進(jìn)入2017年，當(dāng)紅辣子雞PD-1療法，一路橫掃多個(gè)適應(yīng)癥。而CAR-T治療的“小車”在獲得FDA專委會(huì)推薦后也已經(jīng)走上高速路，成為免疫治療又一里程碑事件。PD-1、CAR-T之后，下一個(gè)免疫治療產(chǎn)品又將花落誰(shuí)家?

　　7月初，Nature同期發(fā)表2項(xiàng)臨床試驗(yàn)結(jié)果，突然引爆個(gè)性化腫瘤疫苗熱點(diǎn)，新技術(shù)是橫空出世嗎?還是有三生三世，十里桃花早已播種?

　　Nature 為引，本文讓你一文看懂，解讀個(gè)體化腫瘤疫苗前世今生，窺探未來(lái)發(fā)展。

　　個(gè)性化腫瘤疫苗星火早現(xiàn)，頂級(jí)聯(lián)盟成立只為攻關(guān)克難

　　7月5日，《Nature》雜志同期發(fā)表兩項(xiàng)獨(dú)立臨床I期試驗(yàn)結(jié)果，來(lái)自美國(guó)Dana-Farber癌癥中心和德國(guó)美因茨大學(xué)的兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，分別展示了其“個(gè)性化腫瘤疫苗”在臨床治療上取得的重大突破。繼PD-1/PD-L1抗體、CAR-T細(xì)胞治療之后，“個(gè)性化腫瘤疫苗”迅速進(jìn)入大眾視野，并成為免疫治療新的討論和研究熱點(diǎn)。但“個(gè)性化腫瘤疫苗”并不是橫空出世的嶄新技術(shù)，在進(jìn)入大眾視野之前，其早已受到學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的熱烈追捧。

　　在免疫治療抗議癌癥的戰(zhàn)斗中，以PD-1/PD-L1抗體為代表的免疫藥物療法，和以CAR-T為代表的免疫細(xì)胞療法，正在逐步革新腫瘤治療的傳統(tǒng)范式，但這兩種療法也都還存在一些不足：PD-1/PD-L1藥物的作用機(jī)制非常復(fù)雜，受益群體相對(duì)有限，部分患者還可能存在耐藥和加速進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)。CAR-T療法涉及基因工程改造，還可能會(huì)引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴，而且靶點(diǎn)過(guò)于單一，且在實(shí)體瘤中效果不佳。為此，科學(xué)家們努力嘗試尋找新的治療方法，以彌補(bǔ)上述兩種免疫療法的不足。研究腫瘤新抗原，并藉此開(kāi)發(fā)個(gè)性化腫瘤疫苗，就成為了一個(gè)重要而又熱門的方向。

　　個(gè)性化腫瘤疫苗如此重要，以至于MD Anderson Cancer Center、Broad Institure、BMS、Genetech等30多家國(guó)外頂級(jí)機(jī)構(gòu)紛紛布局和追逐。去年12月份，在美國(guó)癌癥研究所(CRI)和Parker研究所(PICI)的發(fā)起下，這30多家頂級(jí)機(jī)構(gòu)達(dá)成一致，共同成立了新TESLA聯(lián)盟(新抗原篩查聯(lián)盟——the Tumor Epitope SeLection Alliance)，目的在于共同推進(jìn)“個(gè)性化腫瘤疫苗”的研究和應(yīng)用。值得一提的是，《Nature》兩篇文章主要研究者Catherine Wu和Ugur Sahin均為新抗原相關(guān)生物公司的創(chuàng)始人，而他們背后的單位——Neon Therapeutics公司以及BioNTech公司也都是新TESLA聯(lián)盟的一員。

　　國(guó)際上的研究如火如荼，國(guó)內(nèi)也不甘落后，一直朝著這一領(lǐng)域努力。裕策生物是中國(guó)首個(gè)加入新TESLA聯(lián)盟的機(jī)構(gòu)，其新抗原的檢測(cè)分析實(shí)力上經(jīng)過(guò)了全面的考核和評(píng)估，目前也已經(jīng)參與到聯(lián)盟內(nèi)有關(guān)新抗原的項(xiàng)目合作。

