转载自:中国妇产科临床杂志
李明珠1 赵超1 李小平1 赵昀1 李静然1 刘磊2 李晓丽2 王洪东2 张秀军2 魏丽惠1
基金项目:国家重点研发计划(2021YFC2701202);北京市卫生健康科技成果和适宜技术推广项目(BHTPP2022008);北京市科技计划项目(Z231100004823028)
作者单位:
1. 北京大学人民医院妇产科,北京100044;
2.北京循生免疫医学转化研究院,北京102600
注:李明珠和赵超为共同第一作者
通信作者:
张秀军Email:azhang@aeonvital.com
魏丽惠Email:weilhpku@163.com
【摘要】宫颈癌是严重威胁女性健康的疾病。在消除宫颈癌的预防策略中除了应用预防性人乳头瘤病毒(HPV)疫苗外,治疗性HPV疫苗的研发和临床试验得到了科学家的高度关注。本综述重点介绍了治疗性HPVDNA疫苗的全球研发现状、临床试验情况、适应症的选择、给药方式的选择、与其他种类治疗性HPV疫苗联合接种以及与免疫检查点抑制剂联合治疗的情况,初步临床试验结果显示了治疗性HPV疫苗一定的有效性和安全性,显示未来可能有良好应用前景。目前临床研究中治疗性HPV疫苗的适应症主要是宫颈癌前病变和HPV相关癌症,最近WHO倡议其治疗人群扩展到HPV感染患者,预防癌前病变和癌症的发生,挽救更多的生命。
【关键词】人乳头瘤病毒;治疗性疫苗;DNA疫苗;宫颈癌前病变
宫颈癌至今仍然是严重威胁女性健康的最常见下生殖道恶性肿瘤。2020年,WHO提出《加速消除宫颈癌全球战略》[1],这是第一个全球癌症消除的卫生战略,宫颈癌将成为第一个被消除的癌症。其中接种疫苗是降低患宫颈癌风险的有效措施,但是由于多种因素,预防性人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)疫苗接种覆盖率远远达不到目标需求。另外,预防性HPV疫苗对已感染的患者并无治疗效果。因此,开发治疗性HPV疫苗是达到WHO全球战略目标的另一个重要手段,是对预防性HPV疫苗的有力补充。本文将重点介绍候选治疗性HPVDNA疫苗的临床研究现状和特点。
一、
HPV简介
HPV是无包膜的环状双链DNA病毒,根据是否引起癌变可分为低危型(low-risk HPVs,lrHPV)和高危型(high risk HPVs,hrHPV)两大类。常见高危型HPV类型有HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68等亚型。研究证明95%~99%宫颈癌是由高危型HPV持续感染导致,其中70%癌症是由HPV-16和18病毒导致[2]。HPV基因组共编码8种蛋白质,包括2种结构衣壳晚期蛋白(L1和L2)和6种非结构性早期调节蛋白(E1、E2、E4、E5、E6和E7)[3]。其中HPVE6/E7的持续表达对转化细胞是必需的。HPVE6首先与E3泛素连接酶E6AP结合,随后E6/E6AP二聚体招募并对抑癌基因p53泛素化[4],导致p53降解,从而使细胞产生抗凋亡作用;E7结合Rb,破坏Rb-E2F复合物,从而释放E2F入核,诱导细胞从G1进入S期。E6和E7通过使细胞抗凋亡和促进其增殖来引起细胞癌变[5]。
二、
治疗性HPV疫苗的作用机制
目前开发的治疗性HPV疫苗(HPV therapeutic vaccines)主要以E6/E7为抗原靶点。通过E6和E7特异性CD8+T细胞杀死已经感染HPV的细胞。其作用机制:首先递送疫苗到抗原提呈细胞(antigen presentating cell,APC),随后APC细胞通过表面的组织相容性复合物Ⅰ(MHCⅠ)和MHCⅡ来分别提呈E6/E7抗原表位激活CD8+细胞毒性T细胞和CD4+辅助性T细胞;在CD4+辅助性T细胞的协助下,激活的HPV抗原特异性CD8+T细胞识别并杀伤已经感染HPV的细胞[6]。
三、
治疗性HPV疫苗临床研究的基本现状
根据美国临床信息公示数据库(www.clinicaltrials.gov)统计结果,截止到2024年2月21日,已经完成和进行的治疗性HPV疫苗临床试验有90多项,共包含30多种疫苗产品。目前尚无治疗性HPV疫苗被批准上市。根据技术路线不同,候选治疗性HPV疫苗主要分为蛋白疫苗、多肽疫苗、DNA疫苗、RNA疫苗、活载体疫苗和细胞疫苗等。
全球7种候选治疗性HPVDNA疫苗的临床试验进展情况:
