TAPBP

摘要：最近，癌症疫苗的个性化定制受到了广泛关注。尽管最近研究了针对各种肿瘤的众多疫苗技术，但治疗性癌症疫苗（CVs）的表现仍然不佳。尽管通常在临床前数据中显示出积极的结果，但临床试验尚未产生令人满意的数据。这种失望的主要原因是识别肿瘤特异性抗原的挑战，这些抗原应该仅由肿瘤细胞过度表达，而不是健康细胞。在恶性肿瘤免疫疗法中使用的大多数肿瘤抗原是非突变的并且过度表达的自身抗原，它们主要激活具有次优T细胞结合位点的T细胞，使它们无法有效促进抗肿瘤反应。创建能够激活效应T细胞和记忆T细胞以特异性响应肿瘤抗原的强大治疗性CVs是CVs的主要目标之一。在将白细胞介素（IL）和肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）通过移植传递到自体癌症患者后，目标肿瘤退缩表明T细胞对肿瘤退缩至关重要。迄今为止发现的肿瘤抗原可以分为三组：肿瘤特异性分化抗原、肿瘤特异性共享抗原和组织特异性独特抗原。在组织宿主对癌症、病毒性疾病和自身免疫性疾病的免疫反应中，CD4+ T细胞至关重要。端粒酶是通用癌症抗原的一个原型，因为它在大多数肿瘤中表达，并在致癌变化中发挥固有的实际作用。这些理想特性促使研究使用癌症抗原、端粒酶的催化亚基、人类端粒酶逆转录酶（hTERT）作为普遍适用的免疫学靶标的可能性。不同免疫疗法制剂的早期临床测试已证实，在个体中引发针对hTERT的特异性免疫反应是安全的，这可能会影响临床结果。基础免疫学测试已证明hTERT具有免疫原性。本章描述了近年来在癌症免疫疗法疫苗方法的发展中针对的肿瘤抗原，以及可能存在的新型肿瘤抗原类别，如非传统抗原、HERVs和杂合肽。 1.引言 疫苗在预防细菌和病毒性疾病方面取得了成功。自从200多年前第一种疫苗的创建以来，它们通过预防20世纪一些最严重的疾病，挽救了全球数亿人的生命。疫苗通过向个体暴露由细菌（例如，白喉、破伤风和结核）和病毒（例如，麻疹、脊髓灰质炎和小痘）引起的疾病威胁的弱化版本来工作。这使得他们的免疫系统能够根据它们的独特标记，或“抗原”，识别这些威胁，并对抗它们。在个体感染细菌或病毒之前给予这些疫苗通常最有效。癌症是全球死亡的主要原因。然而，由于几个原因，癌症的情况更为复杂，这使得开发治疗或预防癌症的免疫疗法更具挑战性。具体来说，癌细胞比细菌和病毒更接近我们的正常健康细胞，我们的免疫系统将其识别为外来物。此外，每个人的肿瘤在某种程度上是独特的，并包含独特的抗原。因此，需要更先进的方法来开发有效的CVs。目前，每年有超过800万患者死于恶性肿瘤，预计在未来20年内，这一数字将从目前的1400万增加到2200万。结直肠癌、肺癌、前列腺癌和乳腺癌是西方世界最常见的恶性肿瘤类型，使其成为死亡的主要原因之一。随着人口和医疗实践的变化，预计胰腺、肝脏和甲状腺恶性肿瘤将急剧上升。一个多世纪以来，人们一直在研究CVs，但与针对传染病的疫苗的巨大影响相比，它们提供了更多的希望而不是实际的好处。鉴于肿瘤对免疫系统在难以识别的水平上的影响，癌症免疫疗法主要集中于疾病治疗，这比传染病疫苗要克服的障碍要大得多，后者更强调疾病预防。 2.癌症的普遍性 癌症是全球死亡的主要原因。目前，每年有超过800万患者死于恶性肿瘤，预计在未来20年内，从现有的1400万例增加到2200万例。结直肠癌、肺癌、前列腺癌和乳腺癌是西方世界最常见的癌症类型。在美国，肺癌、前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌和结直肠癌（CRC）的致死率最高，也是最常被诊断的恶性肿瘤。人类恶性肿瘤的分子特征揭示了个体肿瘤的复杂性和不同个体之间肿瘤的多样性。因此，更个性化的治疗方法可能会提高治疗效果。治疗方法正逐渐从基于组织转向关注特定肿瘤的突变谱。例如，曲妥珠单抗（抗Her2抗体），以前专门用于治疗乳腺癌，现在也被应用于治疗其他Her2细胞表面表达升高的癌症。 3.肿瘤抗原 癌症免疫疗法的发展集中在识别肿瘤抗原上，这些抗原在主要组织相容性复合体（MHC）分子存在的情况下产生，并有可能触发针对肿瘤的CTL反应。这种反应可能会影响肿瘤细胞的破坏和恶性肿瘤的复发。早期的癌症免疫疗法针对广泛的抗原以防止逃逸变异的出现。这些方法在涉及不同肿瘤类型的众多临床试验中进行了评估，如辐射自体肿瘤细胞、自体肿瘤裂解物、整个肿瘤衍生的mRNA和异体肿瘤细胞系。然而，这些方法面临挑战，包括需要大量的肿瘤组织、收集和处理的复杂性，以及满足良好生产规范（GMP）等监管标准的问题。其中一个主要障碍是整个肿瘤细胞中非肿瘤自身抗原的丰富性，这减少了肿瘤特异性抗原的数量并促进了免疫耐受。为了应对这些挑战，已经开发了治疗性癌症疫苗，通常关注一个或几个癌症抗原。肿瘤抗原分为两类：肿瘤特异性抗原（TSAs）和肿瘤相关抗原（TAAs）。TSAs被认为在癌症疫苗中更有效，因为它们是癌症细胞独有的，并且源于肿瘤特异性的遗传突变或病毒抗原。 4.识别癌症抗原的历史 自19世纪90年代以来，就有报道称首次尝试使用细菌提取物来促进抗肿瘤免疫。根据一项研究，热杀死的粘质沙雷菌和化脓性链球菌被用于患有无法治愈的软组织肉瘤的个体。在治疗时，超过50%的病例中肿瘤已完全退缩，导致五年以上生存率。还发现了温度水平与治疗效果之间的良好相关性。广泛认为抗癌免疫反应是Coley毒素有效性的原因。尽管当代免疫疗法报告了无与伦比的反应率，但其他研究并未显示出类似的有效性，特别是在接受Coley毒素治疗的癌症患者中。Coley毒素可能在癌症患者中失败，因为其有效性依赖于非特异性免疫激活。长期以来一直存在争议，即宿主免疫细胞是否能够区分肿瘤细胞和健康细胞。1953年，Foley提出，通过植入免疫接种可以阻止由甲基胆蒽诱导的肉瘤的生长。“免疫耐受”的概念遭到了怀疑。20世纪70年代后，多项研究表明，化学致癌作用为每只小鼠产生了各种癌症抗原，这些抗原不能转移到另一只小鼠中产生免疫力，即使那只小鼠具有相同的遗传背景并使用了相同的化学致癌作用程序。自从Ikeda等人发现化学产生的肉瘤引起的细胞毒性T细胞反应比自然产生的要大得多且更持久。他们的发现可能表明，在临床环境中使用癌症免疫疗法是具有挑战性的。之后，自20世纪80年代以来，在小鼠模型中由宿主T细胞识别的“癌症抗原”是基于独特的获得性遗传变化，或“新抗原”。也被认为是“癌症抗原”的有癌症-睾丸抗原P1A（小鼠）和MAGE（人类）。除了睾丸外，它们在恶性肿瘤的变异性中被陈述，而不是在标准的成熟组织中。因此，癌症-睾丸抗原发展成为一个流行的免疫疗法靶标。然后，识别癌症抗原的方法稳步改进，特别是基因测序技术，它发展迅速。除了已经识别的来自酪氨酸酶的三种肽之外，发现的五种新抗原来自体细胞突变，为针对新抗原的T细胞在调节黑色素瘤中确立了领导作用。由于下一代测序已在医疗治疗和研究中被商业采用，新抗原现在已成为免疫疗法的中心。 5.人类肿瘤抗原 5.1.肿瘤抗原的鉴定 癌症患者的血液或肿瘤已被用于分离抗肿瘤CTL克隆。表达克隆是一种常用技术，涉及通过转导肿瘤cDNA库分离肽编码基因，并评估转导细胞刺激CTL克隆的能力，以识别这些CTL识别的肽。然后可以通过转染其片段来定义发现的基因编码抗原肽的区域，评估具有适当HLA结合模式的候选肽，以确定它们是否能使靶细胞对CTL裂解敏感。使用这种方法已成功鉴定了许多抗原肽。为了鉴定TAAic肽，“反向免疫学”技术涉及选择具有足够结合HLA的蛋白质内的肽，例如由突变的癌基因产生的蛋白质，该蛋白质要么优先过度表达，要么由肿瘤表达，现在被广泛使用。发展和体外测试潜在肽的HLA结合。