新生抗原

相信不少医生和患者都会有这样的感受——癌症治疗充满了不确定性，有时候就像开盲盒： ●有的患者对抗癌治疗特别敏感，一经治疗癌细胞立刻全面消失； ● 而有的患者癌细胞则格外狡猾，不仅生长、转移的极快，而且可能对各种治疗都不敏感，顶着抗癌药物的压力“野蛮生长”。 这是我们在癌症治疗中面临的实际问题。癌症的成因极为复杂，不同的基因情况、免疫状态会导致完全不同的治疗效果。但有这样一类人，天生就是抗癌治疗的“赢家”，即便已经是晚期癌症，经过简单的治疗认可彻底治愈（临床治愈）。 他们可能有这些特征： 1 对治疗特别敏感（PD-1一针就神效）； 2 疗效特别持久（别人平均管用几个月，他几年都不进展）； 3 对很多治疗方案都敏感（化疗方案换了三四个，效果都很好）； 4 长期生存（超过5年，甚至超过10年）； ……   凭啥这些“超级幸运儿”可以长期生存？除了运气以外，可能还有着科学的规律和特征在其中。   深入研究这些抗癌幸运儿，可以给我们很多启示，有利于医学界研发更好的抗癌策略和抗癌药。   通过分析这类患者的特征，我们可能找出真正实现患者长期生存的秘诀。 卵巢癌患者长期生存的秘密 近日，墨尔本大学彼得麦卡勒姆癌症中心的David D.L. Bowtell带领的研究团队，通过对126名具有不同生存期的晚期卵巢癌患者（特别是60名确诊后生存超过10年的患者）的原发肿瘤进行多组学分析，发现他们都存在的共同特征包括： ● 长期生存的患者同源重组修复相关基因突变率较高（BRCA1，BRCA2，RAD51C，ATM，PTEN，CDK12等），为77%左右，显著高于短期幸存者的38%。 ● 长期生存患者的TMB（肿瘤突变负荷）较高，总体生存期中位数为11.9年，同样显著高于短期生存者。 ● 长期生存的患者具备更高的活化CD4记忆T细胞和浆细胞的丰度。 简单说来，基因突变越多（同源重组修复相关基因更容易让癌细胞“暴露伪装”，从而被人体免疫发现目标），或是患者体内的免疫状态越好，都是长期生存的重要因素。 除了关于卵巢癌患者的状态分析外，在过往的临床中，“超级幸运儿”们可能还有这些特征： 惰性癌症，不思进取的“躺平”癌细胞让患者实现长期生存 每一位患者的癌细胞都不尽相同。有的患者癌细胞“活泼好动”，那么这位患者可能在原发病灶仅有1-2cm时就出现癌细胞的远端转移，成为晚期患者；有的患者癌细胞“埋头苦干”，体现在临床上则是可能出现5-10cm的“巨型肿瘤”。 自然，也有的患者癌细胞选择“躺平”，就是我们临床上所说的惰性癌症。在临床上，我们通常会使用肿瘤“倍增时间”来对恶性肿瘤进行评判（肿瘤体量增大一倍所需的时间）。 对大多数恶性肿瘤而言，倍增时间往往不足400天。但对于惰性肿瘤而言，则往往长得较慢，倍增时间可以超过400天，甚至达到1000天。 那么，怎么判断我们的癌症是否属于惰性癌症呢？临床上我们有一个比较常用的指标来进行辅助判断：Ki67。 Ki67是临床中判断肿瘤细胞活跃程度一个非常重要的指标，在患者的病理报告中都会有ki67的数值检测。ki67通常用百分数表示，范围在0%~100%之间。 在很多情况下，较高的ki67指数确实对患者的预后有负面的影响，ki67越高，说明恶性度越高。 以淋巴瘤为例，ki67在30%以下，可以认为是相对惰性的淋巴瘤，30%~80%之间，是侵袭性的淋巴瘤，高于80%是高侵袭性的淋巴瘤，其他癌症类型也大多如此。 当然，Ki67不是绝对性的“惰性癌症”判断指标。但根据Ki67的数值情况，患者们就可以一定程度上预判自己是不是属于可以长期生存的“超级幸运儿” 患者的癌症驱动基因，很重要！ 靶向治疗，可以说是癌症治疗继放化疗后的又一项突破性疗法。根据癌症驱动基因突变的不同，患者们可以选择不同的靶向药物进行治疗，最终实现的疗效也就不尽相同。 