　　圖1 新TESLA聯(lián)盟部分成員

　　從通用到個(gè)性化，腫瘤疫苗屢敗屢戰(zhàn)史

　　全球癌癥疫苗研究已有近20年的歷史，目前在美國(guó)ClinicalTrials.gov注冊(cè)Cancer Vaccine的臨床研發(fā)項(xiàng)目累計(jì)多達(dá)947項(xiàng)。但治療性腫瘤疫苗的研發(fā)每一步都舉步維艱，有幸被批準(zhǔn)上市的治療性癌癥疫苗更是寥寥無(wú)幾。早前幾年，包括GSK，默克，賽諾菲在內(nèi)的藥企巨頭都在癌癥疫苗領(lǐng)域投入重金投入研發(fā)癌癥疫苗，2011年前后，腫瘤疫苗產(chǎn)品的研發(fā)達(dá)到一段黃金期。2013年下半年以來(lái)，多個(gè)重磅疫苗的三期臨床試驗(yàn)遭遇滑鐵盧，在耗費(fèi)大量精力財(cái)力后，不得不壯士斷臂，其中不乏Stimuvax(靶向MUC1，默克公司)以及GSK1572932A(靶向MAGE-A3，GSK)這樣的明星產(chǎn)品。即便是被FDA批準(zhǔn)上市的首個(gè)腫瘤疫苗Provenge，也因?yàn)槌杀竞陀行缘膯?wèn)題，幾經(jīng)轉(zhuǎn)手，最終被中國(guó)一家公司收購(gòu)。從研發(fā)策略來(lái)看，這些疫苗選擇的都是腫瘤相關(guān)性抗原(TAA)。江蘇健安生物科技有限公司創(chuàng)始人王建新教授曾評(píng)價(jià)：TAA是機(jī)體自身具有的蛋白(只是在癌癥細(xì)胞上大量表達(dá)而已)，因此病人對(duì)這些抗原應(yīng)該是早就有“中樞免疫耐受”了。因此無(wú)論如何刺激，也不能達(dá)到療效。所以這類被稱為“癌癥相關(guān)抗原”的蛋白并非理想“抗原”。

　　隨著新技術(shù)的發(fā)展，neoantigen(腫瘤新抗原)逐步進(jìn)入科學(xué)家視野。neoantigen通常由腫瘤細(xì)胞基因組突變產(chǎn)生，僅存在腫瘤細(xì)胞，所以又稱為腫瘤特異性抗原(TSA)。由于正常細(xì)胞不會(huì)產(chǎn)生和表達(dá)TSA，所以能更有效的激發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)?！禢ature》雜志同期發(fā)表兩項(xiàng)獨(dú)立臨床I期試驗(yàn)結(jié)果，就是通過(guò)對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行DNA和RNA測(cè)序，尋找腫瘤細(xì)胞因基因突變而特異表達(dá)的neoantigen，然后構(gòu)建個(gè)性化的腫瘤疫苗，回輸?shù)襟w內(nèi)激活免疫細(xì)胞，并殺死帶有上述抗原的腫瘤細(xì)胞。傳統(tǒng)腫瘤疫苗和基于新抗原的個(gè)體化腫瘤疫苗的比較見(jiàn)圖2。

　　圖2 傳統(tǒng)疫苗 vs 個(gè)體化neoantigen疫苗

　　新抗原預(yù)測(cè)——計(jì)算出來(lái)的治療新希望(000876)