最佳结合肽被加载到抗原细胞上，并用于体外刺激T淋巴细胞，以产生识别肽脉冲靶细胞的克隆或CTL线。这种方法的局限性在于肿瘤可能无法有效处理已鉴定的肽。因此，确认表达CTL编码肽的基因的肿瘤细胞至关重要。还应检查细胞或基因的常规转染体，或者通过siRNA或shRNA沉默基因表达的细胞。从肿瘤细胞表面免疫纯化MHC I类分子并释放抗原肽是寻找抗原的第三种技术。这种技术在确定或验证经过翻译后修饰的肽的重要性方面非常有效，例如依赖糖基化的天冬酰胺脱酰胺作用、丝氨酸/苏氨酸磷酸化和肽剪接，尽管必须通过质谱直接识别洗脱的肽序列。使用这些不同的技术，已经发现了被抗肿瘤CTL识别的大量抗原肽。根据亲本基因的表达模式，这些抗原可以很容易地分类（图3.1）。肿瘤细胞用来提升自己的抗原肽的一致更新列表。 图 3.1 CD8 T细胞能够识别的主要肿瘤抗原类别。 6.T细胞可以识别的肿瘤抗体类别 T细胞有时识别的“肿瘤抗原”并不一定是在肿瘤特异性方式下产生的。过度表达在癌细胞中的抗原和仅在癌细胞中表达而不在健康细胞中表达的抗原是其中之一，如图3.1所示，肿瘤抗原的一些特征在表3.1中指定。 6.1.高肿瘤特异性抗原 由于它们的肿瘤特异性表达模式，由点突变、病毒蛋白和癌胚基因产生的三类抗原可以诱导针对肿瘤的T细胞反应（图3.2）。健康细胞（底部面板）和癌细胞（上部面板）被显示产生抗原肽。只有病毒感染的细胞表达病毒抗原。突变可能导致能够与HLA I类分子结合的改变肽，而野生肽则无法（左）。改变可能会改变与HLA I类分子结合的肽，导致循环CTL将改变的肽识别为非自身。全基因组去甲基化导致恶性肿瘤中癌胚基因的表达。由癌胚基因产生的MAGE型抗原不在胚系或正常健康细胞表面表达，因为胚系细胞不包含HLA I类分子。在各种组织中差异表达的基因负责编码分化抗原。因此，某些肿瘤类型和匹配的健康组织表达它们。由于增强的转录或基因扩增，某些基因在恶性肿瘤中过度表达。结果肽在一些或所有健康器官中表达水平低，但在某些恶性肿瘤中大量表达。 6.1.1.病毒抗原 据估计，病毒负责20%的癌症病例，病毒产生的遗传变异可能作为肿瘤抗原肽。一些病毒被认为参与致癌作用。免疫系统识别与人类乳头瘤病毒（HPV）和头颈部恶性肿瘤相关的Epstein-Barr病毒和人类T细胞白血病病毒作为与致癌相关的癌症排斥抗原。其中，宫颈癌显示出HPV病毒抗原E6和E7的高表达，可以作为细胞毒性T细胞的靶标。迄今为止，很少有临床试验检查了与病毒相关的抗原疫苗治疗的有效性和可行性。 6.1.2 由突变基因产生的抗原 大量从恶性肿瘤个体的血液中或肿瘤中获得的CTL已被用于鉴定由广泛表达基因的突变产生的抗原。肽序列中经常添加一个氨基酸，以允许其与MHC I类分子结合或产生CTL可以识别的新抗原因子（图3.2）。突变引起的移码有时可以创建一个新的抗原肽。致癌突变导致一些突变抗原肽。已经证明CDK4基因突变可以改变CDK4与其p16/INK4a抑制剂的结合方式，鼓励细胞无限制地分裂。 图 3.2 细胞毒性T细胞可以检测到的肿瘤抗原。根据亲本基因的表达方式，肿瘤抗原被分类。 CTNNB1基因的变化稳定了β-catenin，增强了其与Lef-Tcf转录因子的相互作用，并产生了一个抗原肽。在黑色素瘤发展中涉及的基因可能因此而持续转激活。已经证明，CTL检测到的CASP8基因突变降低了细胞对凋亡的敏感性。然而，伴随这些变化的抗原肽通常是特定于发现它们的恶性肿瘤的乘客突变。预计具有高突变率的微卫星不稳定性(MSI)+结直肠癌、黑色素瘤、肺癌和其他肿瘤将包含更多的突变抗原，并且更具免疫原性。值得注意的是，一些患者的抗肿瘤CTL反应主要集中于突变表位。令人惊讶的是，只分离出少量能识别来自P53、KRAS或NRAS等在癌症中经常突变的基因的肽的CD8 T细胞。可能，相关的肽不是非常免疫原性，因为这些CTL的绝大多数是通过反向免疫学而不是通过肿瘤培养与淋巴细胞混合发现的。也发现了来自染色体易位如ETV6-AML1和BCR-ABL的肽。 6.1.3.癌胚基因 癌胚基因是肿瘤特异性抗原（TSA）的一个重要额外来源，如图3.2所示。这些基因中包括MAGE基因，它们由位于X染色体的三个区域（称为MAGEA、MAGEC和MAGEB）中的功能性基因组成。在X染色体上发现的其他癌胚基因组包括BAGE、SSX、LAGE/NY-ESO1和GAGE。癌胚基因在多种癌症类型中存在，除了滋养层和胚系细胞外。这些基因由于其启动子区域的去甲基化，表现出肿瘤特异性表达模式，这一过程在进展性恶性肿瘤和男性生殖细胞中全基因组范围内观察到。滋养层和男性生殖细胞缺乏MHC I类分子，阻止了抗原呈现给T细胞。由癌胚基因产生的抗原肽衍生的MAGE型抗原似乎特异于肿瘤，使它们成为免疫治疗的潜在靶标，而不会对皮肤患者产生不良影响。然而，重要的是要注意，最近的发现表明MAGE-A12在脑细胞中的表达较低。某些异常转录本，无论是在健康组织中低水平表达还是沉默但在肿瘤中上调，已被识别为产生抗原肽。这些转录本与癌症相关基因不同。此外，还发现了来自在睾丸和急性髓系白血病中表达的具有抗凋亡和促增殖特性的cyclin-A1蛋白的肽。 6.2.低肿瘤特异性抗原 这类抗原包括分化抗原和在恶性肿瘤中过度表达的基因产生的抗原（图3.2）。 6.2.1.组织分化抗原 分化抗原专门在肿瘤细胞和由于组织分化的特殊特征而产生的正常组织细胞中表达。对这些抗原的一项研究表明，“肿瘤抗原”使黑色素瘤个体中的细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）能够在正常黑色素细胞和肿瘤细胞之间进行区分。Gp100、MART-1/Melan A、酪氨酸酶等组织分化抗原在黑色素瘤患者的肿瘤细胞和黑色素细胞中表达。它们是专门在健康黑色素细胞的黑色素体中表达的酶，在恶性黑色素瘤细胞中过度表达，以允许区分表达水平。在对临床试验的综合审查中，使用Melan-A/MART-1、gp100和酪氨酸酶等黑色素细胞分化抗原的免疫治疗在转移性黑色素瘤个体中显示出2.5%的反应率。此外，使用与系统性和眼部自身免疫性相关的黑色素细胞分化抗原的副作用也有记录。因此，作为免疫治疗靶标，组织分化抗原已失去了部分相关性。 6.2.2.过度表达抗原 检测肿瘤抗原，这些抗原只需要少量HLA-肽复合物就能在细胞表面被检测到，应该是抗肿瘤免疫反应的第一步。阈值应该帮助T淋巴细胞识别与健康细胞相比在肿瘤细胞中过度表达的蛋白质产生的肽，从而产生肿瘤特异性。这些肿瘤抗原被称为“过度表达抗原”，因为它们在癌细胞中大量表达，主要有助于肿瘤细胞的发展和存在。例如，一些癌症类型过度表达了CEA、WT-1和Her-2/neu。一个重要的问题是，过度表达的抗原缺乏足够的抗原性和特异性用于临床应用。要被T细胞特别识别，健康组织和恶性组织之间的表达水平必须有显著差异。许多上皮性癌症，如卵巢和乳腺癌变，过度表达了编码生长因子受体的Her-2/neu癌基因。几项关于过度表达抗原的临床研究表明效果最小且有一些负面后果。 6.3.癌-睾丸抗原 只有正常的睾丸、正常的胎盘和癌组织表达癌-睾丸抗原，这些抗原被所有癌症类型的个体共享。HLA I类分子在性腺组织中不表达，这阻止了它们被识别为细胞毒性T细胞的目标；因此，它不能引发肿瘤特异性免疫反应。在1990年代，发现了最初的癌-睾丸抗原MAGEA1。已经发现了许多癌-睾丸抗原，如MAGE、XAGE1和NY-ESO-1，由于它们具有高度的肿瘤抗原性，可能被用作潜在的免疫治疗靶点。NY-ESO-1和MAGE，这两个睾丸癌抗原一直是临床试验的焦点，被发现作为CV治疗的效果只是边缘性的。