）免疫系统和适应性（特定）免疫系统。 2.1.1.先天免疫系统 先天免疫系统对入侵病原体提供快速反应。当细胞和分子识别出病原体的特定分子结构时，就会触发先天免疫系统。先天免疫系统的作用是防止或限制这些病原体的复制和传播。炎症是先天免疫系统对脊椎动物感染的最早反应之一。受感染和受伤的细胞产生特定化学物质，如组胺和前列腺素，这些物质引发炎症。这种反应增加了对疼痛的敏感性，扩张了局部血管，并吸引称为中性粒细胞的白细胞，它们可以将病原体作为最初的防御吞噬。中性粒细胞可以释放趋化因子和细胞因子，吸引其他免疫细胞，如巨噬细胞和自然杀伤细胞（NK细胞）。巨噬细胞存在于组织中，既能吞噬也能杀死感染。NK细胞使用一种称为凋亡的过程来识别和破坏受感染的细胞和一些癌细胞。凋亡的特征是DNA和蛋白质的分解以及细胞的解体。 先天免疫系统以多种方式对疾病早期阶段的病原体做出反应，但它不提供持久的免疫力。当病毒能够绕过这一最初的防线时，无脊椎动物的先天免疫系统激活适应性免疫系统。 2.1.2.适应性免疫系统 适应性免疫系统具有增强病原体识别、定制针对病原体实际结构的特定反应，并记住该反应以备将来再次遇到相同或密切相关的病原体时的显著能力。适应性免疫系统激活骨髓和胸腺，分别产生B细胞和T细胞，以产生体液免疫和细胞免疫。通常，T细胞攻击被病原体感染的体细胞或发展成癌症的细胞，而B细胞产生直接对抗病原体的抗体（Abs）。在对抗原（被识别为非自身的分子）的反应中，B细胞在被激活时产生Abs。抗原可以包括细菌毒素（B.T）、癌性结构或细菌本身。产生的Abs特定于该特定抗原。Abs的主要作用是中和（使无效）入侵者以防止其繁殖，或标记它们以供消除（由其他免疫细胞执行）。与B细胞类似，T细胞具有抗原特异性表面受体。T细胞可以专门化于各种角色，如吸引和激活巨噬细胞，刺激B细胞产生Abs，或直接消除感染细胞（细胞毒性T细胞，也称为杀手细胞）。即使在感染被清除后，这种增强的反应也通过免疫记忆得以维持。每当病毒再次进入体内时，免疫系统能够更快速地响应。这种能力由记忆细胞维持，它们保留了以前遇到的病原体的某些特征，并在再次识别病原体时能够触发强烈的反应。 2.1.3.肿瘤免疫学 有大量证据表明，免疫系统经常在肿瘤变得可见之前就消除它们，这个过程被称为免疫监视。对肿瘤的免疫反应非常复杂，尚未完全理解，并且受到各种因素的影响，特别是肿瘤的类型。有效的肿瘤控制需要细胞毒性T细胞和NK细胞的参与。另一个重要特征是肿瘤细胞的高凋亡率。凋亡细胞可以释放蛋白质片段，激活NK细胞和其他细胞，如果合成率高并且有比巨噬细胞能吞噬的更多的凋亡细胞，就会诱导干扰素的产生。干扰素通过增强抗肿瘤T细胞识别肿瘤细胞的能力，在免疫监视中发挥作用。肿瘤细胞能够产生肿瘤相关抗原（TAAs），这些蛋白质在肿瘤细胞表面比正常细胞更丰富。作为响应，免疫系统利用T细胞在识别这些抗原为外来物后消除肿瘤细胞。 3.疫苗的免疫学要求 3.1.被识别后选择最佳抗原 疫苗旨在阻止由病原体感染导致的疾病指标。大多数情况下，这是通过最小化疾病的影响而不是完全预防它来实现的。因此，在选择合适的抗原作为疫苗基础时，了解疾病的病原学和自然免疫控制是非常有帮助的。疫苗中包含的来自病原体的复杂材料可以变化。我们对基础免疫学和选择技术的改进理解，导致了比以往任何时候都更彻底的疫苗表征，激发了更逻辑的疫苗创造方法。 3.2.诱导先天免疫反应 如前所述，一系列因素和刺激可以激活免疫系统。因此，在开发疫苗时，特别是在使用高纯度或精炼的抗原时，重要的是要考虑不仅仅是“外来”抗原的存在以引发免疫反应。一些灭活全病毒和高纯度成分抗原配方可能缺乏某些分子特征和防御触发因素，这些因素对于先天免疫系统的功能是必要的。这些抗原可能没有预期的那么免疫原性，但它们的设计是为了减少过度的炎症反应。在这种情况下，使用佐剂可以通过模拟它们来替代缺失的先天触发因素，恢复保护反应需求与其可耐受性之间的适当平衡。 3.3.有益的CD4 T细胞诱导 CD4 T细胞的激活主要由早期炎症反应的性质决定。因此，疫苗中使用的佐剂可以影响CD4 T细胞的激活和随后的发展，这反过来又影响适应性免疫系统反应的幅度和性质。 3.4.效应细胞选择与靶向 必须意识到，并非所有针对特定病原体或抗原的免疫反应都能最佳地激发保护；一些感染已经进化出逃避或操纵免疫反应的策略。尽管抗体滴度常被认为是免疫保护的充分指标，但它们实际上可能并非获得最佳保护的手段。可能不存在免疫相关性和保护力，或者我们对它们的理解还不够充分。现代疫苗开发中，临床试验仍被用来了解临床效果，如果可能的话，了解受保护者的免疫学特征。 