　　個(gè)性化腫瘤疫苗技術(shù)的突破，關(guān)鍵在于neoantigen的檢測(cè)及預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院張曉實(shí)教授認(rèn)為：“腫瘤細(xì)胞的體細(xì)胞突變是隨機(jī)的，相同病理類型腫瘤的不同患者之間出現(xiàn)相同新抗原的可能性低于1%，不可能“預(yù)制”新抗原。”所以每一例腫瘤患者接受治療前，都必須檢測(cè)腫瘤突變，并分析和預(yù)測(cè)可能作為治療靶點(diǎn)的neoantigen。neoantigen領(lǐng)域的研究在上個(gè)世紀(jì)前半葉就已經(jīng)開(kāi)啟，但受限于檢測(cè)技術(shù)的落后，臨床應(yīng)用非常緩慢。

　　隨著NGS測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，篩選腫瘤特異性抗原實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的突破。2013年，Rosenberg團(tuán)隊(duì)率先利用外顯子技術(shù)，在腫瘤細(xì)胞系上發(fā)現(xiàn)neoantigens，并驗(yàn)證了其免疫反應(yīng)。通過(guò)使用NGS技術(shù)和構(gòu)建算法模型，外顯子測(cè)序和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序能準(zhǔn)確表征腫瘤細(xì)胞的DNA和RNA，找出可能引起免疫細(xì)胞識(shí)別的腫瘤突變，生物信息學(xué)工具的發(fā)展則提高了腫瘤新生抗原的篩選能力，基因組大數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)算法加速了腫瘤表位預(yù)測(cè)以及MHC(主要組織相容性復(fù)合體)親和力預(yù)測(cè)，推動(dòng)了個(gè)體化腫瘤疫苗的發(fā)展。

　　但是，新抗原的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)依舊是構(gòu)建個(gè)性化腫瘤疫苗的最主要挑戰(zhàn)，算法是其中的核心。預(yù)測(cè)哪些癌癥突變會(huì)導(dǎo)致能被免疫系統(tǒng)識(shí)別的新抗原，從而刺激免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和殺死相關(guān)的癌細(xì)胞，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有一套自己的算法和流程，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，而且由于分析復(fù)雜度的問(wèn)題，國(guó)外科學(xué)家認(rèn)為目前的算法準(zhǔn)確性預(yù)計(jì)<40%。其中涉及基因數(shù)據(jù)預(yù)處理，突變檢測(cè)，HLA分型鑒定，表達(dá)定量，neo-peptide預(yù)測(cè)，蛋白裂解，TAP轉(zhuǎn)運(yùn)，MHC親和力預(yù)測(cè)，克隆狀態(tài)分析以及新抗原篩選等，這也正是新TESLA聯(lián)盟致力于解決的技術(shù)難題。

　　從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，臨床結(jié)果終獲認(rèn)可

　　Neoantigen的檢測(cè)及預(yù)測(cè)技術(shù)取得突破后，基于neoantigen的精準(zhǔn)免疫治療技術(shù)也快速發(fā)展。2014年-2015年，Rosenberg、Schreiber、Delamarre、Sahin等團(tuán)隊(duì)陸續(xù)應(yīng)用該技術(shù)成功找到腫瘤新抗原，并在轉(zhuǎn)移性膽管癌患者、晚期黑色素瘤等患者身上實(shí)現(xiàn)了有效的治療。2016年2月4日，《nature medicine》雜志針對(duì)neoantigen做了專題新聞報(bào)道，認(rèn)為腫瘤突變作為彈藥庫(kù)，可以讓我們對(duì)腫瘤治療有更進(jìn)一步的了解和深入的觀察。

　　基于腫瘤新抗原的精準(zhǔn)免疫治療技術(shù)熱度隨之而升高，2016年末，Rosenberg篩選出了靶向KRAS 基因G12D突變后新抗原的TIL細(xì)胞，擴(kuò)增回輸后使得腫瘤消退，文章發(fā)表在頂級(jí)醫(yī)學(xué)雜志《NEJM》。進(jìn)入2017年，不管是AACR年會(huì)，還是ASCO大會(huì)，都有不少腫瘤新抗原的報(bào)道， Dana-Farber癌癥研究中心的Catherine Wu(本次發(fā)表的兩篇《Nature》文章作者之一)也報(bào)道了個(gè)體化疫苗在臨床上控制腫瘤的研究。在ASCO上檢索有關(guān)neoantigen的摘要就有30篇。

