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DC细胞疫苗在肿瘤免疫治疗中的研究进展

2022-03-28 14:24
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前言

在过去的几十年中,肿瘤免疫治疗已发展成为一种具有更好的肿瘤靶向性、安全性和低毒性的治疗方法。其中树突状细胞(DC)疫苗的临床应用取得了巨大进展。DC疫苗具有许多优势,首先DC细胞是抗原呈递细胞(APC),负责摄取、处理抗原并将其呈递给T细胞以激活免疫应答,新抗原只有在被APC吸收并呈递给T细胞后才能发挥抗肿瘤作用。其次,把DC细胞当做载体,不受其它因素的限制,如DNA的整合效率、核酸酶的影响以及佐剂等。

自2010年第一种DC疫苗sipuleucel-T被批准临床使用以来,已经进行了数百项研究和临床试验。这些临床研究已经证明DC疫苗是稳定、可靠而且是非常安全的。为了进一步提高DC疫苗的效力,人们已经开始探索新的策略,例如与常规化疗、单特异性/双特异性抗体以及免疫检查点靶向疗法相结合。尤其基于新抗原的DC疫苗是一种安全、有效、可行的治疗策略,将为癌症患者带来新的希望。

DC疫苗细胞类型

在人类中,根据发育、表型和功能标准,已经确定了不同的DC亚群,如常规DC(cDC)、浆细胞样DC(pDC)和单核细胞衍生DC(Mo-DC)。cDCs根据其表型又包括两大类——cDC1和cDC2。

对于pDC,表面标记物主要包括CD123、CD303、CD304和CD45RA,它们特异性分泌I型干扰素(IFN-I),同时将抗原呈递给T细胞并激活T细胞。对于cDC1,表面标记物主要包括Cleca9A、XCR1和CD141,cDC1具有交叉呈递和诱导细胞毒性T细胞免疫反应的能力,并且还可以显著刺激同种或自体CD4+T细胞的免疫反应。对于cDC2,表面标记物主要包括CD1c、CD1a和CD103,它们可以呈递可溶性抗原,但很少呈递来自坏死细胞的抗原。

在过去的几年里,已经开发出不同类型的DC疫苗。DC疫苗中使用的主要DC类型包括Mo-DC和白血病衍生DC(DCleu),它们可以用不同的方法进行修饰。制备DC疫苗的原理很简单。患者的树突状细胞前体细胞在体外分离培养,装载肿瘤抗原,然后转移回患者体内。然后,DC刺激特异性抗肿瘤T细胞发挥抗肿瘤作用。

经过近10年DC疫苗领域的努力,2000年,基于DC的免疫治疗首次用于原发性颅内肿瘤患者。2010年,美国FDA批准Sipuleucel-T作为第一种治疗前列腺癌的DC疫苗。Sipuleucel-T由外周血单个核细胞(PBMC)组成,其中包括APC,由PA2024体外激活,PA2024是一种重组蛋白,主要包括前列腺特异性抗原和前列腺酸性磷酸酶。

DC疫苗接种策略

至少有两种涉及DC的不同策略可用于促进抗肿瘤免疫:原位接种和经典接种。原位方法依赖于通过标准疗法局部释放肿瘤抗原,以促进DC抗原摄取和肿瘤免疫识别,而经典方法则依赖于在将DC输送给患者之前,在体外将肿瘤抗原装载到DC中。近年来,已经开发出不同的DC疫苗生产新方法,例如免疫原性细胞死亡诱导、mRNA转染,以及通过细胞穿透肽在体内将肽输送到DC细胞。

抗原源选择是DC疫苗接种的关键。经验证过的分子,如肽、重组蛋白、整个肿瘤细胞或裂解物,已被用作治疗性疫苗开发中的抗原。肿瘤细胞中发生的突变可以产生新的自身抗原表位,称为新表位或新抗原。基于新抗原而非传统TAAs的疫苗有几个优点。首先,新抗原仅由肿瘤细胞表达,因此可以引发真正的肿瘤特异性T细胞反应,从而防止对非肿瘤组织的“脱靶”损伤。第二,新抗原是源于体细胞突变的新表位,它有可能绕过T细胞对自身表位的中心耐受,从而诱导对肿瘤的免疫反应。此外,这些疫苗增强的新抗原特异性T细胞反应持续存在并提供治疗后免疫记忆的潜力,这为长期预防疾病复发提供了可能性。

DC疫苗在血液瘤中的临床进展

Mo-DC是DC疫苗接种的重要DC来源,可以从自体或异基因CD14+单核细胞体外生成。Mo-DC可以装载白血病相关抗原(LAAs)。诸如Wilms肿瘤1(WT1)、优先表达的黑色素瘤抗原(PRAME)和人类端粒酶逆转录酶(hTERT)等抗原已被用作Mo-DC负载的LAA。Mo DC也可以装载整个凋亡白血病细胞、白血病细胞裂解物或白血病细胞衍生的RNA/mRNA。