而那些出现特定驱动基因突变的癌症患者，则属于“走了大运”的类型。 我们以大家最熟悉的肺癌为例。在非小细胞肺癌患者中，约20%~40%的患者存在EGFR驱动基因突变。 针对这个突变目前我们已经开发出了第一代EGFR靶向药物（易瑞沙、特罗凯、凯美纳等药物）、二代EGFR靶向药物（阿法替尼等）以及三代EGFR靶向药物（奥希替尼等）。 通过EGFR靶向药物的不断迭代，EGFR突变的肺癌患者中位生存期就已经超过了2年，部分患者甚至可以实现5年的长期生存（临床治愈）。 而另一部分更幸运的肺癌患者（约5%）则可能存在ALK驱动基因融合突变。在临床上，我们把肺癌患者的ALK突变称为“钻石突变”，拥有比EGFR基因突变更多的抗癌药物。包括从第一代的克唑替尼到二代/三代/四代的Ceritinib、Alectinib、Brigatinib、Ensartinib和Lorlatinib等药物。 在日本的一项临床实验中，医生发现在60例观察的ALK基因融合突变的晚期肺癌患者中，一线使用第二代ALK抑制剂（Alectinib或者Ceritinib）的患者，中位生存期高达416周，整整8年！ 换句话说就是存在ALK基因融合突变的患者，其中一半至少可以生存超过8年，实质上距离彻底治愈已经非常接近了。 患者的免疫状态决定了他是否能成为“超级幸运儿” 2017年底，世界顶尖学术杂志《Nature》发表了一篇重磅研究论文，让患者的免疫情况在癌症治疗中备受关注。 科学家首先找到了82位生存时间超过6年，且组织标本、外周血标本以及临床资料完整的“超级幸运儿”。 另外又找了68位与这些“超级幸运儿”年龄、性别、病理类型、肿瘤分期、后续治疗等基本相当的普通病友，他们的中位总生存期只有9.6个月，这差不多也是整体人群中，胰腺癌患者的中位生存期水平。6年VS 9.6月，天壤之别。 […]

由致癌基因突变导致的新生抗原，是近年来肿瘤免疫治疗领域关注的焦点，利用新生抗原，可以设计各种各样的新型的抗癌免疫治疗： 比如，直接把新生抗原肽做成疫苗，注射给病人； 或者，利用新生抗原，筛选出抗癌特异性的T细胞，做成免疫细胞回输治疗； 再如，利用新生抗原刺激树突细胞，形成具有抗癌特异性的树突细胞疫苗。 关于新生抗原的基本理念和技术进展，其实咚咚之前的文章已经做了介绍，欢迎大家先复习如下的旧文： — 往期回顾 — 个性化肿瘤疫苗：“定制”肿瘤免疫方案，开辟全新抗癌方式！ 疗效惊艳! “私人定制”的抗癌疫苗数据公布,大幅提升患者免疫治疗有效率   近期，华西医院的专家在国内外既往研究的基础上，设计了一款新型的免疫治疗方案：新生抗原+树突细胞+PD-1抗体。具体的操作是这样的： 第一步 拿患者穿刺活检或者手术标本，进行深入的基因突变、RNA表达、HLA配型、抗原肽结合等多种复杂的检测，预测潜在的新生抗原； 第二步 从患者外周血中分离和培养树突细胞； 第三步 合成新生抗原特异性的抗原肽，利用这些抗原肽刺激树突细胞成熟和分化，将树突细胞改造了疫苗； 第四步 在正式接种这种新型的新生抗原肽激活后的树突细胞疫苗之前，先接受环磷酰胺化疗预处理，改造患者身体内原有的免疫环境； 第五步 正式接种树突细胞疫苗，同时在一部分患者中联合PD-1抗体。 下图展示了这种三联疗法大致的流程图：   这项前瞻性临床试验，一共入组了招募了18名晚期难治性肺癌患者，其中绝大多数都已经经历了各种化疗、PD-1抗体免疫治疗等常见的标准治疗。入组后有1名患者，穿刺活检失败，无法获得足够的组织标本，进行基因检测等后续分析，留下17名患者。 经过细致的检查和分析后，有3名患者没有解析出靠谱的新生抗原肽，有2名患者在树突细胞疫苗研制出来之前就因为疾病进展而退组了，最终有12名患者真正接受了治疗，其中有5名患者接受了完整的三联疗法（新生抗原+树突细胞+PD-1抗体）。 