　　之前的研究成果，都是個(gè)案的報(bào)道，《Nature》雜志的同期兩篇文章，是首次在臨床試驗(yàn)中取得成功的癌癥疫苗研究。預(yù)期類似更多的研發(fā)工作將會(huì)開(kāi)展，更多的臨床試驗(yàn)結(jié)果將會(huì)發(fā)表。在美國(guó)臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)官方網(wǎng)站clinicaltrials.gov上查詢，目前與neoantigen相關(guān)的在線備案臨床試驗(yàn)有49項(xiàng)，篩選出的免疫療法臨床試驗(yàn)有21項(xiàng)(見(jiàn)圖4)，黑色素瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，三陰性乳腺癌，濾泡癌和非小細(xì)胞肺癌等均有涉及。2016年1月12日，“癌癥登月計(jì)劃2020”(Cancer MoonShot 2020)啟動(dòng)，目標(biāo)在2020年之前開(kāi)發(fā)出以疫苗為基礎(chǔ)的有效抗癌免疫療法?；趎eoantigen的精準(zhǔn)免疫療法將迎來(lái)發(fā)展的高潮，其應(yīng)用也會(huì)受到廣泛認(rèn)可。

　　圖3 腫瘤新抗原技術(shù)發(fā)展史

　　圖4：neoantigen免疫療法臨床試驗(yàn)總結(jié)

　　注：截至2017年7月，圓圈大小代表臨床試驗(yàn)數(shù)，最小為1

　　資本爭(zhēng)相追逐，商業(yè)化產(chǎn)品未來(lái)可期

　　成功的臨床治療效果令人振奮，基于neoantigen的精準(zhǔn)免疫治療的應(yīng)用潛力也讓人們看到了其巨大的市場(chǎng)價(jià)值，所以neoantigen的商業(yè)化應(yīng)用也得到了資本的熱捧，一系列的企業(yè)紛紛投身其中。

　　展望未來(lái)，歷史有可能會(huì)驚人的相似，抗PD-1藥物和CAR-T療法的進(jìn)程，都是先經(jīng)歷具有劃時(shí)代意義的臨床研究個(gè)例，再推廣到大量臨床研究，進(jìn)而在重要會(huì)議(PD-1在2015年ASCO上獨(dú)占鰲頭;CAR-T在2016年ASCO上成為焦點(diǎn))上大規(guī)模披露積極臨床數(shù)據(jù)，因?yàn)镃AR-T技術(shù)的復(fù)雜性和涉及到基因修飾的倫理安全性，CAR-T療法上市比PD-1治療滯后不少，但仍然在這個(gè)月獲得FDA評(píng)審專家的全票通過(guò)，未來(lái)非常有可能在今年10月份之前被FDA批準(zhǔn)。以此推斷的話，如果一切順利，未來(lái)在2020年，基于neoantigen的個(gè)體化腫瘤疫苗可能會(huì)在諸如ASOC這樣的國(guó)際重要會(huì)議上展示大量積極的臨床數(shù)據(jù)，并且有希望在經(jīng)過(guò)兩三年后取得上市資格。衷心希望個(gè)體化腫瘤疫苗能夠給腫瘤治療帶來(lái)新的治療理念和效果，將如今談之色變的癌癥變成慢性病，實(shí)現(xiàn)帶瘤生存的中期目標(biāo)。

　　圖5 個(gè)體化腫瘤疫苗未來(lái)發(fā)展歷程及預(yù)測(cè)