4.传统疫苗与基于蛋白质和肽的疫苗的比较 传统疫苗与基于蛋白质和肽的疫苗的比较在表7.1中进行了解释。 5.基于蛋白质和肽的疫苗的考虑因素 蛋白质、单克隆抗体（mAbs）和肽作为“生物制剂”方法的一部分用于癌症治疗。与肽不同，单克隆抗体和大型蛋白质配体在某些浓度下可能对骨髓和肝脏有毒，这可能由于它们非选择性地进入网状内皮系统而导致这些器官受损。此外，它们的大尺寸使得它们难以被输送到肿瘤中。因此，这些生物分子主要用于血液恶性肿瘤，并且它们被输送到肿瘤黏膜表面的动脉靶标。另一方面，肽提供了几个优势，包括它们的小尺寸、合成和修改的便捷性、穿透肿瘤的能力以及高生物相容性。化学修饰，如D-氨基酸的引入或环化，可以防止肽被蛋白酶降解。 在临床前和临床环境中，有许多肽候选物正在开发中。自2000年以来，肽在临床试验中最常被研究用于癌症症状（18%）和代谢疾病症状（17%）。肽可以以多种方式用于治疗癌症，包括作为药物（如血管生成抑制剂）、激素和疫苗。它们也可以作为靶向肿瘤和输送放射性物质和细胞毒素药物（靶向化疗和放疗）的代理。由于肽能够结合不同的受体并参与多种代谢途径，它们可以作为癌症研究中的诊断工具和生物标志物。过去十年中，癌症疫苗的概念已经发展，临床研究集中在基于特定抗原的疫苗输送上，以增强抗癌免疫。 这种方法涉及使用从潜在肿瘤组织或特殊抗原的蛋白质序列中衍生的肽制成的疫苗。肿瘤相关抗原（TAAs）由肿瘤细胞产生，并且可以被宿主的免疫系统，特别是T细胞识别。这些TAAs可以静脉注射给癌症患者，目的是触发广泛的免疫反应，可能导致各种器官组织中的癌细胞被消除。主动免疫疗法，通常称为疫苗接种，涉及在宿主中诱导有效的、肿瘤特异性的免疫反应，这最终可能导致肿瘤的退化。肿瘤细胞产生的任何具有突变结构的蛋白质或肽都可以作为肿瘤抗原。相关基因的突变导致这种异常蛋白质的产生。许多临床试验已经调查了TAA肽疫苗接种或主动免疫在转移性癌症个体中的治疗潜力。 细胞毒性T细胞（CTL，CD8+ T细胞或杀手T细胞）表位是最常见的TAAs。通常，肽抗原长度为8到10个氨基酸，具有2-3个主要锚定残基，这些残基与MHC I类分子结合，以及2-3个与T细胞受体（TCR）连接的残基。由于它们专注于由MHC I类分子产生的肽，CTLs是对抗肿瘤细胞的有效免疫系统效应器。T细胞上的T细胞抗原受体（TCR）可以识别位于MHC分子表位口袋中的小肽。MHC的两个亚型是I类和II类，I类分子存在于所有有核细胞上，II类分子发现在特定的抗原呈递细胞上。MHC分子也被称为人类白细胞抗原。 如前所述，MHC II类分子在能够吞噬抗原或将它们与表面抗体结合的抗原呈递细胞（APCs）上表达。CD4+ T细胞可以识别与这些分子相关的抗原。 癌胚抗原（CEA）（乳腺癌、结肠癌、胃癌、胰腺癌和非小细胞肺癌（NSCLCs）），HER-2/neu免疫优势肽（肺癌、乳腺癌或卵巢癌），前列腺特异性膜抗原（PSMA）（黑色素瘤）和Mucin-1是几个已经经历了I期、II期和III期研究的突出肽疫苗。GV-1001，一种由端粒酶逆转录酶的催化组分制成的替代疫苗，目前正在研究中。它是一种注射形式的广泛MHC II类肽。GV-1001目前正在用于II期临床试验，以治疗胰腺癌、NSCLC和肝癌。 6.所有疫苗面临的挑战 所有旨在为癌症、致病微生物或自身免疫介质的遭遇而激活免疫系统的免疫接种都存在一些问题。 6.1.选择合适的抗原 历史上有效的疫苗接种通常使用活体、减毒的有机体。这些疫苗虽然在群体层面上取得了成功，但存在中等但显著的激活风险，可能会导致疾病或其他不利的副作用。早期的癌症疫苗（CVs）是使用经过辐射治疗或其他形式灭活的完整肿瘤细胞开发的，因为当时没有可用的肿瘤抗原。这种疫苗接种方法在小鼠模型中导致了肿瘤排斥，并引发了针对肿瘤的特异性免疫反应。这些早期疫苗要么没有使用经过多次体内或体外传代并累积了许多突变的肿瘤组织系，要么使用了。整个肿瘤细胞注射带来了与基于整个病毒的疫苗相似的重大健康风险，引发了关于重新激活和疾病进展的担忧。主要关注的是潜在的自身免疫发展。未成熟的树突状细胞（DCs）处理死亡细胞和组织中的自身抗原，没有强烈的激活信号，如病原体提供的信号，免疫系统不会对这些抗原作出反应。为了产生强大的免疫力，肿瘤细胞疫苗需要激活DCs的化学物质。然而，在完整肿瘤细胞的情况下，预计激活的DCs不仅会启动免疫，还会呈现肿瘤特异性抗原和其他抗原（自身抗原），这些抗原通常受到外周耐受性的影响。使用动物模型和临床试验的研究积累了疫苗接种后发生自身免疫反应的证据，证实了这一情况的现实性。 