1. VGX-3100是美国Inovio公司的以HPV16和HPV18的E6和E7蛋白为抗原靶点的DNA疫苗,适应证是治疗高级别宫颈鳞状上皮内病变(high grade squamous intraepithelial lesion,HSIL),其采用电穿孔设备CELLECTRA™-5PSP对注射部位电击提高DNA疫苗进入细胞内的效率,来增强免疫原性。其从临床Ⅰ期开始(2008年5月)至今(2024年4月)进行了16年的研究:2012年,VGX-3100临床Ⅰ期(NCT00685412)结果显示,18例既往接受过CIN2/3治疗的女性在接受了三剂次疫苗后,免疫耐受性良好,没有出现剂量限制性毒性,没有出现3或4级严重不良事件,仅有在注射部位轻度反应的病例,局部注射部位疼痛值在6.2/10,注射完成后的10分钟就会降低至1.4;VGX-3100可以产生强效Th1和细胞毒性T细胞免疫反应,通过IFNγELISpot检测发现,14名受试者(78%)有明显的细胞免疫反应[7]。2015年,VGX-3100Ⅱb期(NCT01304524)临床试验显示[8],167例HPV16和HPV18阳性CIN2/3患者按3:1比例被随机分配分别接受三剂次VGX-3100(n=125)或安慰剂(n=42)。在最初的按方案分析中,VGX-3100组中,49.5%(53/107)组织学消退,安慰剂组中30.6%(11/36)组织学消退(差异19.0%,95%置信区间为1.4%至36.6%,P=0.034);在修改的意向治疗分析中,VGX-3100治疗组中,48.2%(55/114)组织学消退,安慰剂组中30.0%(12/40)组织学消退(差异18.2%,95%置信区间为1.3%至34.4%,P=0.034);最常见的不良事件是局部注射部位反应。2016年,VGX-3100另外一项临床Ⅰ期(NCT01188850)结果显示,重新招募完成VGX-3100临床Ⅰ期的患者接种一剂加强针,即接种第4针VGX-3100疫苗,与接种3剂次比较,接种第4针后能产生更强的体液免疫和细胞免疫,包括CD8+T细胞产生IFNγ和TNFα的能力、细胞激活和合成裂解蛋白的能力明显加强[9]。2021年3月,Inovio公司发布了VGX-3100临床Ⅲ期试验REVEAL1(NCT03185013)的结果,共入组201人,有8名受试者退出,在接受统计的193名CIN2/3受试者中,疫苗接种组病变完全消退同时HPV病毒清除率的比例是23.7%(31/131),而安慰剂组是11.3%(7/62)(差异12.4%;95%置信区间为0.4%至22.5%;P=0.022),具有统计学意义,达到了病变消退和HPV16/18病毒清除的主要终点[10]。2023年3月,Inovio公司发布了Ⅲ期临床试验REVEAL2(NCT03721978)的结果,共203名受试者,疫苗接种组病变消退同时病毒清除的比例是27.6%(37/134),而安慰剂组是8.7%(6/69),具有统计学意义(差异18.9%,95%置信区间为7.8%至28.6%;P=0.001)[11]。研究表明,VGX-3100是安全有效的治疗性HPVDNA疫苗,并有望成为全球第一个上市的治疗性HPV疫苗。
2.INO-3112又称MEDI0457,是Inovio公司开发的VGX-3100的升级产品,包含VGX-3100和INO-9012两个质粒,INO-9012表达IL-12,用于治疗HPV相关癌症,包括头颈部癌、宫颈癌等(NCT02163057;NCT02172911;NCT03162224;NCT03439085)。一项临床研究(NCT03162224)结果显示:在29例可评估患者中,接受INO-3112和PD-L1抑制剂(durvalumab)联合治疗后,客观缓解率(ORR)是27.6%(95%置信区间为12.7%至47.2%;4例患者完全缓解,4例患者部分缓解),并且该缓解不依赖于PD-L1的表达(≥25%vs.<25%)。除此之外,在治疗中,HPV16/18特异性T细胞增加。虽然该临床试验没有达到有效终点,但是临床获益是令人鼓舞的[12]。
3.GX-188E是以HPV16和HPV18的E6和E7蛋白为抗原靶点的DNA疫苗。一项适应证为CIN3的单臂临床Ⅱ期研究(NCT02139267)结果:GX-188E接种后第7次随访(V7)时,52%(33/64)患者出现组织病理学消退;接种后第8次随访(V8)时,67%(35/52)患者出现组织病理学消退,并发现HPV16型E6/E7变异型D25E、V83L和N29S与V8时的组织病理学消退呈负相关(HPV序列分析)[13]。
4.VB10.16是以HPV16E6/E7蛋白为抗原靶点的DNA疫苗。一项对CIN2/3的临床Ⅰ/Ⅱa期试验(NCT02529930)结果显示:共有34例女性入组,16例在两个剂量组中,18例在扩展组(4剂次),有79%报告轻度至中度注射部位反应不良事件,未观察到严重不良事件或剂量限制性毒性。在大多数受试者接种VB10.16疫苗后观察到HPV16特异性T细胞反应。扩展组有17例可评估受试者,有47%(8/17)观察到HPV16清除;94%(16/17)病灶变小,59%(10/17)病变消退至CIN1或正常[14]。
