综述:癌症治疗新潜力与个性化疫苗、免疫疗法、CRISPR/Cas9和细菌疗法的前景与迷思
《Hormones & Cancer》:Innovations in cancer treatment as novel potential and the myth of personalized vaccines, immunotherapy, CRISPR/Cas9, and bacteriotherapy as promising therapeutic strategies
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时间:2025年11月30日
来源:Hormones & Cancer
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本综述系统探讨了癌症治疗领域的前沿策略,重点聚焦于个性化癌症疫苗、免疫疗法(如免疫检查点抑制剂ICIs和过继性细胞疗法ACT)、CRISPR/Cas9基因编辑技术以及细菌疗法。文章分析了这些创新方法的潜力、当前临床试验进展(如NEO-PV-01、mRNA-4157等疫苗及CAR-T疗法)及其面临的挑战(如毒性、肿瘤异质性、递送效率等),旨在为精准肿瘤学的未来发展提供全面的视角。
个性化癌症疫苗,特别是基于新抗原的疫苗,代表了癌症免疫治疗的一个精准方向。其核心在于利用患者肿瘤特异性突变产生的新抗原,激发针对癌细胞的强效且特异的免疫反应。例如,在一项涉及122名晚期实体瘤患者的IB期临床研究(NCT02897765)中,个性化新抗原疫苗NEO-PV-01与PD-1抑制剂联合使用,显示出良好的安全性和令人鼓舞的疗效,其中黑色素瘤患者的中位无进展生存期(PFS)达到23.5个月。常见的副作用主要是注射部位反应和流感样症状,易于管理。
另一种策略是使用个体化新抗原特异性免疫疗法(iNeST),如mRNA疫苗RO7198457。在一项IB期研究中,该疫苗与atezolizumab联用,在部分患者中诱导了新抗原特异性T细胞反应,且免疫介导的不良事件未见增加。mRNA疫苗平台,如mRNA-4157,也显示出与pembrolizumab联合使用的安全性和初步抗肿瘤活性。
除了基于新抗原的方法,全肿瘤细胞疫苗、基因修饰的肿瘤细胞疫苗、细胞来源的外泌体疫苗以及DNA/RNA疫苗也是重要的研究方向。全肿瘤细胞疫苗通过呈现广泛的肿瘤抗原(包括肿瘤相关抗原TAAs和新抗原)来引发免疫反应。基因修饰的肿瘤细胞(如表达GM-CSF的GVAX)能够吸引并激活树突状细胞(DCs),进而启动细胞毒性CD8+ T淋巴细胞。外泌体作为天然的纳米载体,可以携带肿瘤抗原和免疫刺激分子,在临床试验中已显示出诱导抗肿瘤免疫反应的潜力。
DNA和RNA疫苗因其能够同时靶向多个肿瘤抗原而备受关注。RNA疫苗尤其具有优势,因其无需进入细胞核,不存在整合到基因组的风险,但其稳定性较差,需要借助脂质纳米颗粒(LNPs)等递送系统来保护其免受降解并促进细胞摄取。
病毒样颗粒(VLP)疫苗是另一类有前景的平台,它们能有效展示抗原表位,刺激强烈的细胞免疫反应。例如,基于人乳头瘤病毒(HPV)L1蛋白的VLP疫苗(如Cervarix, Gardasil)已在预防HPV相关癌症方面取得巨大成功。
然而,个性化疫苗也面临诸多挑战,包括肿瘤异质性导致靶向不全面、新抗原鉴定耗时且复杂、疫苗生产成本高昂以及肿瘤免疫抑制微环境(TME)可能削弱T细胞功能等。
免疫疗法通过调动患者自身的免疫系统来攻击癌细胞,已成为癌症治疗的支柱之一。其中,过继性细胞疗法,特别是嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法,在血液肿瘤治疗中取得了突破性进展。该疗法通过收集患者T细胞,在体外进行基因工程改造,使其表达能够识别肿瘤表面抗原(如CD19)的CAR,再回输患者体内,从而精准杀伤癌细胞。目前已有多款CAR-T产品获批用于治疗急性淋巴细胞白血病(ALL)、淋巴瘤和多发性骨髓瘤。