免疫疗法与其他疗法相比的主要优势在于其提供的特异性。然而，当使用整个癌细胞或复杂的肿瘤衍生物混合物时，这种优势可能会受到损害。免疫系统有能力识别肿瘤表达的表位并靶向肿瘤细胞，同时保留健康的细胞。在过去二十年中，为了开发能够从这种特异性中受益的肿瘤抗原，已经做出了巨大的努力。已经鉴定出许多肿瘤抗原，并且临床前调查表明，基于这些抗原的癌症疫苗可以促进长期记忆和肿瘤特异性免疫，而不诱发自身免疫疾病。实际上，广泛的研究表明，包含来自MAGE3、HER2/NEU17、粘液1或其他MAGE基因家族成员、mammaglobin或CEA的表位的疫苗是免疫原性的，而不会引起自身免疫疾病。尽管有确立的肿瘤抗原可用，但癌症疫苗领域的最新发展再次集中在使用整个肿瘤细胞或整个细胞裂解物作为抗原。这些复杂的混合物可能更具免疫原性，并能引发比小鼠化学致癌肿瘤中发现的单独抗原更强的抗肿瘤免疫反应，因为它们可能包含对每个肿瘤都独特的特定肿瘤抗原。对转基因常见肿瘤抗原的小鼠进行的研究表明，这些抗原可以引发同样强大的抗癌反应，并导致肿瘤排斥。 对目前临床成功率的不满是一个令人关注的问题，可能会阻碍基于公认的抗原的癌症疫苗的使用。在低估基于定义的肿瘤抗原疫苗的潜力并回归可能导致自身免疫的未定义肿瘤混合物之前，至关重要的是要记住，基于抗原的疫苗在动物模型中已经显示出成功，主要是在肿瘤预防方面。目前，这些疫苗仅被测试用于严重疾病，通常是在传统疗法失败的情况下。因此，它们尚未有机会在人类中复制同样的成功水平。 6.2.刺激适当类型的免疫反应 系统性免疫旨在监测被称为转移性癌症的系统状况。然而，许多原发性肿瘤起源于粘膜，粘膜免疫系统首先在这里遇到它们。越来越多的注意力被放在可以有效地增强粘膜和系统免疫的疫苗的抗原、佐剂和递送系统上。粘膜免疫系统已经进化到在对病毒的快速反应、对食物或其他环境抗原的不敏感性以及非致病性细菌菌群之间保持健康的平衡。粘膜疫苗必须仔细维持这种调节平衡，同时也增强保护性反应。 目前有一个问题，即免疫反应是否能有效治疗器官恶性肿瘤，如肺、肝或脑组织。使用现有动物模型进行的大多数研究，特别是那些源自皮下（SC）部位的可移植肿瘤的研究，并没有为这个问题提供新的知识。治疗性癌症疫苗预计将加强已经存在、活跃但不成熟免疫反应，而不是引发全新的免疫反应。这进一步证明了考虑是否应该进行特定疫苗接种以促进粘膜免疫而不是系统免疫的合理性。当针对具有粘膜起源的肿瘤时，如膀胱癌、结肠癌（CC）、宫颈癌、头颈鳞状细胞癌（SCCHN）、肺腺癌或宫颈癌，粘膜免疫途径可能在增强反应方面更有效。癌症疫苗的未来开发将需要更深入地理解粘膜免疫。 6.3.长期记忆的诱发 部分疫苗具有刺激免疫记忆的能力，这是一种至关重要的防御机制，而其他疫苗则没有。理解免疫记忆是什么以及其发展和维持所需的条件，最近已成为研究的焦点。缺乏能够区分记忆T细胞和其他T细胞的明显标志物一直是该领域的一个主要障碍。然而，最近在使用趋化因子受体方面的进展已成功地允许区分记忆细胞和其他功能性T细胞亚群。此外，开始有报道称存在类似粘液的糖蛋白等指标。这些标志物将有助于确定肿瘤抗原、佐剂和注射途径如何影响它们引发的免疫反应，不仅在复杂性和强度方面，而且在它们触发的记忆反应类型方面。普遍共识认为，强烈的初次免疫反应对于产生大量记忆细胞是必要的。然而，关于抗原在这一过程中的重要性存在持续的争论，记忆T细胞的寿命受哪些因素影响仍然不清晰。这些问题对于治疗性癌症疫苗尤其相关。基于特定抗原的疫苗预计在这些抗原存在的情况下增强免疫力，因为癌症患者的免疫系统长时间暴露于肿瘤抗原。在接种疫苗之前，患者已经具有肿瘤特异性T细胞，但目前尚不清楚这些细胞是效应细胞还是效应和记忆细胞的组合。根据一些研究，记忆细胞对癌症是独特的，并且可以在癌症中识别。然而，尚不确定癌症患者中有多少T细胞是肿瘤特异性的，以及疫苗如何影响它们，因为区分效应细胞和记忆细胞以及肿瘤抗原的持续性存在挑战。目前还不清楚在癌症等疾病条件下是否能够恢复长期记忆。正在慢性病毒疾病背景下开发一些标准，对癌症来说较少，特别是对TH细胞激活和先天免疫的需求。最近的研究指出，T细胞记忆的发展是分阶段进行的。它始于在抗原存在时发展为效应细胞的初始细胞，然后在抗原受限时发展为效应记忆细胞，最后在抗原完全消除时发展为中心记忆细胞。即使作为一种预防措施，也假定癌症免疫接种将在健康的年轻人中实现这一点。然而，在慢性抗原的背景下，尚不清楚治疗性疫苗如何触发整个分化过程。 6.4.癌症疫苗的额外困难 6.4.1.