　　圖6 腫瘤新抗原領(lǐng)域相關(guān)公司融資情況匯總

　　未來(lái)充滿挑戰(zhàn)，“天梯計(jì)劃”助推行業(yè)發(fā)展

　　“我認(rèn)為，在我們祝賀兩篇Nature論文作者的精彩工作之后，我們需要冷靜下來(lái)，仔細(xì)思考新抗原疫苗會(huì)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。這些問(wèn)題并不都很“新”?！薄绹?guó)約翰·霍普金斯大學(xué)的鄭雷教授在接受《中國(guó)醫(yī)學(xué)論壇報(bào)》采訪時(shí)談到。雖然未來(lái)可期，但由于neoantigen預(yù)測(cè)算法尚不成熟，對(duì)腫瘤微環(huán)境認(rèn)知依舊缺乏，個(gè)性化腫瘤疫苗、neoantigen的應(yīng)用仍面臨巨大挑戰(zhàn)。

　　為了加速最新的癌癥免疫療法，實(shí)現(xiàn)腫瘤防治的跨越式突破。國(guó)內(nèi)的腫瘤基因組領(lǐng)先技術(shù)企業(yè)裕策生物，發(fā)起了中國(guó)抗癌“天梯計(jì)劃”。“天梯計(jì)劃”由中國(guó)工程院詹啟敏院士擔(dān)任專家顧問(wèn)委員會(huì)主任委員，核心目標(biāo)是建立中國(guó)首個(gè)萬(wàn)人級(jí)別的3D腫瘤免疫基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅包括腫瘤基因組的數(shù)據(jù)，還包括腫瘤微環(huán)境和免疫治療臨床試驗(yàn)，建立3個(gè)維度的測(cè)序數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步加深對(duì)免疫治療、腫瘤微環(huán)境的認(rèn)知。同時(shí)，“天梯計(jì)劃”還計(jì)劃建立國(guó)內(nèi)首個(gè)開(kāi)源、開(kāi)放的neoantigen技術(shù)評(píng)測(cè)體系和標(biāo)準(zhǔn)。期望國(guó)內(nèi)的學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界能夠集中力量、通力合作，共同解決相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)和痛點(diǎn)，為細(xì)胞免疫治療建立neoantigen(腫瘤新抗原)的檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，為免疫治療新技術(shù)的研發(fā)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

　　總結(jié)

　　此次黑色素瘤個(gè)體化腫瘤疫苗的早期臨床結(jié)果取得了積極數(shù)據(jù)，令人振奮，為人類抗腫瘤事業(yè)的成功又增添了新希望，但我們更需要有對(duì)照的、隨機(jī)的、有更多參與者的階段 II、Ⅲ 期臨床試驗(yàn)，排除其他因素，例如在Catherine Wu的研究中心，首先對(duì)患者進(jìn)行了手術(shù)切除，以進(jìn)一步證明個(gè)體化疫苗對(duì)癌癥治療的有效性。

　　總的來(lái)說(shuō)，基于腫瘤新抗原的精準(zhǔn)免疫治療方法，并不是對(duì)目前免疫治療方法完全顛覆和拋棄，而是仍然建立在目前主流的免疫治療方法之上，所以該方法的應(yīng)用與發(fā)展，也應(yīng)該是建立現(xiàn)有免疫治療產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)之上。隨著對(duì)腫瘤-免疫相互作用機(jī)制理解的深入、基因數(shù)據(jù)解讀能力的提高、新抗原預(yù)測(cè)算法的優(yōu)化等科學(xué)認(rèn)識(shí)和技術(shù)的發(fā)展，基于新抗原的腫瘤精準(zhǔn)免疫治療研究應(yīng)用也將逐步擴(kuò)大，未來(lái)的發(fā)展可能同樣會(huì)是三步走的態(tài)勢(shì)：短期內(nèi)作為手術(shù)、放化療、靶向治療之外的輔助治療;中期來(lái)看，跟其他療法或藥物聯(lián)合治療，清楚腫瘤微小殘留，防止復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移;最終有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的長(zhǎng)久控制。