需要注意的是，少数睾丸癌抗原在胚胎期的正常或健康组织中表达，一些成人组织中也有，而且，同源家族的某些分子存在于健康组织中，尽管它们中的大多数具有更高的抗原性，可能被认为是CVs有希望的靶点。 6.4.新抗原 在癌变的多步骤过程中，体细胞基因积累，涉及与细胞增殖、发育和生存相关的基因的重要突变（称为“驱动基因突变”），以及由基因组不稳定性引起的大量并发突变，这些不稳定性与黑色素瘤风险因素如紫外线和烟草使用有关（称为“乘客突变”）。新抗原是每个个体独有的非自身蛋白，源于癌症特异性基因变化，在健康组织中不存在。由于在胸腺成熟期间没有发展出免疫耐受，T细胞可以对新抗原产生强烈的免疫反应。这种反应是特定于肿瘤的，不会在健康细胞中发生，使新抗原成为各种癌症免疫治疗的有希望的靶点。 6.5.癌胎儿抗原 典型的胎儿抗原在成熟过程中被关闭，但在改造细胞中重新开启，包括胎蛋白和癌胎儿抗原。在体外、小鼠模型和临床研究中，这些抗原已显示出免疫原性，并作为靶点具有一定的用途。2008年，国家癌症研究所举办了一个研讨会，对当时发现的抗原进行评级和分类，发布了最优先的抗原和最有实验证据的肿瘤排斥证据。大多数抗原是非突变抗原，传统的，它们根据先前建立的标准进行分组，如它们的肿瘤特异性、免疫原性、致癌性、过表达的发生率和在恶性干细胞中的表达。上述肿瘤特异性抗原类别并非肿瘤特异性。P53肿瘤抑制基因和RAS癌基因都有广泛的突变。人们认为这些突变不太可能导致免疫原性、处理和呈现MHC限制性表位在足够相互的MHC I类分子或MHC II类分子中，并且在临床研究中通过免疫疗法估计和识别将是有问题的，几乎是不可能的。针对这些个人特定变化的高度有益的T细胞已经开始被认识。然而，可以预测肽表位将如何被翻译、呈现和结合的测序技术和算法已经改进。寻找可靶向的、患者特定的突变是困难的，这延迟了治疗。然而，许多研究人员正在集中研究策略，以更快地找到这样的肿瘤特异性靶点。 6.6.表位扩散 限制自身免疫和建立非常精确的记忆和效应细胞反应是针对特定肿瘤抗原的结果。这样的技术可能在生物学上产生相反的影响。这可能会增加对疫苗治疗有抵抗力的肿瘤细胞的数量，因为它们缺乏目标肿瘤抗原。然而，抗药性肿瘤表达额外抗原并随后增加与肿瘤相反的免疫反应的能力，即，对疫苗中不存在的抗原产生免疫反应，可能是一种好处。表位扩散就是这种现象的术语。表位扩散，也称为决定因素扩散，是一种免疫反应从一个抗原转移到同一组织中产生的另一个抗原的过程。自身免疫疾病研究和癌症免疫治疗研究都观察到了这种自发现象。肿瘤排斥的一个重要事件可能是由于T细胞攻击和破坏肿瘤细胞，导致肿瘤抗原从肿瘤细胞中释放出来，帮助针对各种抗原的后续T细胞浪潮。为了提供针对可能导致肿瘤排斥的未识别的、患者特定的突变抗原的免疫接种，针对共同抗原的免疫疗法可能是有用的。许多临床试验已经描绘了临床结果和对疫苗目标抗原的免疫反应之间没有联系。这可能与抗原的分布和对未测量的肿瘤抗原的免疫反应的出现有关。含有TAA的疫苗的关键作用可能是将表位转移到TSA，这反过来更热烈和有效地刺激T淋巴细胞，以诱导肿瘤排斥。 6.7.糖脂和糖蛋白作为抗原 恶性细胞膜上的碳水化合物被糖基转移酶和糖苷酶改变，与健康细胞上典型的分子不同。肿瘤细胞碳水化合物结构主要在数量上而非质量上发生变化。这句话表明，与正常细胞相比，肿瘤细胞显示出较少的碳水化合物结构。尽管如此，肿瘤细胞的细胞表面碳水化合物可能具有多种结构，允许免疫方法将它们识别为肿瘤相关抗原（TAAs）。含有碳水化合物的抗原在识别发育和分化过程中的细胞中可能至关重要。确定与肿瘤相关的碳水化合物抗原（TACAs）主要有两种方法。第一种方法涉及系统分析碳水化合物的化学成分和结构；如果发现了这样的结构，就会导致形成针对异常成分的抗体（Abs）。另一种方法使用专门针对肿瘤特异性碳水化合物抗原的单克隆抗体。使用这种方法，在多种人类恶性肿瘤中发现了几个糖脂抗原。 7.利用肿瘤抗原的生物标志物 除了作为潜在的治疗靶点，肿瘤特异性抗原还可用于恶性肿瘤的识别和分类。肿瘤抗原通常在血液中被检测到，因为它们通常被肿瘤分泌到血流中。此外，在化疗或放疗破坏肿瘤细胞后，通常会释放出更多的肿瘤抗原，这些抗原通常位于细胞内结构或细胞器中。因此，它们可以帮助评估治疗反应和治疗后复发的风险。由于技术进步，现在可以轻松获得基于蛋白质的生物标志物，如肿瘤抗原。例如，组织分化抗原和前列腺特异性抗原（PSA）经常用作前列腺癌（PC）的预后和诊断标志物。除了PSA，其他肿瘤抗原如乳腺癌的Survivin、肝细胞癌（HCC）的MAGE以及卵巢癌的TP53和NY-ESO-1也可以作为诊断标志物。然而，除了PSA，这些标志物由于特异性和敏感性有限，并不常用，临床上也不广泛可用。 8.人类肿瘤抗原的处理 当蛋白酶体分解细胞蛋白时，会创建可以被CTL检测到的肽。有四种不同类型的蛋白酶体，包括常规蛋白酶体和免疫蛋白酶体。TAP转运蛋白然后将蛋白酶体分解后剩余的肽转移到内质网腔中。由TAP、分子伴侣钙网蛋白、氧化还原酶ERp57和tapasin（Tpn）组成的肽负载复合物可以在将它们装载到HLA I类分子（CRT）之前进一步修剪具有延伸N末端的肽。分泌途径然后将肽/HLA复合物运输到细胞膜。 8.1.MHC I类呈递途径 蛋白酶体，一个大型胞质复合物，降解细胞蛋白以产生CTL识别的抗原肽，主要负责此过程（图3.3）。与抗原处理相关的转运蛋白（TAP）将从蛋白酶体降解中释放的肽转移到内质网腔（ER）（图3.3）。一旦进入氨基肽酶，如ERAP1和ERAP2，可以进一步修剪肽。由TAP、Tpn、ERp57和钙网蛋白组成的复合物有助于具有正确序列和大小的肽与MHC I类分子结合。稳定的MHC/肽I类复合物将留在ER，而移动到细胞膜（图3.3）。正常细胞膜上显示的大多数MHC/肽复合物不会被T细胞识别，因为耐受性。然而，在这些情况下，肿瘤细胞或被病毒攻击的细胞具有从病毒相关蛋白中形成的新型肽库，可以对这些肽发展出免疫反应。免疫系统能够识别细胞蛋白含量的微小变化，因为CTL能够识别具有仅有10个MHC/肽复合物的细胞。 图3.3 T-淋巴细胞 CD8+ 处理肿瘤抗原。 8.2.蛋白酶体 蛋白酶体20S是大型的，具有桶状结构，由4个堆叠的七聚体环组成，定义了一个酶降解室。20S蛋白酶体的两个内环由亚类（α1-α7）组成，两个外环由亚类（β1-β7）组成，其中三个（β1、β2和β5）在脊椎动物的蛋白酶体中具有催化作用。蛋白酶体26S是在蛋白酶体20S与19S调节复合物结合时形成的，负责降解泛素化蛋白。蛋白酶体对产生抗原肽的必要性最初的迹象之一是发现泛素化对展示抗原卵清蛋白（OVA）模型是必需的。后来，使用特定的细胞通透性蛋白酶体阻断剂与蛋白酶体催化亚型的羟基团结合，无论是不可逆的还是可逆的，都证实了蛋白酶体在产生抗原肽和将肽一般交付给MHC I类分子中的作用。据信，每个催化亚单位的N末端苏氨酸位点的羟基团执行启动肽键断裂的亲核攻击，这是根据突变研究和结合抑制剂的蛋白酶体晶体结构研究。这种亲核攻击糖苷键导致发展出一个仍然通过酯连接与蛋白酶体连接的肽片段。在催化区立即被水分子分解后，释放的肽随后返回到细胞质。 与蛋白酶体相关的三种重要的催化活性类型是肽基-谷氨酰胺肽键水解（PGPH）、类糜蛋白酶作用和类胰蛋白酶作用，它们分别在酸性、疏水性和碱性残基后断裂。对酵母蛋白酶体突变体的研究表明，类似半胱天冬酶的活性与β1亚类有关，而类糜蛋白酶和类胰蛋白酶作用分别与β2和β5亚类有关。然而，还有其他因素在起作用，因为一些蛋白酶体亚基在它们的特异性上表现出重叠，并且靠近切割位点的序列也会影响切割的强度。