免疫系统老化 胸腺停止产生初始T细胞已经过去很长时间，癌症疫苗目前正在对65至80岁的老年癌症患者进行测试。因此，为了使效应细胞群体能够对疫苗做出反应，患者T细胞库中至少有一个或多个记忆T细胞必须能够识别疫苗抗原。“最佳匹配”T细胞本应在早年从多样化的初始克隆池中被选中，但可能或可能不会出现在对疫苗反应的T细胞中。动物模型表明，年轻小鼠与老年小鼠相比展现出更强的初次反应，这是经验上的真实情况。随着个体年龄的增长，他们产生初始反应并将其转化为记忆的能力受损。这归因于衰老引起的免疫系统功能的改变。利用小鼠模型的临床前研究和癌症疫苗的临床试验目前显示出显著差异。大多数研究不使用老年小鼠，而那些使用老年小鼠的研究报告称，在诱导有效的抗肿瘤免疫反应方面存在挑战，以及由于T细胞亚群模式的转变，癌症易感性随年龄增长而增加。鉴于这些疫苗将主要在老年患者中进行管理，因此至关重要的是要更加重视设计能够至少部分解决与年龄相关关切的癌症治疗性疫苗。例如，已经证明激活共刺激分子4-1BB（CD137）可以增强老年小鼠的T细胞反应。可能的是，失活有害调节因子如细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA4）或激活尚未测试的其他共刺激分子将具有类似的效果。此外，虽然大量佐剂在年轻小鼠中可能有益，但少量佐剂可能增强老年人的免疫反应。在老年大鼠中，CpGDNA似乎在增强细胞和体液免疫方面更有效。与衰老相关的免疫功能下降表明，与成人相比，患有癌症的儿童可能对治疗性癌症疫苗更敏感。然而，此类实验很少进行。与老年患者的临床研究相比，针对3至17岁患有复发性神经母细胞瘤、肉瘤和肾脏恶性肿瘤的儿童的基于DC的疫苗试验的结果不幸并不十分乐观。这表明免疫抑制标准疗法和/或先前的治疗对即使是年轻患者的免疫系统也产生负面影响。这意味着有效的疫苗接种方法将需要在疾病早期阶段进行疫苗接种，并且在没有免疫抑制常规药物的情况下进行。 6.4.2.免疫逃逸和肿瘤诱导的免疫抑制 当发现肿瘤时，免疫系统和肿瘤之间已经发生了多次相互作用。如果肿瘤发展缓慢且没有显著破坏附近健康组织，免疫系统可能无法识别肿瘤。在这段时间里，肿瘤细胞经历了额外的突变，其中一些突变促进了增殖和侵袭。除了伤口愈合和凝血等防御机制外，由于树突状细胞（DCs）已被激活，当肿瘤扩大并开始破坏组织时，适应性免疫系统得到通知。这些细胞将肿瘤和组织碎片“运送”到引流的淋巴结，T细胞可能在那里暴露它。癌症患者中独特的针对肿瘤的细胞和体液反应表明，免疫系统已经识别了肿瘤。当肿瘤细胞停止表达特定的肿瘤抗原或MHC分子时，免疫系统已尝试消除肿瘤。然而，持续的肿瘤生长表明，免疫系统可能最终无法识别肿瘤。“癌症免疫编辑”一词指的是这种修改肿瘤但不完全根除它的免疫监视过程。肿瘤可以以多种方式影响免疫系统，并且已经发现许多免疫效应途径存在功能缺陷。癌症患者经历了树突状细胞发育和活性的抑制。T细胞的激活和功能也明显异常，这最初在携带肿瘤的小鼠中观察到，后来在患有各种肿瘤类型的人类中发现。这些效应可能由肿瘤细胞产生的细胞因子介导，如转化生长因子（TGF）、白细胞介素10（IL-10）和其他细胞因子，以及其他较少知名的可溶性化学物质或细胞表面分子。此外，先天免疫的不适当激活可能会阻碍适应性抗肿瘤免疫。研究表明，肿瘤诱导的巨噬细胞和多形核细胞的激活导致癌症患者的氧化应激，导致T细胞功能显著降低。此外，已观察到激活NKT细胞，这些细胞可以产生高水平的IL-13，可能会抑制对癌症的免疫反应。为了促进治疗干预，正在努力在分子水平上更好地理解这些免疫抑制途径。有令人鼓舞的报告称，在有限的情况下，免疫接种已经能够部分逆转这些问题。需要进一步的研究来理解调节性T细胞（TRegs）在癌症免疫中的作用。CD4+ CD25+ T细胞的一个亚群已经显示出抑制自身免疫的能力，这表明这些淋巴细胞在肿瘤进展期间自身抗原呈现增加时可能成为非常强大的免疫细胞。有限的动物研究表明，去除这些细胞可能会带来一些好处。在尝试使用治疗性癌症疫苗调节患者的免疫系统之前，至关重要的是要彻底了解患者的免疫系统。由于许多免疫抑制过程在各种肿瘤类型中是共享的，因此可能更有效的做法是开发一个治疗计划，包括在治疗性疫苗接种之前解除免疫抑制。 7.蛋白质和肽疫苗的佐剂和配方 无论是由完整的细胞、某些蛋白质还是肽组成，所有癌症疫苗都必须含有佐剂。目前，只有两种佐剂，即角鲨烯-油水乳液（MF59）和基于铝的盐类（明矾），被授权用于临床试验。然而，已经研究并证明了许多其他增强疫苗免疫原性的化合物在动物模型和人类中都是有效的。随着它们被识别为分子，许多新型佐剂的佐剂效应背后的机制得到了更好的理解。