李常穎 暢繼武

熱休克蛋白gp96-肽復(fù)合物腫瘤疫苗的應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)*

李常穎 暢繼武

腫瘤組織來源的熱休克蛋白gp96-肽復(fù)合物（heat shock protein 96-peptide complex，HSPPC-96）結(jié)合有腫瘤特異性抗原多肽，能夠誘導(dǎo)特異性抗腫瘤免疫。自體HSPPC-96疫苗在延緩腫瘤復(fù)發(fā)和提高患者總體生存率等方面彰顯優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊。然而作為自體來源的個體化疫苗，HSPPC-96疫苗的實(shí)施和推廣也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，如腫瘤組織來源限制、對晚期腫瘤療效不明確等問題。本文綜合分析了HSPPC-96疫苗免疫治療的臨床進(jìn)展、應(yīng)用前景及其面臨的挑戰(zhàn)。

gp96-肽復(fù)合物 腫瘤疫苗 免疫應(yīng)答 應(yīng)用前景 挑戰(zhàn)

Tianjin Institute of Urology,Second Hospital of Tianjin Medical University,Tianjin 300211,China

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81301949)and the Tianjin Municipal Sci

ence and Technology Program(Anti-cancer Special Project)(No.12ZCDZSY16500)

免疫學(xué)家關(guān)注熱休克蛋白（heat shock proteins，HSPs），不僅因?yàn)槠鋸V泛的分子伴侶作用賦予其結(jié)合腫瘤抗原肽的能力，而且專注于其在判斷腫瘤預(yù)后、參與誘導(dǎo)抗腫瘤免疫的能力［1-3］。HSPs家族成員gp96能夠與細(xì)胞中各種變性蛋白、短肽非特異性結(jié)合，形成gp96-肽復(fù)合物（heat shock protein 96-peptide complex，HSPPC-96），因此腫瘤組織來源的HSPPC-96攜帶有腫瘤特異性抗原肽，這使HSPPC-96成為構(gòu)建腫瘤疫苗的理想物質(zhì)，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的個體化腫瘤疫苗之一［4-7］。

1 HSPPC-96疫苗誘導(dǎo)特異性抗腫瘤免疫應(yīng)答

HSPPC-96疫苗為自體腫瘤組織來源的攜帶有抗原肽的gp96蛋白。HSPPC-96通過APC表面的特異性受體如CD91、Toll樣受體2（Toll-like receptor 2， TLR2）等介導(dǎo)內(nèi)吞［8-9］，與MHC-Ⅰ類分子相互作用，刺激ATP酶活化并釋放能量，促進(jìn)抗原肽從gp96解離，經(jīng)過組織蛋白酶處理后的抗原肽經(jīng)由HSP70、HSP90接繼傳遞，最后通過轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白（transport associated protein，TAP）運(yùn)載至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，被gp96加至MHC-Ⅰ類分子上，形成MHC-Ⅰ-肽復(fù)合物，從而通過抗原肽/TCR、MHC-Ⅰ/CD8+雙識別，引發(fā)特異性抗腫瘤細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lyphocyte，CTL）反應(yīng)［3，10］。

2 HSPPC-96疫苗的優(yōu)勢

HSPPC-96疫苗介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，既可將腫瘤抗原肽交叉呈遞給MHC-Ⅰ類分子，還能提呈至MHC-Ⅱ類分子，刺激機(jī)體產(chǎn)生有效的特異性抗腫瘤免疫。HSPPC-96疫苗具有以下優(yōu)勢［11］：1）來自于腫瘤的HSPPC-96包含有大量不同的抗原肽，因而其介導(dǎo)的免疫應(yīng)答針對腫瘤細(xì)胞中所有特異的抗原庫，可降低免疫逃逸發(fā)生的可能；2）自體來源HSPPC-96疫苗免除了對不同類型和不同個體的腫瘤抗原肽進(jìn)行鑒定的必要；3）同一種屬內(nèi)HSPs沒有多態(tài)性，不受MHC-Ⅰ類抗原限制，可在同種內(nèi)廣泛應(yīng)用；4）gp96蛋白自身作為免疫“危險信號”誘導(dǎo)APC的聚集及其活化成熟，從而提高免疫刺激強(qiáng)度；5）無明顯不良反應(yīng)。