整个治疗方面，副作用可耐受，没有观察到特别的严重不良反应。 疗效方面：12名接受治疗的患者，3名患者肿瘤明显缩小，另外有6名患者肿瘤保持稳定，抗癌控制率高达75%；疗效维持时间最长的患者已经接近2年。 除了上述冰冷的数字之外，还有几个有趣的成功案例： 首先，4名对PD-1抗体单药治疗无效的晚期难治性肺癌患者，接受新生抗原激活的树突细胞疫苗治疗后，2个病人肿瘤明显缩小（其中一个病友肿瘤缩小了80%）、2个病人肿瘤稳定——言外之意，新生抗原激活的树突细胞疫苗，可以逆转PD-1抗体单药的耐药。 下图显示患者靠近下腔静脉的转移瘤基本消失，肾上腺转移以及盆腔巨大转移灶明显缩小： 其次，也有患者对新生抗原激活的树突细胞疫苗无效的患者，加上PD-1抗体后，肿瘤明显缩小。有一例肺腺癌肝转移患者，3种标准治疗失败后，入组接受了新生抗原激活的树突细胞疫苗治疗，治疗后肺部肿瘤较前增大，这时候患者又加上了PD-1抗体，结果显示：肿瘤活性明显降低，肿瘤组织中心出现囊性坏死。 最后，本研究的确发现：那些疗效好的病友，接种新生抗原激活的树突细胞疫苗后，外周血中可以检测到针对新生抗原特异性的免疫反应，而且这些免疫反应的强度与似乎与疗效存在一定的正相关。         参考文献： [1]. Personalneoantigen vaccines induce persistent memory T cell responses and epitopespreading in patients with melanoma.Nat Med 2021.  doi: 10.1038/s41591-020-01206-4. […]

几个月来，世界各国都在紧锣密鼓地推进新冠病毒疫苗的接种工作，截止到2021年3月底，全球累计有几亿人已经接种了疫苗，以色列、英国、美国等欧美国家国民接种率已经达到或者接近“群体免疫”所需的最低要求，本国的新冠肺炎新增确诊病例也正在逐步下降。 病毒、细菌等病原体感染，可以通过接种疫苗提前预防，其原理主要是提前激活人体的免疫系统，产生针对该病原体的抗体以及记忆性免疫细胞。用类似的原理，也可以研发出对抗肿瘤的癌症疫苗。 事实上，早在2010年，美国FDA就批准过一款用于前列腺癌患者的癌症疫苗——sipuleucel-T，只是该疫苗生产工艺复杂且疗效有限，后续商业运营并不成功，至今在临床中应用并不广泛。 最近三五年里，学术界研究的热点，是利用基因突变产生的特异性的突变蛋白，来研发癌症疫苗；尤其是那些能激活人体免疫反应的突变蛋白，被称为新生抗原（Neoantigen）。靶向新生抗原的疫苗，是业内最寄予厚望的研究方向，咚咚此前已经做过介绍，欢迎大家复习：具有治愈潜力的黑科技Neoantigen疗法   利用每一个肿瘤患者特异性的新生抗原，来制备癌症疫苗，目前已经有不少类似想法的研究组和商业公司，正在加紧研发，小规模临床试验数据，也挺鼓舞人心。不过，这个思路有两个致命的弱点： ○ 首先，每个病人体内的肿瘤所携带的新生抗原都不一样，每一个病人的癌症疫苗必须“私人订制”，这无疑会大大拉长研发和生产的时长和支出，从而决定了该技术在短期内只有极少数幸运儿可以享用； ○ 其次，一个肿瘤组织里有上亿甚至几十上百亿个癌细胞，并不是所有的癌细胞都携带相同的基因突变，假如该患者一共打了针对A、B、C…X等若干种新生抗原的疫苗，且全部都有效，那么就会把携带有这些新生抗原的癌细胞逐渐杀灭，而那些不携带这些新生抗原的癌细胞则可以躲过追杀，继续生长繁殖起来，最终导致治疗失败、疾病进展。 因此，最理想的癌症疫苗，应该是针对一种或者若干种在该癌种里高频出现、不同病友之间共享、同一个肿瘤组织中大部分癌细胞都携带的新生抗原，来进行设计。 