佐剂可以激活T细胞、NK细胞和其他先天系统细胞以释放细胞因子，以促进抗原特异性T细胞的存活。白细胞介素-2（IL-2）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、IL-12、IL-4和其他几种细胞因子已被用作癌症疫苗中的佐剂。此外，细菌产品长期以来一直被用作有效的佐剂。来自沙门氏菌的单磷脂A（MPL）和来自革兰氏阴性细菌的脂多糖（LPS）是两个最著名的例子。最近，发现细菌DNA由于存在未甲基化的CpG二核苷酸而具有显著的免疫刺激性活性。这些和其他细菌化学物质被DCs、巨噬细胞可能还有NK细胞和其他先天系统细胞产生的各种独特受体识别。因此，这些细胞发育、激活并开始产生促炎细胞因子。这些受体中的许多属于Toll样受体（TLR）家族，可以识别入侵的病原体，并存在于某些细胞内或细胞表面。由于它们激活细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）的卓越能力，细菌化合物引起了肿瘤免疫学家的关注。 不同抗原处理途径控制着抗原肽如何由MHC类I分子呈现给CD8+ T细胞（内源性途径）或由MHC类II分子呈现给CD4+ T细胞（外源性途径）的发现，促进了一类能够将抗原传递到期望的处理途径（外源性途径）的佐剂的发展。含有除核酸外所有抗原类型的疫苗主要通过外源性途径将抗原传递给抗原呈递细胞（APCs），这促进了抗体的产生和CD4+ T细胞的激活。在细胞质中的抗原被运输到内质网（ER）并附着到MHC类I分子之前，必须首先被蛋白酶体分解。像聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球、类病毒颗粒（VLPs）和免疫刺激性复合物（ISCOMs）这样的佐剂，它们是由胆固醇和Quil A组成的胶束，是能够有效传递抗原到细胞质的小颗粒。为了成功地将抗原传递给APCs，并通过MHC类I和类II分子呈现，疫苗配方中的佐剂必须是颗粒状的。热休克蛋白（HSPs）也可能是这些佐剂之一。抗原成功地被传递到MHC类I途径，激活APCs 。 7.1.微贮库递送系统 微贮库（微粒）载体常常可以作为可溶性聚合物载体的一个可行的替代品。脂质体、胶束、聚合物微粒和细胞幽灵是这类系统的一些例子。与“直接”分子共轭相比，使用这些载体的结果是在活性成分与载体的比例上显著更高。此外，由于在注射给药期间，药物分子与其周围环境被载体壁完全隔离，它们提供了更高水平的保护，以防止酶解降解和其他有害化学物质的侵害。这些载体的另一个优点是，单个载体可以运输多种药物。然而，应该注意的是，并非所有微粒都能通过肾脏过滤排出，因为它们的大小。微贮库载体的主要缺点是它们倾向于被RES细胞吸收，特别是在肝脏和脾脏。 7.2.胶束和脂质体 脂质体是被最广泛研究和最适合的颗粒状药物载体，用于包裹肽和蛋白质。脂质体由同心的球形磷脂双层构成，包围着一个水性空间，形成囊泡。这些颗粒具有最小的毒性或抗原反应，并且完全生物相容和生物不活跃。肽和蛋白质可以被包裹在脂质体的水性腔室中。脂质体的制备方法多种多样，只需要进行不损害肽或蛋白质完整性的调整。传统的脂质体被RES细胞迅速清除，类似于其他微粒递送技术。为了延长脂质体的循环寿命，人们已经做出了努力，允许开发可以向除了RES之外的目标递送药物的脂质体。这是通过将灵活的亲水性聚合物与修饰的表面结合，通常是PEG，到长循环脂质体上实现的。这阻止了血浆蛋白附着在脂质体表面，从而阻碍了RES的识别和吸收。类似于大分子，脂质体可以由于EPR效应而在各种来源的肿瘤中积累。修改长循环脂质体以递送基于肽和蛋白质的药物到肿瘤是一个简单的过程。然而，使用不同的小尺寸递送方法，如添加药物的胶束或肽和蛋白质与聚合物的共轭，可能被证明更有效。在各种药理学胶束中，由两亲性PEG-磷脂共轭制成的聚合物胶束特别有趣，因为它们的耐用性。与脂质体不同，这些微小颗粒缺乏内部水性空间。通过在这些颗粒的表面化学附着疏水“锚”，可以将药物物质如肽或蛋白质并入胶束。 8.世卫组织推荐的合成肽疫苗生产和质量控制的指令是什么？ 为了确保人类使用的肽疫苗的安全性和有效性一致性，本指南作为其开发、生产和控制的基础。这些指南包括： • 起始材料的控制，包括有关合成感兴趣肽的背景数据； • 生产过程的控制； • 最终产品的控制。 8.1.生产控制指南 8.1.1.肽合成和表征 肽合成过程应该被充分描述，包括任何过程中的控制。描述应该包括使用的原材料的来源和具体信息、采用的方法、偶联和脱保护条件、进入合成下一步骤的要求，以及任何集成的组（如糖基或脂质）。