5.pBI-11又称pNGVL4a-Sig/E7(Detox)/HSP70,是以HPV16和HPV18的E6和E7蛋白为抗原靶点的DNA疫苗,针对治疗CIN2/3或者HPV16或18阳性口咽癌,pBI-11采用无针装置PharmajetTropis接种,是目前唯一成功上市的DNA疫苗注射装置。一项临床Ⅱ期试验(NCT05799144)结果显示:通过Tropis生物喷射器可以增加pBI-11疫苗的递送效果,增强HPV抗原特异性CD8+T细胞反应[15]。
6.另外两款治疗性HPV疫苗,NWRD08是以HPV16和HPV18的E6和E7蛋白为抗原靶点的DNA疫苗;pNGVL4aCRTE6E7L2是一款以HPV16E6/E7/L2为抗原靶点的DNA疫苗。目前均处于临床早期研究阶段。
四、
候选治疗性HPVDNA疫苗的特点
1. DNA疫苗的优缺点:优点是安全、易于生产;缺点是DNA疫苗转染效率低,导致免疫原性差。
2. 关于DNA疫苗适应证:由于目前尚无被批准的治疗性HPV疫苗上市,从临床试验中看到,参加临床试验的人群包括了HPV持续性感染、CIN1、CIN2/3、宫颈癌、外阴癌、头颈部癌及鼻咽癌等。最终接种治疗性疫苗的适宜人群,还有待临床试验结束后的最终评估得出结论。
3. DNA疫苗的给药方式的选择:目前DNA疫苗采用两种方式接种:①采用无针注射系统接种(pBI-11和VB10.16两种疫苗),通过产生细小的高压液体流,使药物进入皮下组织,由于皮下组织富含免疫细胞,可以快速产生免疫应答;②采用电穿孔递送系统,通过电场使细胞膜产生暂时的小孔使DNA疫苗进入细胞内(VGX-3100、INO-3112、GX-188E、NWRD08、pNGVL4aCRTE6E7L2五种疫苗)。这两种接种方式都可以提高治疗性HPVDNA疫苗的转染效率,来提高DNA疫苗的免疫原性,缺点是都需依赖于专门的递送设备,给疫苗的广泛应用带来不便。我国自主研发的治疗性HPV疫苗,采用脂质纳米颗粒(Lipid nanoparticles,LNPs)传送技术,临床前研究试验结果表明,与电穿孔(电击)递送相比,以脂质纳米颗粒(LNP)方式递送HPV治疗性DNA疫苗使小鼠体内免疫原性显著增强,未来有望成为一种有前景的候选治疗性HPV疫苗[16]。
4. 候选DNA疫苗与其他种类治疗性HPV疫苗的联合接种。一项Ⅰ期临床研究将DNA疫苗pNGVL4aCRTE6E7L2和蛋白疫苗TA-CIN联合接种(NCT03913117),策略是先接种DNA疫苗,再接种蛋白疫苗加强针,以期达到治疗目的。
5. 候选DNA疫苗与免疫抑制剂联合治疗HPV相关肿瘤。治疗性HPV疫苗接种后可以增强HPV抗原特异性CD8+T细胞免疫反应,但实体瘤存在免疫抑制微环境阻碍抗原特异性T细胞杀伤肿瘤的能力,因此治疗性HPV疫苗与其他肿瘤治疗手段相结合,可以延长肿瘤患者的生存期。多项临床研究将治疗性HPV疫苗与PD1/PD-L1抑制剂联合治疗,如:INO-3112与PD-L1抑制剂度伐利尤单抗(Imfinzi)联合治疗HPV阳性的头颈癌[12];GX-188E与PD1抑制剂帕博利珠单抗(Keytruda)联合治疗宫颈癌[17]等。
五、
治疗性HPV疫苗的研发方向和开发策略
为了加快和推进治疗性HPV疫苗的研发速度,2024年WHO制定了《治疗性HPV疫苗的优选产品特性》,该文件旨在为疫苗开发者、决策者和规划实施者提供关于治疗性疫苗的产品特征,为下一次实施方案提供指导。该草案描述了两种治疗性疫苗的优选产品特性(preferred productchara cteristics,PPCs),分别是用于清除HPV感染的PPC和用于治疗宫颈癌前病变的PPC。这两种特性分别以清除感染和治疗宫颈癌前病变为目标,提供了清晰的开发方向,都可以在宫颈癌预防策略中发挥作用[18]。
根据WHO提出治疗性疫苗优选产品特性原则,治疗性HPV疫苗的目标是治疗HPV感染、CIN1、CIN2/3,阻断向宫颈癌的进展。WHO建议了两种条件下的接种策略:一种接种策略无需检测HPV,对成年女性进行以人群为基础的广泛接种,适用于筛查和治疗能力有限的地区;另一种接种策略是在具有HPV检测能力区域,对阳性检测患者进行有目的接种,高危HPV感染和/或癌前病变女性可得到有效治疗。两种接种策略均有其优势,可以分别满足不同条件下HPV感染和癌前病变人群,从而降低癌症的发病率[18]。
综上所述,治疗性HPV疫苗的临床试验表明了其具有一定的有效性和安全性,期待治疗性HPV疫苗早日问世,造福于人类。
参考文献略
文章来源:中国妇产科临床杂志 2024 年 7 月 第 25 卷 第 4期,转载请标注来源。