根据蛋白酶体破坏肽段的效率，MHC类I分子将在细胞膜上展示不同类型的肽段。已经发现蛋白酶体有可能将来自母蛋白的远距离肽片段结合起来形成抗原肽。肽段拼接是由于蛋白酶体催化室内的蛋白质降解而发生的。肽段通过转肽酶作用拼接，其中催化室内的肽片段的N-末端以亲核攻击攻击酰基-酶中间体。这一过程导致亲核肽的N-末端与从酰基-酶中间体释放的肽的C-末端之间形成了一个新的肽键。已经鉴定出五种拼接的抗原肽，其中三种由与母蛋白序列相反的片段组成。通过检查由gp100制成的拼接肽，其中包含RSYVPLAH片段连接到其C-末端的单个精氨酸（R），我们可以展示出防御性的亲核肽需要至少三个氨基酸的大小来完成拼接过程（RSYVPLAH R）。在拼接的RSYVPLAH R肽中，蛋白酶体必须进一步修剪延长的C-末端以创建最终的抗原肽。一项新研究表明，亲核肽将被安排在催化区域的一个单独空间内，与底物受体位点分开。这允许肽底物的C末端区域从蛋白水解切割点。肽拼接过程可以通过亲核肽在指定口袋内的安排而得到促进和加速。 8.3.标准蛋白酶体和免疫蛋白酶体 为了生成免疫蛋白酶体，LMP-7(5i)、MECL-1(2i)和LMP-2(1i)，三个额外的催化亚基，被纳入免疫细胞中的蛋白酶体，取代了1、2和5亚基。细胞因子的作用增强了免疫蛋白酶体在疏水性和碱性残基后断裂的倾向，提高了细胞产生MHC类I分子所需的肽段的能力，这些肽段通常需要这些残基在它们的C末端。对缺乏2（5i或1i）或3个免疫亚类的老鼠的研究，无法展示MHC类I的几个表位，支持了这一理论。产生免疫蛋白酶体的细胞与产生常规蛋白酶体的细胞相比，具有不同的肽段库，这一事实可能显著影响癌症治疗策略的发展。在第一种情况下，肾细胞癌为CTL提供了来自常见蛋白RU1的肽段，而不是自体EBV转化的B细胞。这一点通过观察EBV转化的B细胞与肿瘤细胞相比，有大量的免疫蛋白酶体，这些细胞无法合成抗原肽，得到了阐明。随后，发现包括Melan-A/MART126-35、HLA-A2限制性肽段、酪氨酸酶369-377和gp100209-217在内的几个额外的肽段，被常规蛋白酶体而不是免疫蛋白酶体消化。在体外消化的长肽前体表明，一种类型的蛋白酶体未能处理抗原肽往往是由于内部断裂导致肽段丢失。有趣的是，对蛋白酶体处理的拼接肽的分析表明，一个肽主要由免疫蛋白酶体产生，而三个拼接肽主要由标准蛋白酶体产生。成功的肽拼接需要每种蛋白酶体都能产生所涉及的肽片段。8.4.中间蛋白酶体 发现少数组织拥有一些但不是全部的蛋白酶体免疫亚基，这表明存在由常规和免疫亚基融合组成的蛋白酶体（中间型）。通过识别其天然结构中的蛋白酶体，并利用针对蛋白酶体催化亚基的一组特殊的抗体，已经显示存在具有1（β5i）或2（β5i β1i）免疫亚基的中间蛋白酶体。根据依赖于前体亚类特性的蛋白酶体组装原则，没有其他形式的中间蛋白酶体。 8.5.产生抗原肽的额外蛋白酶 尽管大多数抗原肽被认为是由蛋白酶体产生的，但也有一些是由细胞质蛋白酶如胰岛素降解酶或TPPII降解的。最近的研究表明，蛋白酶体需要对PRAME肽的N末端进行切割，而thimet寡肽酶和nardilysin需要按顺序对C末端进行切割。已经提出，蛋白酶体辅助的MHC类I肽的羧基末端的修饰是由血管紧张素转换酶（ACE）促进的。在免疫治疗的背景下，通过蛋白酶体独立机制产生的抗原肽可能成为有吸引力的目标，因为这些抗原中的一些可能被肿瘤持续表达，尽管它们处于环境之中。 8.6.人类肿瘤抗原中心耐受 癌症患者的血液中显示CTL针对分化抗原或由癌-生殖系基因产生的抗原，这表明对这些抗原的先天免疫耐受要么不存在，要么不充分。值得注意的是，免疫或中间型蛋白酶体通常比常规蛋白酶体更有效地产生由MAGE基因编码的抗原肽。相比之下，免疫或中间型蛋白酶体不产生变异抗原，这些抗原通常由常规蛋白酶体产生。尽管胸腺上皮细胞的确切蛋白酶体组成尚不清楚，但假设其主要由免疫蛋白酶体组成。在癌症患者的肿瘤或血液中识别免疫蛋白酶体依赖性肽段的T淋巴细胞的缺乏可能反映了它们对分化抗原的有效中心耐受：胸腺选择不会放过针对免疫蛋白酶体依赖性分化肽段的T淋巴细胞。对于由癌-生殖系基因编码的抗原，情况更为复杂。如前所述，通常使用免疫或中间型蛋白酶体来处理这些抗原，这表明对这些抗原缺乏中心耐受。中心耐受的缺乏以前归因于这些基因在胸腺中不表达。然而，研究表明，髓质胸腺上皮细胞（mTEC），提供负选择的抗原，表达了多种癌-生殖系基因，但浓度较低。因此，预测mTEC中这些基因表达的减少会导致部分耐受，并有助于仅选择高亲和力T细胞的负选择。那些逃脱胸腺负选择的低亲和力T细胞将是癌症患者血液中发现的抗肿瘤T淋巴细胞的来源。这一观点得到了使用敲除小鼠癌-生殖系基因P1A的研究的支持。这些小鼠被认为具有非选择性的抗P1A T细胞库，包括T细胞。出乎意料的是，尽管在mTEC中可观察到P1A的表达，P1A-KO小鼠的抗P1A T细胞数量仅略有增加，它们的库与野生小鼠的区别很小。这表明野生型小鼠对这种抗原只有最小的耐受性。对抗原P1A的中心耐受性的明显缺乏可能是由于mTEC无法降解P1A肽段。因此，应该确定胸腺上皮细胞中表达的特定蛋白酶体类型，以更好地识别对癌-生殖系基因缺乏中心耐受性，并能够精确指出外周T细胞应具有相对较强亲和力的抗原，以及中心耐受性有限的抗原。 9.端粒酶作为通用肿瘤抗原 人类端粒酶逆转录酶（hTERT），端粒酶的催化亚基，被提出作为共同肿瘤抗原的原型。MDM2、CYP 1B1和Survivin是先前已确定的其他经典肿瘤抗原。人类端粒由重复的DNA序列组成，是非编码区域，位于染色体末端，核苷酸序列为TTAGGG。端粒酶全酶通过酶促保护端粒DNA来维持染色体稳定性，否则端粒DNA会随着多次细胞分裂而逐渐丢失，特别是在癌细胞中。端粒酶及其相关蛋白，如hTERT的生物学特性，如前所述，已被广泛研究。大多数人类细胞不具有端粒酶活性，并且经历有限次数的分裂，导致端粒缩短。相比之下，大多数人类癌症表现出hTERT表达，具有显著的端粒酶活性，并维持端粒长度。端粒酶复合体的限速成分hTERT，在端粒酶活性和其表达水平之间显示出强烈的相关性。通过使复制潜力无限化，肿瘤细胞中hTERT的表达已与肿瘤生长相关，并显著促进了肿瘤转化。例如，研究表明，人类中称为hTERT的遗传元素之一，可以使健康人的成纤维细胞和上皮细胞发展成肿瘤细胞。此外，在hTERT阳性肿瘤细胞中抑制端粒酶活性会导致端粒长度逐渐减少，并最终导致凋亡。 9.1.使用hTERT在临床试验中的免疫疗法 对癌症患者进行hTERT疫苗的临床评估，源于将hTERT作为TAA的转化和基础免疫学研究的结果。已有几项涉及近200名患者的报告试验（表3.2），结果已在其他地方进行了详细检查。在一项临床研究中，检查了19名转移性、HLA-A2阳性乳腺癌患者。他们接受了多达八次皮下（SC）注射的hTERT I540肽和GM-CSF。在治疗前后采集的外周血样本在体外分析，发现68%的患者显示出免疫反应。超过4%的CD8+肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）在免疫后但免疫前对I540 hTERT特异。TILs诱导的临床迹象包括肿瘤部位的疼痛和瘙痒，而病理迹象包括肿瘤微环境（TME）的显著变化，如坏死、水肿和组织细胞浸润。此外，观察到外周血hTERT特异性CD8+ T细胞可以被激活、增殖、分泌IFN-γ并消除肿瘤。一项探索性里程碑分析揭示了这些患者的总体生存（OS）与对hTERT的特定CD8+ T细胞免疫反应之间的相关性。 