如果合成是在溶液中进行的，应提供流程图和中间肽的细节。应该提供证据支持以下内容： • 正确的氨基酸以所需顺序添加，并且进行了适当数量和种类的修改（如脂质或糖基部分的并入），从而使得主肽序列具有预期的结构。 • 检测和表征了肽单体的主要以及在可能的情况下次要杂质。 • 在连续几批中，肽保持一致的质量水平。 8.1.2.共轭物 共轭产品应满足以下要求： • 需要建立共轭证明； • 应以减少副作用（例如载体交联）为目标； • 重要的是要收集证据证明共轭不会改变抗原序列； • 残留试剂和副产品水平应保持在最低限度。 8.1.3.载体 载体可能与肽共轭或整合到其中。由于对载体的免疫反应可能超过对肽的反应，在选择载体时应小心。最好避免可能引发自身免疫以及那些可能在目标人群中引起预先存在的超敏反应的载体。 8.1.4.聚合、环化或载体合成肽 应特别注意以下几点： • 产品从一批到另一批的相对分子质量分布保持一致。 • 当适当时，各种肽的相对比例保持一致。 • 借助合适的补充分析程序，清楚地识别产品的性质。 • 借助合适的补充分析程序，清楚地识别产品的性质。 8.1.5.防腐剂 如果添加了防腐剂，应确定防腐剂的含量，并证明所使用的量不会对个别疫苗组分产生有害影响，也不会在人类中引起任何意外的不良反应。不应在单剂量制剂中添加防腐剂。 8.2.配方最终产品的指南 8.2.1 与佐剂的相互作用 重要的是要明确各种疫苗组分如何与佐剂相互作用，并证明这种相互作用在不同批次之间是一致的。例如，聚合物制剂中不同种类与佐剂的结合程度可能受到分子质量、疏水性或pH等因素的影响。因此，配方过程可能会无意中导致制剂的分级。 8.2.2.稳定性研究 充分的稳定性研究是疫苗开发的关键组成部分。这些结果用于确定产品在理想储存条件下的最大货架寿命。为了验证产品直到有效期内的免疫原性和无毒性，应对声称有效的每个组分进行实时稳定性测试。加速稳定性研究可以提供产品稳定的初步证据，但它们不能取代用于许可目的的实时测试。 8.2.3.效力 疫苗的功能活性或其在人类中的作用方式不一定反映在效力测定中。在适当的情况下，应包括适当的疫苗效力测试。效力测定的主要目标是使用部分依赖于生物活性的技术来证明批次间的一致性。因此，考虑适当的体外或体内免疫原性或抗原性测定是很重要的。在这样的测定中，应对照参考材料进行比较，并且结果应经过统计验证。由于疫苗的作用机制可能存在差异，这些测定的具体内容必须逐个案例确定。 9.癌症的抗原性和免疫原性 肿瘤引发能够停止其生长的免疫反应的能力被称为肿瘤免疫原性。然而，关于这一复杂过程的功能还有很多需要了解的地方。免疫系统可能阻止癌症扩散的概念最初由Paul Ehrlich在1909年提出。Burnet后来提出了一个理论来解释这一点，建议肿瘤释放新抗原，触发能够根除新癌症的免疫反应。Lewis Thomas采取了一种进化的观点，假设生物体拥有高度发达的防御机制，类似于移植排斥过程，阻止癌症的发展。癌症免疫监视和免疫编辑的概念受到了这些假设的启发。免疫系统区分自身抗原（正常组织表达的抗原）和非自身抗原，以消除逃避免疫识别的恶性肿瘤。最初，人们认为这种机制可以解释肿瘤的免疫原性。然而，尽管有大量相反的证据，但宿主免疫系统未能消除产生非自身抗原的癌症的出现，无法用提出的方法来解释。此外，它也无法解释肠道微生物产生的大量外来抗原与宿主和谐共存的情况。 Pradeu & Carosella认为免疫原性取决于癌细胞呈现与免疫受体通常接触的不同的独特抗原表位，而不是抗原是否被识别为非自身，他们试图解释这些差异。他们描述了表位表达如何“突然”改变。然而，Pradeu & Carosella令人信服地表明，仅凭免疫原性不足以解释因表位呈现变化引起的免疫耐受。根据新抗原与其他经常暴露的抗原一起呈现的方式，它可以导致免疫或耐受。当新抗原以小剂量和逐渐变化的方式引入时，会发生免疫耐受。因此，免疫原性要求肿瘤细胞表达足够水平的肿瘤细胞专有的抗原，而不是从肿瘤形成的正常细胞。此外，肿瘤细胞必须成功地传递抗原，以导致免疫激活，而不是免疫耐受。最近的实验和观察为这一结论提供了一些证据支持。 抗原性，或称免疫原反应性，指的是病毒与特定抗体分子结合的能力。包膜病毒并非通过衣壳蛋白的抗原位点或B细胞表位来具有抗原性，这些位点被抗体结合位点所识别。蛋白质表位的连续性或不连续性由构成多肽链的氨基酸的接近程度决定。大多数表位的免疫原反应性依赖于蛋白质的天然构象，因为它们由肽链折叠带来的表面残基聚集在一起。