3 HSPPC-96疫苗的臨床應(yīng)用與廣闊前景

自體HSPPC-96疫苗的臨床試驗(yàn)相繼在世界各地開展，進(jìn)入了不同的階段（Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ期）?，F(xiàn)已完成腎細(xì)胞癌（renal cell carcinoma，RCC）、惡性黑色素瘤（簡稱“惡黑”）的Ⅲ期臨床試驗(yàn)，并在胰腺癌、胃癌等的治療中也取得了積極的效果［12-17］。

HSPPC-96治療局限性RCC的Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，中等復(fù)發(fā)風(fēng)險患者（包括Ⅰ/Ⅱ期高級別，Ⅲ期T1、T2、T3低級別；n=184）的復(fù)發(fā)時間較觀察組（n= 178）延長了1.8年（P=0.026，HR=0.589）；總體生存率亦明顯延長（P=0.036）［5，12］。2008年4月俄羅斯公共衛(wèi)生部批準(zhǔn)了商品化的HSPPC-96疫苗Oncophage（即Vitespen）用于早期、有復(fù)發(fā)危險的中危RCC患者，用以防止病情的快速發(fā)展，這也是世界第一例獲得批準(zhǔn)的個體化治療性腫瘤疫苗［5］。

HSPPC-96治療Ⅳ期惡黑的Ⅲ期臨床試驗(yàn)中，患者隨機(jī)接受疫苗治療（免疫組，n=215）或醫(yī)生選擇（physician's choice，PC）的治療如手術(shù)、放化療、IL-2等（對照組，n=107）。接受10次以上HSPPC-96治療的M1a和M1b期患者的平均生存期比PC治療延長18.4個月（31.2個月vs.12.8個月，P=0.03，危險比HR=0.45）［13-14］。此結(jié)果不僅肯定了HSPPC-96治療早中期惡黑的療效，也顯示了HSPPC-96作為自體疫苗治療腫瘤的優(yōu)勢。

HSPPC-96疫苗的另一個特征是顯著提高腫瘤患者的生存質(zhì)量，包括生理和心理兩個方面。放化療等治療方法給患者帶來的痛苦不必細(xì)說。臨床應(yīng)用HSPPC-96疫苗基本無不良反應(yīng)。對于使用腫瘤疫苗和放化療治療效果相同的患者（如惡黑M1c期患者），使用HSPPC-96疫苗雖然不能更大限度地延長生命，但能明顯改善患者生存質(zhì)量。以上這些結(jié)果提示，HSPPC-96腫瘤疫苗具有安全性高、不良反應(yīng)小、腫瘤特異性強(qiáng)的優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊。

4 HSPPC-96腫瘤疫苗面臨的挑戰(zhàn)及其應(yīng)對措施

作為首個安全性高、特異性強(qiáng)的個體化治療性腫瘤疫苗，HSPPC-96的臨床試驗(yàn)研究還在廣泛深入的進(jìn)行中。然而在成功的背后，尚有許多不容樂觀的問題值得我們深思［18-21］。

首先，HSPPC-96疫苗的療效尚需要進(jìn)一步明確。俄羅斯僅批準(zhǔn)Vitespen用于早期、有復(fù)發(fā)危險的中危RCC患者，而不包括中晚期的高?；颊撸?，18］；其次，Vitespen曾因Ⅲ期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)“未能證明其效果”而未通過美國FDA的批準(zhǔn)，主要原因在于HSPPC-96對晚期RCC的療效與其他治療手段相比并無明顯優(yōu)勢而影響了總體療效的評估［12］，這也是阻礙Vitespen在歐盟國家推廣的主要原因。進(jìn)一步分析HSPPC-96治療惡黑的臨床試驗(yàn)結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)［14］，單獨(dú)M1a期和M1b期患者的中位生存期較對照組延長50%以上，而包括M1c期患者在內(nèi)的總體生存期卻與對照組無顯著差異。這些結(jié)果肯定了HSPPC-96疫苗對惡黑的療效，也再次提出其治療晚期腫瘤的療效問題。結(jié)合文獻(xiàn)分析，晚期腫瘤患者機(jī)體嚴(yán)重的免疫抑制微環(huán)境的形成可能是導(dǎo)致HSPPC-96療效不佳的重要原因［18］。HSPPC-96的目的是通過激活患者的免疫系統(tǒng)，啟動以CTL為主的特異性抗腫瘤反應(yīng)。然而腫瘤細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)編織了強(qiáng)大的免疫抑制網(wǎng)絡(luò)，且抑制狀態(tài)隨著腫瘤的進(jìn)展而不斷加重，所以HSPPC-96效應(yīng)的發(fā)揮可能不同程度地被腫瘤免疫抑制微環(huán)境控制［22-26］。將HSPPC-96腫瘤疫苗與改善機(jī)體免疫抑制的治療相結(jié)合，可能有助于提高HSPPC-96疫苗的療效。