近期，一款针对IDH1突变的胶质瘤疫苗，就有类似的特点，并凭借一个仅有33人参加的小规模临床试验数据，成功登顶《自然》杂志，引起了业界的轰动。下面，给各位病友介绍一下这款神奇的胶质瘤疫苗。 IDH1突变是胶质瘤、胆管癌、白血病等诸多肿瘤中常见的致癌突变，携带该突变的患者相比于野生型的患者，恶性程度更高、治疗难度更大。 截至目前，已经有一款靶向药ivosidenib用于治疗IDH突变的白血病，在欧美成功上市。但是迄今为止，尚未有针对IDH1突变的靶向药在实体瘤中获得成功。因此，一群来自德国国家癌症中心的科学家研发了一款针对IDH1突变的疫苗，这是一款肽段疫苗，皮下注射即可，使用方便。 高级别胶质瘤标准的治疗手段主要是外科手术+术后放化疗，通常而言中位生存期在2-3年左右，一旦疾病复发，就很难根治。这项临床试验，招募的是经历了标准治疗（手术+放化疗）的高级别胶质瘤患者，在标准治疗结束后接受8次IDH1疫苗的皮下注射（当然如果副作用大、疾病进展或者患者拒绝，可以提前终止）。 一共32名患者入组，并接受了至少1剂疫苗注射，中位随访4年，该临床试验的结果正式揭晓：   首先，该疫苗安全性非常好，绝大多数患者只有轻微的1-2级不良反应，只有1例患者出现了严重不良反应并且经治疗后恢复。   其次，该疫苗在93.3%的患者身上成功激活了针对性的免疫反应，未能激活机体免疫反应的2名病友无一例外在治疗2年内出现了肿瘤复发，全组病人3年生存率高达84%，远比历史对照高。   第三，该研究组还观察到了一个特殊的现象，那就是较高比例的患者，尤其是那些成功激活了特异性免疫反应的患者，中间出现了疾病假进展（影像学上表现为肿瘤区域的增大、恶化，结果经过随访后又自动缩小、消失；其中有1例患者做了手术切除，结果发现里面压根没有癌细胞，都是一些浸润进来的IDH1突变蛋白特异性的淋巴细胞）。   以下就是2例典型的出现了疾病假进展的患者的头部MRI图像，这两例患者未经特殊治疗，后来疑似肿瘤进展的部位后来都明显好转了，且截至目前依然疾病稳定。   从上述初步结果看，IDH1疫苗安全且疗效可期。从设计理念和结果来看，这款疫苗有3大亮点： ● 首先，该疫苗对几乎所有IDH1突变的胶质瘤患者均可能激活免疫反应，不受MHC分型的限制； ● 其次，该疫苗激活的免疫反应，从后续的患者生存数据上推测，很有可能在大部分病人身体里的确是起到了保护作用，从而让这批病人生存率数据明显好于历史对照； ● 最后，该疫苗激活的免疫反应主要是CD4阳性T细胞来主导，这一点不同于其他癌症疫苗，具有自己的优势。 参考文献： [1]. Avaccine targeting mutant IDH1 in newly diagnosed glioma.Nature 2021 Mar 24.  doi: 10.1038/s41586-021-03363-z [2]. Personalneoantigen vaccines induce persistent memory T cell […]

  几乎所有的肿瘤病友，都或多或少接触过、听说过那些得了癌症依然长期生存的正能量的故事。萝卜医生甚至还见过晚期癌症患者，未接受任何西医、中医治疗（因为太穷，放弃治疗），自动康复的极端案例。 但是，这样的幸运儿毕竟是少数。对于胰腺癌、肝癌、胃癌等恶性程度非常高的肿瘤，整体的5年生存率都低于30%，甚至是20%。 但是，即便是“万癌之王”——胰腺癌，也有极少数患者（低于5%，甚至有的统计是低于1%）可以超长期生存——自诊断癌症以后，生存超过10年甚至更久。 凭啥，绝大多数病友一两年内就去世了，中位生存期只有八九个月；而另外极少数病人却可以生存超过10年，根本的区别是什么？