只有少数几种疫苗成分经过了彻底的研究，例如装载有hTERT抗原的B细胞或树突状细胞（DCs）、额外的佐剂、其他肽、与细胞因子结合的肽等。由于hTERT几乎在所有肿瘤中都有表达，包括乳腺癌、胰腺癌、肺癌和前列腺恶性肿瘤在内的多种肿瘤类型都已进行了研究。尽管这些研究中个体的客观反应率较低，但他们通常拥有较大的晚期肿瘤，并且之前已经拒绝过治疗。尽管在制备和试验设计上有所变化，且大多数患者处于晚期，但在这些初步试验中观察到了几个一致的结果。针对hTERT的免疫疗法已经显示出可以不造成伤害地引发免疫反应，能够影响临床结果，并且能够调节肿瘤微环境（TME）的变化。 9.2.使用疫苗阻断hTERT可能产生的副作用 尽管hTERT疫苗并未与患者中的重大不良事件（AEs）相关联，但目前尚无可用的长期安全信息。目前尚不清楚更强烈的hTERT免疫反应是否对表达hTERT的正常细胞产生负面影响。虽然大多数重要器官中缺乏端粒酶活性，但在造血干细胞（HSCs）、上皮细胞、受刺激的性腺细胞、淋巴细胞和基底角质细胞中检测到了HTERT mRNA的表达。临床前研究表明，CD34+刺激的T淋巴细胞在体外不会被hTERT特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）溶解。同样，在暴露于hTERT特异性CTLs后，用患者造血祖细胞恢复的免疫缺陷动物也未显示出对健康骨髓细胞的CTL介导的毒性。然而，遗传突变在hTERT或相关基因中的个体可能会因长期端粒酶不足而经历显著的临床效应。这些观察对于规划和进行针对hTERT的临床试验至关重要。 9.3.第二代hTERT疫苗接种 正在使用几种策略增强hTERT疫苗在体内引发的免疫反应。一种方法使用全长hTERT重组构建物而不是单个肽，以同时针对多个CD4和CD8表位。在一项治疗试验中，患有前列腺恶性肿瘤的患者接受了转染表达HTERT mRNA的自体DCs。该治疗在这项研究中被良好耐受。免疫后，检测到了具有hTERT特异性的CD8+和CD4+ T细胞。这些细胞与循环微转移灶的分子清除和前列腺特异性抗原的倍增时间增加相关。此外，95%患者的外周血显示hTERT特异性CD8+ T细胞增加。携带全长hTERT的病毒载体和直接注射编码全长HTERT的质粒DNA是另外两种选择。这两种选择都将避免与生产装载抗原的DCs相关的复杂制造和医疗问题。 最终目标是开发能够引发与病毒引发的特异性免疫反应一样强大和稳健的制剂。通过免疫接种针对各种肿瘤抗原所实现的T细胞反应频率仍然显著低于已知能够对抗病毒感染的T细胞反应。这一观察可能由肿瘤进展期间激活的几个已确立的免疫逃逸机制来解释，这些机制涉及宿主衍生因素和肿瘤起源因素（如GF、IL-10和PD-L1），它们抑制细胞免疫（例如，骨髓源性抑制细胞（MDSCs）、PD-1、调节性T细胞（TReg）和CTLA-4）。随着对这些过程的分子和细胞基础的更好理解，临床上针对这些机制已成为推进最新癌症免疫疗法的关键重点。 9.4.hTERT疫苗的未来方向和影响 总体来看，显然有效的hTERT特异性免疫疗法策略必须最大化免疫反应的诱导，并避免宿主和肿瘤所提出的免疫抵抗；然而，使用这种肿瘤的共同抗原来预防黑色素瘤，而不是疫苗，可能最终是一种具有最大科学潜力的方法。由于超过85%的患者恶性肿瘤过表达hTERT，合理地看待患者接受针对hTERT和其他常见肿瘤抗原的疫苗接种，作为一种阻止癌症生长或复发的方式，是有意义的。这一策略最终将在没有癌症诊断的健康人和轻微残留疾病存在的情况下（例如，在辅助治疗后）评估hTERT疫苗。这可能包括那些有遗传条件如BRCA1或BRCA2突变，使他们处于发展癌症的高遗传风险的人。 需要强调的是，尽管已确认产生了特定的免疫反应，但对于大多数患者来说，治疗性癌症免疫疗法一直是一个实验性的失败。治疗性癌症免疫疗法在许多III期临床研究中并未超过对照组的临床终点，如总生存期（OS）。然而，肿瘤负担和之前的免疫毒性治疗可能会严重影响患者的免疫能力，以至于尝试使用治疗性疫苗可能在所有但最孤立的案例中都是无效的。因此，一旦证明了安全性，研究人员正在积极地将创新的疫苗技术从转移性癌症转移到接受辅助治疗后有最小残留疾病的个体。也有理由认为，癌症免疫疗法的初始人体试验应该在辅助或其他低残留疾病环境中进行，这在伦理和科学上都是合理的。现在可能是时候用hTERT疫苗来测试这个想法了；然而，这还没有完成。hTERT疫苗要成功，必须克服长期免疫记忆的发展和特定毒性谱的创建这两个障碍。然而，目前有资源和机会在晚期癌症患者大量疾病的情况下评估端粒酶疫苗。 10.癌症疫苗的未来影响 10.1.癌症疫苗的前景 最近关于抗肿瘤T细胞的过继传递或使用T细胞激活抗体的研究显示了癌症疫苗技术的效力。许多接受这些药物治疗的患者取得了显著的临床结果，其中一些个体甚至在治疗开始后多年似乎没有疾病。然而，正如已经提到的，这两种治疗常常导致强烈的自身免疫不良反应的出现，这些反应必须得到管理。尽管对这些治疗的反应显示出相当的潜力，但许多患者继续对过继转移和刺激抗体疗法产生抵抗。治疗性癌症疫苗（CVs）旨在刺激已经在癌症个体的肿瘤或血液中发现的抗肿瘤CTL。此外，疫苗的目标T细胞经历了胸腺选择，这应该减少对健康器官释放的自身抗原产生不利免疫反应的风险。这两个因素共同使得疫苗特别有效地激活抗疫苗T细胞。总的来说，这些因素使得疫苗看起来更安全、更易于控制。更具体地说，在混合肿瘤淋巴细胞培养中发现的抗原肽，或者当来自癌症个体的T细胞在体外被肿瘤的自体细胞诱导时，应该是无害的，因为它们常常针对的是已经显示出先前冲动反应的抗原，通常没有任何明显的不良反应。然而，由于不一定清楚免疫系统是否能够成功攻击这些抗原，因此正确评估使用逆向疫苗方法发现的抗原的安全性非常重要，这种方法包括体外用脉冲DCs对癌症个体的T细胞进行初始。 即使在少数对含有MAGE-1或MAGE-3的肽、全长蛋白或病毒疫苗有反应的个体中，也没有观察到癌症患者的队列中出现不良反应。与抗疫苗T细胞相反，对免疫疗法有反应的个体在接种疫苗后其转移灶中抗肿瘤T细胞的存在显著增加。这一发现表明，少数抗疫苗CTL有可能启动或重新激活针对与免疫疗法无关的肿瘤抗原的T细胞。 10.2.疫苗的挑战：免疫抑制和肿瘤逃逸 大多数患有黑色素瘤的个体似乎对其肿瘤产生了自发的T细胞反应，这一点现在已经很好地理解了。虽然肿瘤部位存在TIL通常与良好的预后相关，但在许多情况下，这些TIL被肿瘤生长所压倒，并在肿瘤部位保持不活跃和被激活，这很可能解释了为什么到目前为止，癌症患者接种疫苗只导致了5-10%的临床反应。 有几个因素可能导致抗肿瘤淋巴细胞无法消除肿瘤。其中之一是T细胞先前在肿瘤上识别的抗原的丢失。这种抗原丢失的后果是由于影响抗原肽、HLA分子中的任何蛋白质以及处理MHC类I的机器的遗传缺陷。一个极端的例子是TAP转运体的减少，也称为tapasin，它在各种癌症类型中发现，影响抗原肽的处理和呈递。由淋巴细胞或NK细胞产生的细胞因子，如IFN，也可以改变肿瘤肽的谱系。IFN减少了正常蛋白酶体合成或降解的肽的呈递，同时通过上调HLA类I重链、TAP2、Tapasin、TAP1或2m的表达增强某些抗原肽的呈递。 确实，例如，免疫蛋白酶体并不处理来自黑色素瘤分化抗原的肽；相反，它们被常规蛋白酶体消化。因此，可能发生以下一系列事件：抗癌淋巴细胞在T细胞肿瘤浸润的初始阶段攻击肿瘤细胞。这些T细胞检测抗原的能力很可能是由于恶性肿瘤中标准或中间蛋白酶体的稳态表达。这些T细胞分泌INF，改变了附近肿瘤细胞的蛋白酶体组成。