使用Mo-DC疫苗治疗AML的临床试验已证明取得了各种成功。在一项临床研究中,用自体凋亡白血病细胞致敏的树突状细胞在体内交叉启动CD8+T细胞,在四名病情稳定期较长的研究患者中,有两名患者出现了抗白血病反应。类似地,使用自体HSCT后复发的AML患者的白血病裂解物致敏的Mo-DC进行免疫接种可诱导免疫反应,并增强自体T细胞刺激DC的能力。

DCleu具有更强的抗原呈递能力、更强的体外抗白血病免疫反应和增强的共刺激分子表达。几项关于自体DCleu的临床试验已经报告了有希望的结果。总的来说,DCleu疫苗接种的耐受性良好,只有少数患者出现了湿疹等不良反应,可能是由于自身免疫诱导。在一项白血病DC疫苗试验中,五名AML患者每两周接受四次注射,没有严重的副作用。五名患者中有三名完成了四次AML-DC疫苗接种的治疗,并在5.5-13个月内保持稳定状态,而另外两名患者死于快速进展的AML。在另一项试验中,五名患者在通过强化化疗获得CR后,每周接受一次递增剂量的DCleu。研究表明,具有分泌IFN-γ的抗白血病活性的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)增加,并且可以检测到WT1特异性CTL。接种疫苗后,在CD4+细胞中检测到特异性CD8+T细胞和较高的细胞内IFN-γ浓度。

在一项使用患者源性AML细胞与自体DC细胞融合的个性化DCleu疫苗的I/II期接种临床试验中,在17名参与的AML患者中,12名患者表现出白血病特异性T细胞的持续扩增。在57个月的中位随访中,71%的患者仍然存活,没有疾病复发,这表明这种个性化疫苗可诱导抗AML细胞免疫,并提供预防疾病复发的保护。目前,截至2021年11月,有8项使用同种异体DC或自体DC以及不同疫苗接种方法治疗AML和MDS的临床试验正在进行中。

DC疫苗在实体瘤中的临床进展

黑色素瘤

DC疫苗在黑色素瘤的治疗中也得到了广泛研究。一项临床研究表明,对免疫检查点抑制剂耐药的转移性黑色素瘤患者进行过继性T细胞转移联合DC疫苗接种后,其临床反应完全且持久,4例患者全部出现诱导的临床反应。

另一项针对III/IV期黑色素瘤患者的DC疫苗II期临床试验表明,在一年的时间里,患者存活率有所改善。然而,DC疫苗治疗组的患者早期局部复发率高于对照组,80%的患者报告皮内DC注射部位出现肿胀和红斑。另一项研究表明,与DC疫苗单一疗法相比,DC疫苗联合顺铂治疗III期和IV期黑色素瘤患者并没有改善临床结果。

目前正在进行更多的临床试验,截至2021年11月底,在黑色素瘤患者中正在进行总计19次DC疫苗的临床试验。

胶质瘤/胶质母细胞瘤

DC疫苗在GBM患者中开展了大量临床试验研究,并证实了其可行性和安全性。其中许多研究报告了抗肿瘤免疫反应的诱导,并表明DC疫苗接种后存活率的提高。在一项胶质母细胞瘤自体DC疫苗的大型III期临床试验中,接受手术和DC疫苗接种的患者的平均OS为23.1个月,只有2.1%的患者出现与疫苗接种相关的3级或4级不良事件。

在另一项对胶质瘤患者接种含有TAAs和/或新抗原mRNA的DC疫苗并结合低剂量环磷酰胺的研究中,DC疫苗可延长患者的预期寿命。中位OS为19个月,未观察到3级或更高级别的不良事件。在另一项DC的疫苗接种的II期临床试验显示,15名可评估患者中有10名显示CTL反应阳性。经过6年的观察,五名患者仍然活着,其中两名患者没有复发。目前,截至2021年11月底,有15项正在进行的针对神经胶质瘤/胶质母细胞瘤患者的DC疫苗临床试验。

肺癌

在一项针对晚期肺癌的个性化新抗原DC疫苗的初步临床试验(NCT02956551)中,目标有效率为25%,疾病控制率为75%,中位无进展生存期(PFS)为5.5个月,中位OS为7.9个月。

另一项对复发性小细胞肺癌(SCLC)患者的DC疫苗(Ad.p53-DC)随机对照II期试验表明,该疫苗是安全的,主要具有1/2级毒性和部分3级毒性。不同实验组的阳性免疫应答率在20%到43.3%之间。尽管该疫苗未能改善二线化疗的ORRs,但其安全性和治疗免疫潜力仍然存在。截至2021年11月底,有8项正在进行的针对肺癌患者的DC疫苗临床试验。

