髓系白血病治疗疫苗研发前景
尽管目前对于慢性髓系白血病(CML)的治疗是比较成功的,但是仍然只有小部分患者能治愈。20世纪,对CML患者采用靶向治疗联合免疫治疗达到治愈充满希望,至少有10个临床试验采用了p210 BCR-ABL融合蛋白主要表位的实验性疫苗免疫患者。另外,还有靶向WT1(Wilms’tumor 1)抗原和来自一种在CML中过表达颗粒蛋白蛋白酶3的PR1表位疫苗。临床试验结果显示,多肽疫苗是安全和具有临床效应的。对于急性髓性白血病(AML),主要的疫苗是WT1和PR1多肽疫苗。
BCR-ABL多肽疫苗
由于所有的CML细胞表达BCR-ABL融合蛋白,因此包含不同接头的p210BCR-ABL融合蛋白的多肽(不同的b2a2或b3a2多肽)是具有免疫原性的肿瘤特异抗原。尽管BCR-ABL是胞内蛋白,但已经证明来自结合区的多肽可被CML患者或正常人的T细胞所识别,并产生清除BCR-ABL多肽负载细胞的特异T细胞免疫应答。
Bocchia等报道了首个来自BCR-ABL多肽产生的抗CML免疫效应。结果显示,包含融合区的b3a2融合多肽可在体外诱导HLA-Ⅰ限制性细胞毒T细胞和HLA-Ⅱ介导的T细胞增殖。包含BCR-ABL融合区的不同多肽疫苗也应用于一些临床试验。
Pinilla-Ibarz等报道了第一个BCR-ABL多肽疫苗的临床试验。CML患者对疫苗可耐受并能产生特异免疫应答。在Ⅱ期临床试验中,14例慢性期CML患者接受了5次免疫治疗,遗憾的是未能检测到细胞毒性T淋巴细胞(CTL)效应。因此,Ⅰ期和Ⅱ期临床试验得出结论,肿瘤特异性BCR-ABL多肽疫苗免疫是安全的,并能产生BCR-ABL多肽特异的CD4+ T细胞免疫应答,而CD8+ T细胞免疫有限。
随后,一些研究对包含BCR-ABL接头多肽的氨基酸进行替换,检测其增强免疫原性效应。一个获得明显效应的BCR-ABL疫苗治疗病例是1例接受IFN-α治疗完全达到细胞遗传学缓解6年后复发的63岁女性CML患者,用于其免疫的是一个25肽的b2a2多肽疫苗(CMLb2a2-25),该多肽可以与几个HLA-DR分子结合。接受9次免疫治疗后患者建立了b2a2-25多肽特异的CD4+ T细胞应答,与此同时,患者外周血BCR-ABL1转录本逐渐降低。最后一次评估是免疫治疗后39个月,患者达到完全分子水平缓解,外周血和骨髓均未能检测到BCR-ABL1转录本,患者继续接受每3个月一次的疫苗治疗。
近期还有报道BCR-ABL多肽疫苗作为免疫治疗与伊马替尼联合应用于CML治疗。多肽疫苗的应用可改善对CML病情的控制,尤其对于伊马替尼治疗效果理想的患者。一项纳入19例伊马替尼经治的慢性期CML患者的免疫治疗临床试验结果显示,利用包含BCR-ABL的e14a2融合接头的多肽疫苗免疫治疗后,其中14例患者可产生对BCR-ABL应答的T细胞,所形成的抗BCR-ABL的T细胞与BCR-ABL转录降低相关;14例主要细胞遗传学缓解患者中,13例至少降低一个对数级的BCR-ABL转录本水平。另一项相似的Ⅱ期临床试验结果显示,10例经伊马替尼治疗(中位时间62个月)的患者,接受疫苗治疗同样可促进BCR-ABL转录降低,对部分患者的分子水平缓解有促进作用。
尽管伊马替尼治疗使大多数CML患者达到临床效应(血液学或者细胞遗传学缓解),然而部分CML伴有BCR-ABL基因T315I突变导致对伊马替尼及第二代酪氨酸激酶抑制剂的耐药。因此,设计针对伴有T315I突变性BCR-ABL的多肽疫苗,诱导特异性抗T315I突变性BCR-ABL的免疫应答显得非常重要。该研究已经在体外和小鼠模型中获得成功,均证实可在小鼠CML模型中诱导清除BCR-ABL(T315I)阳性细胞的免疫应答。因此,这可能是产生新一代更有优势的克服耐药的CML治疗性疫苗。
WT1疫苗
WT1是由Wilms’tumor基因表达的一种癌基因蛋白,在AML和CML细胞均呈过度表达,但它在正常干祖细胞中低表达,在其他组织器官中少有表达。抗WT1体液免疫应答也可以在WT1+血液肿瘤患者中检测到。因此,WT1被认为是髓系白血病比较通用的一个肿瘤相关抗原,已有不少研究以此为主要靶点设计疫苗和诱导特异的过继性免疫治疗。
在小鼠模型中,WT1疫苗可诱导特异性免疫应答,同时不伴有组织的损伤。因此,治疗性WT1疫苗的应用可能达到诱导特异性抗WT1免疫效应。有报道对1例伊马替尼治疗伴持续微小残留病的CML患者,给予WT1疫苗联合治疗,可产生抗WT1特异性免疫应答,并显著降低残留病变,BCR-ABL水平也稳定在局限的低水平。BCR-ABL转录本的水平降低与WT1特异CTL的增加相关。
这些结果提示,WT1多肽疫苗可能成为一种安全和治愈CML的联合方案,尤其适用于伊马替尼治疗伴有残留病变的患者。
树突状细胞疫苗
树突状细胞(DC)是专业抗原提呈细胞,在诱导体液和细胞免疫中起重要作用。上世纪的系列研究已证明,肿瘤抗原负载的DC可诱导特异抗肿瘤T细胞免疫应答。来自正常人或CML患者的DC可用于临床免疫治疗。