因此，肿瘤细胞开始表达依赖于免疫蛋白酶体的抗原，这些抗原可能被额外的抗癌T细胞识别，而不是依赖于标准蛋白酶体的抗原，这是免疫反应最初建立的。通过减少对抗癌T细胞出现肽的基因表达，肿瘤可能在整个途径中定期逃避免疫反应，这是在抗肿瘤CTL的选择压力下进行的。此外，IFN在肿瘤部位刺激的细胞产生的免疫调节物质的产生降低了免疫反应，并阻碍了抗肿瘤CTL的活动。 一种免疫调节物质是色氨酸2,3-双加氧酶（IDO）酶，它分解色氨酸并产生代谢产物，这些代谢产物限制了T细胞的增殖和活性，同时增强了肿瘤的生存和移动能力。另一个例子是程序性死亡配体1（PD-L1），它与其T细胞受体PD-1一起作用，减少T细胞的粘附、细胞因子和增殖，由肿瘤细胞释放，这也由干扰素触发。在这种情况下，通过使用细胞疫苗（CVs）和同时中和抗PD-L1或抗PD-1抗体来逆转局部免疫抑制，可能有助于维持抗癌T细胞反应的效力。通过延长携带肿瘤动物的寿命和增强抗原特异性免疫反应，PD-1抑制提高了在临床前结直肠癌和黑色素瘤模型中释放GM-CSF的肿瘤细胞疫苗的效率。当PD-1抑制和4-1BB刺激在不同的小鼠黑色素瘤模型中使用时，用表达多巴色素异构酶抗原的重组人腺病毒进行的免疫接种显著改善，肿瘤完全消失。最后，另一项研究发现，将表达GM-CSF的肿瘤细胞免疫疗法与PD-1和CTLA-4抑制抗体结合使用，有效地增强了动物卵巢和结肠癌（CC）模型中的肿瘤排斥反应。肿瘤特异性CTL的增殖、功能和肿瘤浸润因此增加。相反，抑制性Tregs的数量减少并在肿瘤部位被阻断。这些发现展示了组合疗法如何提高癌症疫苗的效率。 10.3.肿瘤疫苗的前景 开发更有效的免疫治疗性疫苗目前的障碍在于肿瘤逃避和免疫抑制的挑战。癌症免疫疗法应该旨在激活针对广泛抗原的T细胞，以最小化抗原变异逃逸的风险。此外，应该优先考虑针对具有高肿瘤特异性和普遍表达的抗原的疫苗。考虑到中间蛋白酶在大多数癌症中普遍存在，并且在暴露于炎症环境中的肿瘤中免疫蛋白酶起着至关重要的作用，由免疫蛋白酶和中间蛋白酶处理的肿瘤抗原似乎是这种情况下最有希望的方法。还必须考虑即使在抗原处理机制（如ERAP、tapasin和TAP）受损时仍能表达的相关靶标作为抗原。针对ER的蛋白质的信号序列是TAP独立抗原肽的主要来源，这些肽在被信号肽酶和肽酶切割后在ER中释放。在缺乏MHC类I处理机制的细胞中特别产生的抗原属于一类被称为与受损肽处理相关的T细胞表位的抗原。与受损肽处理抗原相关的T细胞表位由于这些肽与通过TAP运输的肽相比被排除在ER腔外，因此不会出现在TAP阳性细胞的表面。尽管母蛋白在胸腺细胞中有效表达，但野生型小鼠的胸腺上皮细胞无法消化与受损肽处理肽相关的T细胞表位，这与在TAP敲除动物中观察到的情况不同。因此，在野生型动物中不应发生识别这种TEIPP抗原的T细胞的负选择，与受损肽处理相关的T细胞表位的T细胞预计将比其他经过负选择的抗肿瘤T细胞表现出更大的亲和力。为了绕过肿瘤逃逸机制，现在可以识别在缺乏MHC类I处理机制组件或TAP的情况下传递的新肿瘤抗原。 CVs的分布方法也将显著影响其效果。理想情况下，疫苗应该引发强大的CTL反应。基于肽或蛋白质的疫苗在这方面并不理想。相反，基于产生所需抗原的病毒载体的疫苗具有高度的免疫原性，因为它们刺激适应性和先天免疫系统。具体来说，基于病毒的疫苗有效地感染DC，这对于启动抗肿瘤CTL至关重要。重组病毒载体已被证明可以诱导与抗癌效果相关的非常强大的CTL反应。然而，为了减轻某些载体在单次注射后由载体特异性中和抗体引起的不良反应，通常需要使用异源原始增强方法，其中增强和原始使用不同的载体。最后，逆转局部免疫抑制对于癌症免疫疗法的发展至关重要。抗癌疫苗可能对肿瘤表现出最小免疫抑制的个体最有效。研究已经广泛集中在开发有效的免疫调节酶抑制剂，如精氨酸酶、色氨酸2,3-双加氧酶（TDO）和IDO。还可以针对包括可溶性物质如白介素-10（IL-10）、半乳糖凝集素和转化生长因子-β（TGF-β）在内的各种其他免疫抑制因子，以及在肿瘤部位存在的MDSCs、TRegs和耐受性DCs等抑制性细胞。当采用T细胞转移癌症免疫疗法和检查点阻断抑制剂与针对这些免疫抑制元素的新药物结合时，未来的治疗方法显示出巨大的希望。 11.结论 疫苗在预防病毒性和细菌性疾病方面的有效性已经得到证实。自从200多年前第一个疫苗被开发以来，它通过避免20世纪一些最严重的疾病，帮助挽救了数亿人的生命。尽管临床前数据常常显示出有希望的结果，但临床试验尚未产生足够的数据。这些挫折的主要原因在于难以识别肿瘤特异性抗原，这些抗原应该相对于健康细胞被肿瘤细胞过度表达。大多数用于癌症免疫疗法的肿瘤抗原是非突变的自身抗原和过度表达的自身抗原，它们主要刺激T细胞，但T细胞结合位点不足，阻碍了它们有效地触发抗肿瘤反应。通过将IL和浸润肿瘤的淋巴细胞转移到患有自体癌症的人中，实现了客观的肿瘤缩小，这表明T细胞对肿瘤缩小至关重要。到目前为止，已经确定了三种类型的肿瘤抗原：组织特异性抗原、肿瘤特异性共享抗原和肿瘤特异性分化抗原。CD4+ T细胞对于规划宿主对癌症、感染性和自身免疫性疾病的反应至关重要。由于端粒酶在绝大多数癌症中表达，并在恶性转化中发挥着重要的实际功能，因此它是全面癌症抗原的模板。鉴于这些有利特征，已经探索了使用端粒酶催化亚型hTERT作为广泛适用的免疫学靶标的可能性。不同免疫疗法制剂的初步临床试验表明，在个体中诱导针对hTERT的免疫反应是可行的，这可能会影响临床结果。通过基础免疫学测试已经证明hTERT具有免疫原性。 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。

一日之计在于晨，我国自古以来便把早餐视为一日中补充能量的“大食”，而在西方国家中“breakfast”这个词就源自“break the fast（打破空腹）”，所以早餐的重要性不言自明。 然而，真实情况却是：中国营养学会发布的《中国居民早餐饮食状况调查报告》显示，有35%的受调查者不能做到天天吃早餐，经常性不吃早餐（每周1-3次）的占比达11%。而在某些西方国家，竟有半数的人忽视了早餐。 随着生活节奏的加快以及社会压力的增加，人们更愿意选择在床上多赖一会儿或因早晨刚醒来没有食欲而放弃早餐。短期来看，不吃早饭好像没啥大事儿，甚至还顺便减了个肥，何乐而不为？但这看似微不足道的举动，却埋下了巨大隐患。 近日，来自浙江大学的研究团队揭露了不吃早餐的一大弊——不吃早餐等不良进食模式会诱导小肠上皮细胞对脂质的过度吸收，进而增加罹患代谢性疾病的风险。 这项研究的创新点在于，绘制了一张全面的、高分辨率的小肠双重营养供应环境图，能够清晰地“看到”营养吸收的时空动态和细胞类型倾向性。基于这张“小肠地图”，研究者能够更清晰和更直观地观察到不吃早饭带来的伤害。 doi: 10.1016/j.cell.2024.08.012 小肠，这个“看不见摸不着”的消化器官，看似存在感很低，实则扮演着至关重要的角色，发挥着吸收营养、分泌激素、与共生微生物的相互作用以及保护宿主免受病原体侵害等多种作用。当然，想要实现这些功能，离不开小肠内部不同类型细胞的“各司其职”，共同构建起了这个复杂的、多“王国”的细胞生态系统。 作为人体内重要的“营养传输带”，小肠具有双重营养供应系统——肠腔与肠系膜。肠腔很好理解，人们摄入的各种食物以及微生物组衍生的代谢产物均会通过肠腔，其中的营养素会被肠上皮细胞的顶端微绒毛直接汲取并高效吸收。而另一个“供应商”是肠系膜侧的血管，会从宿主的营养储存系统（比如肝脏、脂肪组织）中汲取营养。 