前列腺癌

不同类型的疫苗,包括基于DC(例如sipuleucel-T)、基于肽/蛋白质或基因(DNA/RNA)的疫苗,已被应用于前列腺癌患者的辅助治疗。尽管sipuleucel-T最初取得了成功,但进一步的DC疫苗未能取得进展。

新兴的抗原装载和呈递技术,如纳米颗粒、抗体-抗原结合物和病毒共递送系统已被用于提高疗效。最近,一项针对根治性前列腺切除术后高危前列腺癌患者的辅助DC疫苗的人类I/II期研究显示了有希望的结果。在12名前列腺癌患者中,有5名患者在84个月后病情缓解,所有患者的免疫反应均增强。截至2021年11月底,有5项正在进行的针对前列腺癌患者的DC疫苗临床试验。

淋巴瘤

长期以来,DC疫苗免疫疗法一直用于淋巴瘤患者。对接种载瘤树突状细胞的复发性惰性非霍奇金淋巴瘤患者的15年随访显示,5年和10年PFS发生率分别为55.6%和33.3%;10年生存率为83.3%。女性患者的PFS更好,22%的患者出现了持久的完全缓解。

在一项滤泡性淋巴瘤(FL)患者的I期临床研究中,在IFN-α和GM-CSF存在的情况下产生的Mo-DC与低剂量的利妥昔单抗联合给药。结果表明,有效率为50%,PET阴性完全有效率为37%。未观察到3级或更高级别的不良事件。截至2021年11月底,在淋巴瘤患者中有4个正在进行的临床试验。

个性化新抗原DC疫苗的临床进展

2015年,第一个个性化的新抗原DC疫苗开始在一期临床试验中测试。他们招募了3名III期的黑色素瘤患者,并用ipilimumab治疗。然后,通过全外显子组测序和计算机模拟表位预测识别出体细胞突变,以筛选合适的新抗原。此外,从每位患者中选择7种新抗原,装载到从PBMC分离的DC,体外培养,然后静脉注射到患者体内,共进行三次治疗。治疗后,观察到T细胞引发的免疫反应增强,而三名患者均存活,未观察到自身免疫不良反应,这表明使用个性化新抗原的DC疫苗是安全可靠的。

在2020年进行的另一项试验中,首次证明了个性化新抗原DC疫苗在晚期非小细胞肺癌患者中的活性。在这项研究中,共招募了12名晚期肺癌患者,并从每位患者的肿瘤组织中分离和鉴定了13-30种基于肽的个性化新抗原。同时,从每位患者中提取PBMC,分离DC,然后用相应的新抗原装载DC细胞,形成个性化的新抗原DC疫苗治疗患者。研究显示整体25%的客观应答率和75%的疾病控制率。此外,仅观察到轻微和短暂的副作用。

目前,多项针对个性化新抗原负载的DC疫苗正在进行临床试验,这些试验大多处于第一阶段。

DC疫苗的联合治疗

将个性化新抗原DC疫苗与其他策略(如化疗和免疫检查点抑制剂)相结合是提高肿瘤治疗疫苗疗效的一个有效方法。化疗被认为是一种免疫治疗伙伴,通过增强抗原产生和呈递以及诱导T细胞免疫反应来提高免疫治疗效果,在一项临床试验中,使用了pp65负载的DC疫苗与剂量强化的替莫唑胺相结合,结果显示,中位PFS为25.3个月,OS为41.1个月,两者都远高于新诊断胶质瘤患者的统计中位生存期(小于15个月)。

新抗原疫苗与免疫检查点抑制剂结合,如抗PD-1、抗PD-L1和抗CTLA-4抗体,被认为能产生强大的T细胞免疫反应以杀死肿瘤。在一项I期试验中,16名黑色素瘤患者使用了MART-1肽负载的DCs和抗CTLA-4抗体tremelimumab的组合,他们获得了比单独治疗更高的持久客观肿瘤应答率。

小结

尽管临床疗效有限,但DC疫苗仍然是AML和MDS治疗以及其他恶性肿瘤治疗的一种有希望的新策略,具有经验证的安全性和疗效。随着以DC为基础的疫苗疗法在实体瘤患者中的应用不断深入,人们越来越有兴趣将DC疫苗与常规化疗或免疫检查点抑制剂相结合。

此外,用负载新抗原的DC疫苗治疗患者可以特异性地靶向肿瘤,并确保DC能够最大限度地发挥其功效。目前基因新抗原的DC疫苗正在进行越来越多的研究和临床试验,有可能会带来一个基于DC的癌症免疫治疗新时代。

参考文献:

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.

       原文标题 : DC细胞疫苗在肿瘤免疫治疗中的研究进展

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