病毒衣壳的四聚体结构，也称为新类型表位，是由病毒衣壳形成的。新类型表位的发展涉及衣壳蛋白的亚单位间相互作用，这些相互作用引起衣壳蛋白的构象变化，以及相邻亚单位残基的排列，从而形成特定的表位。 宿主对生物材料的反应受到免疫系统的抗原性和免疫原性的影晌，它们具有不同的功能。一种物质附着或与身体最终细胞介导反应的副产品（如B细胞或TCRs）相互作用的能力称为抗原性。这些抗原具有称为抗原决定簇或表位的结构组分，它们与B细胞受体（也称为抗体或免疫球蛋白）结合。当一个主要组织相容性复合体（MHC）分子与蛋白质抗原的线性氨基酸序列（表位）结合时，TCRs能够识别它们。当一个“免疫原”通过激活先天免疫系统然后是适应性（获得性）免疫系统来引发免疫反应时，身体对外国抗原变得更加敏感。生物材料，特别是来自自然的同种异体或异种材料，可以作为免疫原。所有抗原性材料也是免疫原性的，而反之则不然。因此，有些分子本身是抗原性的但不是免疫原性的。这些分子被称为“半抗原”，如金属离子。它们在术后金属超敏反应中扮演着至关重要的角色。因此，免疫原性和抗原性都影响宿主免疫系统对自然和人造生物材料的反应。 10.目前发展 10.1.基于细胞的癌症疫苗 目前正在进行的临床试验中，GVAX与CRS-207、PD-1或urelumab（NCT03190265，NCT02451982）联合使用。成功治疗癌症的方法包括阻断免疫检查点以及癌症疫苗。当PD-1/CTLA-4被加入GVAX疫苗时，CD8+/Treg比率和IFN-+ TNF-+ CD8+肿瘤浸润细胞的数量显著增加。此外，还加入了一种基因改造，有可能将恶性细胞转变为类似于癌症干细胞（CSCs）的细胞，被纳入到全面癌症细胞疫苗中。已经证明，AGI-101H，一种模仿黑色素瘤干细胞的基因改造疫苗，在治疗黑色素瘤患者方面取得了成功。AGI-101H在两项针对黑色素瘤患者的II期研究中显示出了有希望的结果，导致生存率增加。 10.2.基于病毒的癌症疫苗 在临床前和临床试验中，免疫刺激腺病毒基础疫苗或TAAs已被用来展示显著激活抗肿瘤免疫。基于病毒载体表达HER2的VRP-HER2疫苗，在临床前和临床测试中显示出了有希望的结果。hHER2+乳腺癌小鼠模型在接受VRP-HER2疫苗后肿瘤生长得到改善。VRP-HER2在乳腺癌临床试验中也显示出了疗效。患者的HER2特异性免疫反应与他们的无进展间隔长度密切相关。探索了VRP-HER2和抗PD-1疗法的组合以增强总体疗效，展示了这一想法的可行性。此外，试验（NCT03632941）仍在进行中。在非肌层浸润性膀胱癌的治疗中，nadocagene firadenovec，一种非复制型腺病毒载体疫苗，显示出了有希望的结果。根据一项临床试验的结果，该药物在治疗BCG耐药非肌层浸润性膀胱癌方面的疗效，53.4%的患者在初次剂量的Nadofaragene firadenovec后实现了完全反应。此外，需要考虑BT-001，一种有可能表达抗CTLA4抗体和GM-CSF的溶瘤病毒疫苗。之前进行了一项临床试验（NCT04725331）以评估其疗效。在II期研究中，溶瘤病毒疫苗T-VEC被施用。患有IIIB-IVM1a期疾病的患者表现出32%/18%的目标/完全反应率，与普通人群中的28%/14%（112名参与者）相比。 10.3.基于肽的癌症疫苗 多肽IMU-131和白喉毒素通过HER2的细胞外域的B细胞表位连接。IMU-131已被证明在发表的I期临床研究中产生HER2特异性抗体和细胞反应。NeuVax，另一种针对HER2的肽疫苗，是已经进入III期临床试验的CVs之一。最近来自III期临床研究的发现表明，单独的NeuVax对乳腺癌没有明显影响。此外，两项II期临床试验（NCT02297898和NCT01570038）目前正在研究NeuVax和Trastuzumab联合治疗HER2阳性乳腺癌的效果。Boston Biomedical开发了一种名为DSP-788的新型癌症多肽疫苗。DSP-7888（WT1）中的肽激活了针对Wilm肿瘤基因1的辅助T细胞和CTLs。由于WT1在各种血液学和实体恶性肿瘤中表达，DSP-7888很可能会针对表达WT1的癌细胞。在复发或晚期恶性肿瘤患者中，DSP-7888显示出良好的耐受性和没有剂量限制效应。三项I/II期试验评估了DSP-7888作为单药治疗的安全性和有效性，但尚未报告临床结果（NCT02436252，NCT02750891，NCT02498665）。