但作为不同的供应侧，肠腔或肠系膜对小肠的空间专门区域和细胞类型有着不同的生理影响。为了可视化地追踪宏观营养素和剖析区域特异性的代谢活动，研究团队绘制了这张小肠双重营养供应环境的高分辨率“地图”。 研究思路 为了绘制出清晰的小肠营养供应链“地图”，研究者设计了三种小鼠喂养模型，分别是：保持正常饮食习惯的“假手术组”、通过尾静脉注射的全肠外营养（TPN）组、饿着肚子仅注射生理盐水的“饥饿组”。 第一步，对比三种喂养模式之间整体营养素的可用性差异，能帮助研究者更好地理解和区分每个营养素供应侧的优先效应。具体来说，假手术组和TPN组的区别，意味着“肠腔+肠系膜”vs“肠系膜”，即肠腔供应侧的优先影响；而TPN组和饥饿组的区别，则体现了肠系膜供应侧的优先影响。 第二步，研究者开发了一种新技术来提取肠道间质液（GIF）。GIF是一种在小肠组织内积累的近段细胞外液，代表了肠道内部微环境和各种细胞类型之间的通讯，其内容物的组成由肠腔和肠系膜决定，包括饮食、微生物及其衍生的代谢物，以及相关的蛋白因子。 对比三组之间的GIF差异后发现，肠腔侧更多地富集了脂质相关代谢物，而肠系膜侧则诱导了与碳水化合物、有机酸相关代谢物的大量积累。值得注意的是，物种起源分析显示，有很大一部分的GIF代谢物是由微生物群产生的，表明微生物群衍生的代谢物对小肠细胞外空间环境有着贡献性的作用。 基于上述两步，研究者进一步开展了第三步——跨尺度生物信息学分析，从而能更深入地了解宿主与微生物组之间的跨尺度相互作用。 不同的供应侧自然有着不同的跨尺度影响。从肠腔供应侧来看，肠道内部的营养供给主要影响脂质吸收和代谢、上皮屏障功能和激素产生；反观肠系膜侧，该“供应商”提供的营养则更多用于肠道组织结构和细胞健康的基本支持（如细胞外基质组织和DNA组分）以及免疫调节。 至此，研究团队完成了小肠双重营养供应环境图的绘制。 “地图”绘制过程以及不同营养供应侧的情况 地图绘制好了，但目前只是“静态”，如何使其“动起来”呢？这就不得不提及小肠双重营养供应系统的时空特征了，包括碳水化合物、脂质和氨基酸在内的宏量营养素进入小肠的动态过程。 研究者给小鼠灌胃（肠腔侧）或静脉注射（肠系膜侧）荧光标记营养素，并进一步使用荧光显微镜观察其在小肠绒毛中的空间分布，使得整个动态过程更为可视化。 总体来说，当机体以肠道内部提供营养为主时，相关基因会在小肠绒毛顶部更加活跃，来自肠道供应侧的谷氨酰胺能够供给杯状细胞来分泌更多的粘液。 但相反的是，当肠系膜侧来源的营养占比更高时，这些基因活性会有所减弱，同时一种能产生细胞松弛素H（CyH）的真菌会有所富集，导致CyH的含量显著增加。然而，CyH并不是个“善茬”，它会破坏细胞骨架，进一步导致小肠上皮屏障受损。 双重营养供应系统下真菌代谢轴的影响 当然，构建起小肠的营养供应系统“动态地图”之后，更多的是为了解决实际问题，比如：经常性不吃早餐的不规律饮食会如何动态影响小肠的营养吸收情况。 在小鼠实验中，研究者观察到了一个很有趣的现象：在TPN处理的16小时之后，胆固醇和谷氨酰胺的吸收达到了峰值。换句话说，缺乏肠内营养的16小时时，某些营养素出现了最过度的吸收。灵光乍现，研究者认为，这种情况很类似于人类社会中的“不吃早餐”。 所以，长时间的不吃早餐究竟会对肠道产生怎样的影响呢？为了探明这个“潘多拉魔盒”，研究团队将实验小鼠分为4组，分别是：不吃早餐组（BSF，ZT16-ZT24）、不吃中餐组（LSF，ZT12-ZT16和ZT20-ZT24）、不吃晚餐组（DSF，ZT12-ZT20）以及正常进食的对照组（ZT12-ZT24）。 结果显示，虽然BSF组小鼠与对照组吃得差不多多，但“不吃早餐”竟然让小鼠的体重有所增加。进一步观察小肠细胞内部变化，发现长时间的“不吃早餐”，使得胆固醇转运关键基因Npc1l1以及脂肪酸转运基因Fabp2的表达水平均显著增加；但无论是跳过午餐或者跳过晚餐都对Npc1l1上调的影响不大。 事实上，长期不吃早餐早已影响到小鼠的全身代谢稳态，包括：小肠对胆固醇的吸收增强，血清中甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平均有所增加。此外，BSF组的动脉粥样硬化病变区域也显著增加，体现在脂质和胶原蛋白在病变区域积累得更多。 小鼠实验设计以及肠道代谢变化情况 综上所述，这篇研究绘制了一张小肠肠内肠外的双重营养供应系统的动态地图，把这个“看不见摸不着”的器官清晰地展现在我们的眼前。在此基础上，研究者进一步在“肠道地图”中探讨了生活中的常见难题“不吃早餐到底行不行”——结果发现，不同于不吃午餐和不吃晚餐，长期跳过早餐会增加代谢疾病的风险，甚至增加动脉粥样硬化的风险。 看来，长辈唠叨的“早餐要吃得像皇帝”是真有科学依据！早餐不仅开启了你的一天，还是开启新陈代谢的关键，给自己“加满油”才能活力满满。如果正在读这篇文章的你还“赖”在床上，快起来给自己做一顿美美的早餐吧～ 参考资料： [1]Zhang J, Tian R, Liu J, Yuan J, Zhang S, Chi Z, Yu W, Yu Q, Wang Z, Chen S, Li M, Yang D, Hu T, Deng Q, Lu X, Yang Y, Zhou R, Zhang X, Liu W, Wang D. A two-front nutrient supply environment fuels small intestinal physiology through differential regulation of nutrient absorption and host defense. Cell. 2024 Oct 19:S0092-8674(24)00903-6. doi: 10.1016/j.cell.2024.08.012. Epub ahead of print. PMID: 39427662. 撰文 | Swagpp 编辑 | Swagpp ● 泪目！广西、北京两位大三甲科主任不幸离世，均60岁出头！他们都无偿捐献了遗体！近期已有多位医生主动捐献遗体或器官! ● 轻断食再“封神”，仅一周饿2天！复旦大学最新：坚持吃3个月，肝脏脂肪少20.5%，且更好坚持！ ● 救星！中国学者创新性开发出「阴茎增大补块」，保证阴茎的有效增粗，又安全又稳定 版权说明：梅斯医学（MedSci）是国内领先的医学科研与学术服务平台，致力于医疗质量的改进，为临床实践提供智慧、精准的决策支持，让医生与患者受益。欢迎个人转发至朋友圈，谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。 点击下方「阅读原文」 立刻下载梅斯医学APP！