其次，腫瘤組織來源的限制。作為個體化的腫瘤疫苗，HSPPC-96來源于患者自體手術(shù)切除的腫瘤組織。采用層析方法，HSPPC-96的產(chǎn)出率約為13～150 μg/g腫瘤組織；而1次HSPPC-96疫苗治療至少包括每周1次的25 μg皮內(nèi)注射，連續(xù)4周［19］。在惡黑的臨床試驗(yàn)中，51%患者由于腫瘤組織來源不足等原因而無法獲得足量的HSPPC-96疫苗［19］。而且，對于喪失手術(shù)機(jī)會及術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的晚期患者，亦無法實(shí)現(xiàn)HSPPC-96疫苗的治療。鑒于gp96介導(dǎo)的抗腫瘤效應(yīng)來源于其結(jié)合的抗原肽，因而體外重組的HSPPC-96亦能激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生類似的特異性抗腫瘤反應(yīng)。通過鑒定特定腫瘤組織中HSP結(jié)合的多肽抗原指紋圖譜，利用分子模擬技術(shù)篩選優(yōu)勢CTL表位肽，體外重組多價HSP-肽復(fù)合物腫瘤疫苗，將會給腫瘤的免疫治療帶來新的希望。

再次，繁雜的制備過程難以標(biāo)準(zhǔn)化及質(zhì)量控制。即使獲得充足的腫瘤組織，也會因?yàn)橹苽溥^程中的各種純化問題如損失量過大而導(dǎo)致產(chǎn)出率過低或疫苗效率低下。此外，傳統(tǒng)的純化方法需要使用ConA-Sepharose柱，ConA是一種T細(xì)胞絲裂原，樣品中ConA的污染可對疫苗接種者的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生有害作用。為了克服上述問題，有研究嘗試?yán)没蚬こ炭贵w技術(shù)獲得特異性gp96抗體以進(jìn)一步從腫瘤組織中“釣取”HSPPC-96。應(yīng)用該方法可以從每克腫瘤組織中獲得最高幾百毫克的HSPPC-96蛋白，滿足臨床治療的需要［27］。

5 結(jié)語

目前HSPPC-96疫苗在腫瘤轉(zhuǎn)歸和總體生存率方面僅顯示出了有限的優(yōu)勢，仍然不能否定其在治療早中期腫瘤的肯定效應(yīng)及其廣闊前景。隨著HSPPC-96純化方法的優(yōu)化、優(yōu)勢CTL表位肽的鑒定以及打破機(jī)體免疫抑制措施的建立，將會給HSPPC-96腫瘤疫苗的臨床推廣帶來新的希望。

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（2014-03-03收稿）

（2014-03-20修回）

（本文編輯：楊紅欣）

Future perspectives and challenges in the development of an antitumor vaccine based on heat shock protein gp96-peptide complex

Changying LI,Jiwu CHANG
Correspondence to:Jiwu CHANG;E-mail:jwchang_cirl@163.com

Tumor-derived heat shock protein-peptide complex 96(HSPPC-96)containing tumor antigenic peptides can elicit potent tumor-specific and protective immunity.Autologous HSPPC-96 vaccine has been shown to effectively prolong recurrence-free survival and increase the overall survival of many tumors,thereby suggesting extensive future applications.However,as an autologous tumor-derived individual vaccine,the development of HSPPC-96 vaccine is challenged by the lack of an adequate autologous tumor,limited efficacy for advanced-stage cancer,etc.This paper summarized the progress,future perspectives,and challenges in the clinical development of HSPPC-96 vaccine immunotherapy.

gp96-peptide complex,tumor vaccine,immune response,further perspective,challenge

10.3969/j.issn.1000-8179.20140327

李常穎 博士，助理研究員。研究方向?yàn)槟[瘤免疫與免疫微環(huán)境、免疫抑制、腫瘤疫苗研發(fā)。

天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院，天津市泌尿外科研究所（天津市300211）

暢繼武 jwchang_cirl@163.com

*本文課題受國家自然科學(xué)基金（編號：81301949）和天津市科技支撐項目"抗癌重大專項"（編號：12ZCDZSY16500）資助

日期：2014-5-6 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/12.1099.R.20140506.1602.001.html

E-mail：chyingli2011@163.com