在CML中,来自外周血单个核细胞的髓性DC绝大多数为BCR-ABL阳性,能直接提呈特异性BCR-ABL抗原是其优势。但是CML来源DC有一些缺陷,包括迁移能力、内吞作用、吞噬作用、抗原提呈,对破伤风类毒素等外源性抗原的处理和提呈能力等。
与正常人DC比较,CML-DC的抗原提呈缺陷表现在通过大胞饮或甘露醇受体捕获抗原能力降低,这是由于BCR-ABL活性下调了PKC介导的分化作用。此外,表达BCR-ABL的DC在胸腺可能诱导CML特异的免疫耐受而抑制诱导特异CTL作用。但在体外合适的刺激下,CML-DC的活性可恢复。2006年,一项Ⅰ期CML免疫治疗临床试验证明DC应用安全、可耐受,但未能观察到临床反应。随后的研究通过调整CML-DC免疫频率和数量等以增加T细胞抗CML特异免疫应答的可能性。另一项Ⅰ/Ⅱ期临床试验,对DC免疫IFN-α或伊马替尼治疗未能获得细胞遗传学缓解的慢性期CML患者,可检测到抗白血病T细胞。
因此,提高DC疫苗的诱导抗CML特异CTL的效应是DC疫苗的主要策略。例如,通过构建可在人原代DC表达含有不同p210(BCR-ABL)b3a2融合区(CWRBA)的重组腺病毒载体,CWRBA转导DC可诱导CD4+/Th1和CD8+ T细胞免疫应答。同时可检测到抗具有内源性表达p210(BCR-ABL)b3a2融合区的肿瘤细胞的细胞毒活性。故这种基于基因修饰的DC疫苗作为抗原特异CML免疫治疗是一种可以考虑的免疫方式。在一个小型临床试验中,3例CML患者接受了3个系列的BCR-ABL负载DC的免疫,患者均可产生多肽特异的细胞免疫应答,但未显示临床效应,这种BCR-ABL多肽特异的免疫的临床效应尚需进一步确认。近期,一项研究尝试分析K562/GM-CSF疫苗的免疫治疗能否改善CML患者对伊马替尼的临床反应。19例慢性期CML经伊马替尼治疗1年以上达到了主要细胞遗传学缓解,但存在持续残留病变的患者接受一个系列的4次免疫、每3周一次,而伊马替尼治疗保持不变。结果显示,K562/GM-CSF疫苗可促进患者对伊马替尼的反应,达到完全分子水平缓解。而且,疫苗的效应可能通过IL-2或CM-SCF得以增强。这提示,将细胞疫苗是作为一种联合治疗方案也许更能现实临床效应。
在AML,由于WT1疫苗免疫效果不确定,近期有学者研究一种产生和提呈WT1表位的程序性长效DC,称之为SmartDC/tWT1。它包含表达短片段WT1基因的慢病毒载体、GM-CSF和IL-4(用于在体转导单个核细胞)转导后诱导的自身分化的单核细胞包含了稳定的SmartDC/tWT1免疫表型,包括表达GM-CSF、IL-4、tWT1、IL-6、IL-8、TNF-α、MCP-1、HLA-DR、CD86、CCR2和CCR5,该细胞可在体外存活3周。例如,利用伴有FLT3-ITD+ AML患者外周血单个核细胞诱导的SmartDC/tWT1可诱导供者T细胞特异扩增并具有杀伤WT1+ AML细胞的作用。SmartDC/tWT1免疫小鼠体内研究也证明了上述效应,对该新设计的疫苗有望进一步开展临床试验。
其他疫苗
尽管对于CML患者,BCR-ABL融合多肽是最主要的抗原,WT1也是一种重要的白血病相关抗原(LAA)用于诱导抗白血病的免疫应答。但是,更有效的特异免疫治疗方案仍可能需要其他协同疫苗等。了解其他LAA作为刺激免疫应答的可能性的研究也十分有必要。
近期报道的一些可能诱导有效抗CML的白血病相关抗原表位,包括端粒酶、PR1、RHAMM、CML-66、CML-28、CML-Ag165、NM23-H2、PPP2R5C、PR3、ELA2、PRAME和一种来自M期磷酸蛋白11的新表位MPP11等。这些LAA大多数可以被CD8+ T细胞所识别。另外,不断有新的LAA被鉴定,如认为与肿瘤发生相关的还有丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员的Aurora-A激酶(Aur-A),一个含9个氨基酸抗原表位的 Aur-A(Aur-A 207-215:YLILEYAPL)可诱导HLA-A*0201限制性特异性抗白血病CTL,靶向Aur-A 的细胞免疫治疗也是可考虑的一种抗白血病治疗策略。
由于AML细胞的异质性和克隆演变,非常有必要建立更多针对不同AML相关抗原的多肽用于免疫治疗,如新鉴定的组织蛋白酶G可作为新的AML靶向治疗分子。它是一种丝氨酸蛋白酶,一般存在于中性粒细胞的嗜苯胺蓝颗粒中。由于在AML幼稚细胞中异常高表达,有报道设计针对组织蛋白酶G的5种HLA-A*0201限制性9肽均能诱导特异性的CTL,对原代AML细胞具有杀伤作用,而对正常骨髓细胞无影响。此外,在异基因造血干细胞移植后的AML患者外周血也检测到CG1-CTL,这一发现更支持组织蛋白酶G多肽疫苗的治疗前景。
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