你今天吃早餐了吗？在快节奏的现代生活里，“不吃早餐”似乎成了一种见怪不怪的现象。每天清晨，闹钟响起后的匆匆忙忙，让许多伙伴在赶时间的慌乱中舍弃了这一天中极为重要的一餐。 有小伙伴可能要说，少吃一顿早餐没什么大不了的，还能顺便减减肥。但事实并非如此！这看似微不足道的举动背后，可能隐藏着巨大的健康危机。 近日，来自浙江大学医学院王迪课题组、浙江大学爱丁堡大学联合学院研究员刘琬璐课题组等的研究人员，在顶刊Cell发表了一篇题为“A two-front nutrient supply environment fuels small intestinal physiology through differential regulation of nutrient absorption and host defense”的研究论文[1]，绘制了小肠双向营养供给环境的全面、高分辨率图谱，可视化了营养吸收的时空动力学和细胞类型趋向性等核心特征，并发现“不吃早餐”的生活方式，会导致小肠细胞脂质过度吸收，从而增加代谢疾病的风险。 doi: 10.1016/j.cell.2024.08.012 小肠——营养的超级高速公路 在我们的消化系统中，小肠扮演着至关重要的角色。它不仅负责分泌激素、与肠道内的有益细菌互动以及保护我们免受病原体的侵害，最重要的是，它就像一条“营养输送带”，是食物被分解和吸收的主要场所。 小肠有一个特别的功能，那就是能够从两个方向获取营养： ● 肠内侧：从小肠内部直接吸收来自食物和肠道微生物产生的营养物质。 ● 浆膜侧：通过血管从其他器官（如肝脏和脂肪组织）吸收营养，为小肠自身提供能量。 这两种不同的营养供应方式对人体有着非常重要的影响。例如，当人们摄入葡萄糖时，如果选择口服而非静脉注射，即使血浆中的葡萄糖浓度相同，口服葡萄糖所激发的胰岛素释放量也会比静脉注射多出三倍。这种现象被称为肠促胰岛素效应。此外，在治疗肠道功能障碍患者时，采用肠外营养（即不通过胃肠道给予营养）的方式也会影响肠道的健康状态，比如损害肠道屏障和免疫功能。 因此，小肠双向营养供给在生理学的调控差异引起了研究团队的注意。 营养吸收的时空动态和细胞类型特异性 为了深入研究小肠双向营养供应系统如何影响身体，研究人员设计了三种不同的小鼠喂养模型： 1. 假手术组：这些小鼠保持正常的饮食习惯。 2. 全肠外营养组（TPN组）：这些小鼠被剥夺了食物，但通过尾静脉输注获得营养。 3. 饥饿组：这些小鼠也被剥夺了食物，但是只接受生理盐水的输注。 假手术组与TPN组的对比帮助科学家了解肠道内部直接吸收营养的重要性。TPN组与饥饿组的对比则揭示了通过血液提供营养的作用。 图：小鼠喂养模型分组情况 此外，研究人员开发了一种新的技术来提取肠道间质液（GIF），这是一种在小肠内积累的液体，它反映了小肠内的微环境和细胞之间的相互作用。 通过分析GIF的代谢产物，他们发现，肠内侧优先富集与脂质相关的代谢产物，而浆膜侧诱导了更多与碳水化合物和有机酸相关的代谢产物积累。值得注意的是，对物种来源的分析表明，GIF代谢产物中有相当一部分是由微生物群产生的，这提示，微生物群衍生的代谢产物对小肠细胞外空间环境有重大的贡献。 图：不同营养供给侧代谢产物积累情况 随后，为深入了解宿主和微生物组之间的跨尺度相互作用，研究者进行了生物信息学分析，结果显示，肠道内部的营养供给影响脂肪吸收、消化以及保护性屏障的功能。而血液提供（浆膜侧）的营养则对维持肠道结构完整性、免疫功能等起着关键作用。 图：生物信息学分析 双向营养供应对小肠生理功能的影响 小肠细胞的功能在绒毛的不同位置（底部、中部和顶部）有着精细的调控。研究人员通过分析不同组别小鼠的小肠细胞scRNA-seq数据，确认了六种不同的细胞群，并发现这些细胞在不同位置上的基因表达差异主要与屏障功能有关。当营养供给发生变化时，负责吸收营养的区域也会相应调整。例如，当从肠道内部提供营养时，相关基因会在绒毛顶部更加活跃；而从血液提供营养时，这些基因的活性则会减弱。 那么这种调节的具体机制又是什么呢？ 研究者接下来分析了GIF代谢组学数据，发现了一种细胞松弛素H（CyH），能够破坏细胞骨架。CyH在肠道内侧供营养时含量较低，而在浆膜侧供营养时含量较高。 接着，研究人员通过分析空肠中的真菌菌群，发现全肠外营养组（TPN组）和饥饿组的小鼠其真菌菌群组成发生了显著变化，多样性也有所减少。特别地，一种能产生细胞松弛素的真菌——Alternaria tenuissima在TPN组中富集。 通过进一步的实验，研究者推测TPN可能促进了CyH的累积，从而导致小肠屏障功能受损。为了验证这一点，他们使用了抗真菌药物和抗生素进行实验，结果表明真菌和细菌之间的平衡对维持小肠健康至关重要。 为了更直观地观察细胞间的连接情况，研究者还使用了透射电镜（TEM）。这些观察结果支持了之前的假设。最终，通过一系列体内实验，研究人员证实：CyH确实会导致小肠上皮完整性受损。 图：两种营养供应方式通过真菌代谢轴影响上皮细胞的空间分区功能及小肠屏障完整性 饮食模式对代谢疾病的影响 最后，研究者探索了肠内营养缺乏如何诱导小肠营养吸收的动态适应，图像分析结果显示，与其他时间处理的小鼠相比，经过 16 小时 TPN 处理的小鼠绒毛内胆固醇和谷氨酰胺的吸收达到峰值，这一时间间隔与人类不吃早餐的情况类似。 因此，为探究模仿不吃早餐（BSF）的喂养模式的相对长期影响，研究者设计了一种喂养装置，将小鼠分为三组：模拟不吃早餐组、模拟不吃午餐组、模拟不吃晚餐组。 结果显示，与其他组别相比，“不吃早餐组”的小鼠相比体重略有增加，关键胆固醇转运蛋白基因 Npc1l1 的表达水平显著增加，脂肪酸转运蛋白基因 Fabp2 的表达水平也有所增加，提示不吃早餐（BSF）模式对营养吸收适应的影响更大。 令人惊讶的是，即使在停止不吃早餐的模式后，这些小鼠仍然保持了较高的脂质吸收率。进一步的研究发现，在特定的时间窗口内跳过早餐会影响染色质结构，从而引发小肠上皮细胞中脂质吸收的持续性变化。 图：不吃早餐进食模式导致系统代谢稳态受损 不仅如此，不吃早餐还增加了患代谢疾病的风险。研究人员使用易患动脉粥样硬化的载脂蛋白E缺陷小鼠（Apoe -/-）进行实验，发现不吃早餐会增强小肠对胆固醇的吸收。这导致全身血清中的甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平升高，同时粪便中排泄的胆固醇减少。此外，不吃早餐还会显著增加动脉粥样硬化病变面积，并在这些病变中积累更多的脂质和胶原蛋白。 综上所述，这篇重磅研究为我们深入阐述了小肠在独特营养环境下的时空调节机制，为进一步理解饮食-微生物-上皮细胞在小肠和全身生理中的协调作用提供了重要依据，同时，研究结果也表明：不吃早餐不仅会影响短期的营养吸收，还会带来长期的健康风险！ 因此，守护健康，从小事做起，从明天开始，早起一刻钟，美美地吃顿早餐吧～ 参考文献： Zhang J, Tian R, Liu J, et al. A two-front nutrient supply environment fuels small intestinal physiology through differential regulation of nutrient absorption and host defense. Cell. 2024 Oct 19:S0092-8674(24)00903-6. 撰文 | 青叶 编辑 | lcc 部分文字来源于网络，本文仅用于分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信:bioonSir删除或修改! 精彩推荐： 1、你今天喝了几杯水？研究表明：喝水量与全因、心血管相关死亡率存在 L 形关联，女性每天最低水周转量约为3 升，男性则约为3.5 升 2、你爱敷面膜吗？它到底有没有用？华西医院最新研究：敷面膜时间是关键！＜25分钟对皮肤有益，可以提高皮肤水分、减少红斑并激活AQP3 3、奶茶真“谋财害命”！10万人数据：每天一杯奶茶，或使患这种癌症风险翻倍！还致肥胖和痛风 4、这一国人的发现改写了教科书！cell子刊：线粒体竟有第14个基因编码蛋白质，其在调节哺乳动物早期发育及生育能力方面发挥关键作用 5、熬夜=爆肝被实锤了！最新研究：存在睡眠不足、经常失眠、睡觉打鼾和白天犯困问题的人，新发严重脂肪性肝病风险增加19-37% 点击下方「阅读原文」，前往生物谷官网查询更多生物相关资讯~