这是一个困扰广大病友和学术界多年的难题。“那些超级幸运儿”，难道是因为祖上积德？难道是因为他们接受了某种独到的治疗？难道是因为菩萨显灵？……近日，世界顶尖学术杂志Nature发表了一篇重磅研究论文，部分揭开了谜底。 科学家首先找到了82位生存时间超过6年，且组织标本、外周血标本以及临床资料完整的胰腺癌志愿者；另外又找了68位与这82位“超长生存者”年龄、性别、病理类型、肿瘤分期、后续治疗等基本相当的普通病友，这68位普通病友的中位总生存期只有9.6个月（这差不多也是整体人群中，胰腺癌患者的中位生存期水平）。然后，他们仔细对比了这两组病人到底有什么重大的区别，他们发现了如下几点： 1： “超长生存者”肿瘤组织中包含更多的细胞毒性T细胞（相比于普通病友多3倍）、成熟的巨噬细胞；更少的CD4+ T细胞。同时这些细胞毒性T细胞90%以上都具有攻击癌细胞的能力（相比于普通病友多12倍），而且具有攻击癌细胞能力的T细胞种类更多样化——这一系列结果，初步暗示了抗癌免疫反应的活跃程度和力度，可能与患者的生存期有关系。 2：要有免疫反应的前提，就是要有合适的抗原；近年来，相关的研究提示，肿瘤基因突变导致的异常蛋白，最有可能产生能被免疫系统识破和攻击的真正有用的抗原。这类抗原就是所谓的新生抗原（neoantigen）。因此，科学家又对这两组病人（“超长生存者”VS普通对照病人）的肿瘤组织进行了深度的测序和抗原预测。结果发现：的确，超长生存者具有更多的新生抗原。此外，他们还发现，决定一个患者生存期长短的因素，不仅仅是新生抗原的数量多少，更重要的是质量的优劣。 3：深入分析提示，那些由于基因随机突变，产生了一个异常的蛋白质，这个异常的蛋白上某些片段，长的和细菌、真菌、病毒等入侵微生物的蛋白质上的特定片段很像的话，这类新生抗原质量很高——道理很简单，人体的免疫系统在与大自然亲密接触的过程中，每天都要遇到各种各样的病原微生物，空气里、喝的水里、以及肠道里，到处都是各种细菌、真菌、病毒，正式由于有免疫系统的存在，我们绝大多数人还保持着健康，身体里天然就储备了不少能对付这些入侵者的免疫细胞和免疫反应机制。如果一个癌细胞由于“失误”，偶然突变出了一个蛋白质，长的和细菌、真菌、病毒上的蛋白质非常像，那免疫系统很有可能就把这些癌细胞当成了入侵的微生物，发动猛烈的抗癌免疫攻击。这群科学家为此还专门开发了一套预测方法，看某个癌细胞上的基因突变，到底能不能产生一个类似于入侵微生物上的抗原。他们用这个办法，又独立分析了另外几百个病人，发现肿瘤病友的癌细胞上携带的“类似于微生物”的新生抗原越多，生存期越长。 4：最后，这群科学家，还发现了一个有趣的现象：部分胰腺癌患者身体里有能攻击CA125这个蛋白质上相应抗原的免疫细胞——27%的超长生存者，体内都有至少一种能对抗CA125的免疫细胞，而普通病友中，这个比例只有6%；未来进一步优化，或许可以用于抗癌。 抗癌免疫反应的强弱，极大程度上影响了患者的生存期；而新生抗原的质量，比新生抗原的数量更重要；针对一些共享的癌症相关抗原，设计特异性的肿瘤疫苗或者经过基因改造后的个性化的免疫细胞，或许是未来抗癌的重要手段。   参考文献： [1]Identification of unique neoantigen qualities in long-term survivors of pancreatic cancer. doi:10.1038/nature24462 [2]Verdegaal, E. M. E. et al. Neoantigen landscape dynamics during human melanoma–T cell interactions. Nature 536, 91–95 (2016).