此外，DSP-7888正在一项II期临床研究中被评估用于急性白血病患者（NCT04747002），以及在一项III期临床试验中与Bevacizumab联合用于复发性胶质母细胞瘤患者（NCT03149003）。SurVaxM是另一种针对胶质母细胞瘤的有效肽疫苗，显著延长了这种状况下患者的生存时间。在II期临床试验中，SurVaxM正在被评估与Pembrolizumab联合治疗胶质母细胞瘤（NCT04013672）。 10.4.DNA疫苗 宫颈癌一直是DNA疫苗研究的重点。目前，两项III期临床试验（NCT03185013，NCT03721978）正在进行中，以评估针对HPV的DNA疫苗VGX-3100的安全性和有效性。INOVIO公司发布了VGX-3100针对宫颈癌前病变（NCT03185013）的首个III期研究的积极发现。VGX-3100，连同COVID-19疫苗“ZycoV-D”，有潜力成为第一个可供销售的DNA药物。另一种针对宫颈癌的DNA疫苗GX-188E结合了多个表位，专门针对并激活DCs。在GX-188E针对宫颈癌的II期试验中，52名患者中有67%在36周治疗后显示病变减少。GX-188E联合治疗的临床试验显示出光明的前景。 10.5.mRNA疫苗 TriMix mRNA在各种临床试验中显示出良好的免疫原性和耐受性。两项最近发表的II期临床试验表明，TriMix和TAA mRNA疫苗在III期或IV期黑色素瘤患者中诱导强烈的CD8+ T细胞反应，导致显著的肿瘤反应率。mRNA-2752是另一种免疫刺激mRNA疫苗的例子。mRNA-2752，由Moderna开发用于淋巴瘤治疗的脂质纳米颗粒（LNP），包含人类OX40L、IL-23和IL-36 mRNA。目前正在临床试验中进行评估（NCT03739931）。几种编码TAA的mRNA疫苗组合也在各种临床试验中用于转移性黑色素瘤的治疗。例如，mRNA疫苗BNT111包括四种TAAs（NY-ESO-1、MAGE-A3、酪氨酸酶和TPTE）。BNT111展示了非突变常见肿瘤抗原靶标的广泛应用，并已成功治疗接受CPI的黑色素瘤患者。新抗原编码的mRNA疫苗是最广泛使用的个性化疫苗形式。定制的mRNA CVs在临床试验中被证明是安全且耐受性良好的。BioNTech和Moderna开发的个性化疫苗的临床试验显示出有希望的抗肿瘤益处。例如，Moderna开发了mRNA-4157，一种包含多达34个新抗原编码的个性化疫苗。在无法切除的实体瘤患者中，mRNA-4157单独或与Pembrolizumab联合使用，显示出强大的抗肿瘤效果。mRNA-4157的临床试验目前处于II期。利用mRNA定制平台，BioNTech创建了BNT122新抗原CV。BNT122编码多达20个患者特异性新抗原。在之前的Ia/Ib期试验中，BNT122被单独或与抗PD-L1抗体Atezolizumab联合用于实体瘤患者（NCT03289962）。实验研究表明，BNT122诱导了特定的临床反应和针对新抗原的T细胞反应。BNT122目前正在进行II期临床试验，用于治疗结直肠癌（CRC）（NCT04486378）。 11.结论 疫苗开发过程困难且复杂。与传统免疫接种相比，蛋白质和肽疫苗提供了许多好处。与由灭活毒素、死亡或减毒微生物以及重组成分组成的传统疫苗相比，这种方法安全且经济。由于它们的简单性和易于合成，蛋白质和肽疫苗可以以相对较低的成本生产。此外，肽疫苗不包含对宿主具有高反应原性的不必要的脂多糖、脂质和毒素成分。此外，肽疫苗可以结合来自多个抗原的表位，创建一个包含T细胞和B细胞的单一抗原配方。肽提供了许多好处，但单独给药时，它们通常不是很免疫原性的。为了解决这个问题，需要下一代佐剂。肽疫苗的未来递送技术可能集中在配方中佐剂的组合、提高抗原摄取的技术、促进先天免疫的创新佐剂，以及产生特定适应性免疫反应的佐剂。然而，人们对佐剂的安全性仍有重大关注。佐剂和粒子肽疫苗递送方法的使用存在安全问题，这些问题可以解决，可能允许肽疫苗技术推进到下一代亚单位疫苗。随着医学进入一个新时代，疾病管理策略正在基因和蛋白质数据层面上设计，这些数据构成了所有生物学的基础。在这种情况下，蛋白质治疗越来越重要。在仔细选择最佳抗原和抗原递送系统以及应用适当的联合治疗的情况下，治疗性癌症疫苗（CVs）的开发具有很大的希望。这种选择应该基于已经发生的免疫编辑知识和每个癌症患者特有的免疫抑制机制。肽疫苗，由于其已知的结构、低成本、易于生产和操纵，以及由于其合成性质而缺乏批次间差异，提供了一个有利的替代方案。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。