尽管CAR-T疗法效果显著,但其可能引发严重的副作用,最主要的是细胞因子释放综合征(CRS)和免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)。CRS表现为高热、低血压等症状,严重时可危及生命,通常使用IL-6受体拮抗剂托珠单抗(tocilizumab)进行治疗。ICANS则涉及神经系统症状,如意识混乱、失语等,主要使用糖皮质激素处理。
免疫检查点抑制剂(CPIs)是另一大类重要的免疫疗法。它们通过阻断T细胞表面的抑制性受体(如CTLA-4、PD-1)与其配体(如PD-L1)的结合,解除癌细胞对免疫细胞的“刹车”作用,从而恢复T细胞的抗肿瘤活性。抗PD-1药物(如pembrolizumab, nivolumab)和抗PD-L1药物(如atezolizumab, durvalumab)已在多种癌症中显示出显著疗效。
然而,免疫检查点抑制剂也会引起免疫相关不良事件(irAEs),这是因为活化的免疫系统可能攻击正常组织。irAEs可影响皮肤、胃肠道、肝脏、内分泌器官、肺部甚至心脏和神经系统。其管理需要根据严重程度采取个体化策略,轻者可能无需停药,重者则需永久停止免疫治疗并使用大剂量糖皮质激素或其他免疫抑制剂。
CRISPR/Cas9基因编辑技术为癌症治疗提供了前所未有的精准工具。该系统由向导RNA(gRNA)和Cas9蛋白构成,gRNA能引导Cas9到特定的基因组位点进行切割,从而实现基因的敲除、敲入或修正。
在癌症研究中,CRISPR/Cas9可用于构建疾病模型、筛选关键致癌基因或抑癌基因、阐明耐药机制,并增强现有免疫疗法的效果。例如,通过敲除T细胞上的PD-1或CTLA-4基因,可以制备“通用型”或增强型的CAR-T细胞,以期克服肿瘤微环境的抑制。此外,利用全基因组CRISPR筛选技术,科学家们能够发现新的治疗靶点。
尽管前景广阔,CRISPR/Cas9技术的临床转化仍面临重大挑战。首要难题是递送效率,如何将CRISPR组件安全、高效地递送到体内的靶细胞(尤其是实体瘤细胞)是一大瓶颈。病毒载体(如AAV)和纳米颗粒(如脂质纳米粒LNP)是常用的递送工具,但各有优劣。脱靶效应是另一个关键的安全顾虑,即CRISPR系统可能意外切割非目标基因位点。此外,人体对细菌来源的Cas蛋白可能产生预存免疫,从而清除编辑后的细胞,影响治疗持久性。肿瘤本身的异质性和进化能力也可能导致治疗逃逸。从生产到监管,CRISPR疗法也要求严格的质控和长期的安全性随访。
利用细菌治疗癌症是一种古老而新颖的策略。某些细菌(如沙门氏菌Salmonella、梭菌Clostridium)具有在肿瘤缺氧、坏死区域优先定殖的特性,使其成为理想的肿瘤靶向药物递送载体。
细菌疗法的作用机制多样:1)直接溶瘤作用:细菌在肿瘤内繁殖可导致肿瘤细胞裂解。2)免疫激活:细菌成分(如病原体相关分子模式PAMPs)能激活宿主先天性和适应性免疫反应,吸引免疫细胞(如T细胞)浸润肿瘤。例如,非毒性梭菌芽孢(C. novyi-NT)注射后可引发肿瘤出血性坏死,并刺激促炎细胞因子和趋化因子的产生。3)作为递送平台:经过基因工程改造的减毒细菌(如沙门氏菌VNP20009、李斯特菌LADD株)可用于携带并原位表达治疗性分子,如细胞因子、肿瘤抗原、酶(可将前药转化为活性药物)等。
| Streptococcus pyogenes, Clostridium spp, Salmonella typhimurium |
Rapid tumor regression, Reduced frequency of cancer |
细菌毒素或其分泌的酶也显示出抗癌潜力。例如,溶细胞素A(ClyA)可在肿瘤细胞膜上打孔,诱导细胞凋亡。一些毒素能够调节真核细胞的细胞周期,从而抑制或促进癌细胞增殖。
然而,细菌疗法也面临严峻挑战。活菌的生物安全性是首要问题,包括潜在感染风险、在免疫低下患者中的可控性以及基因工程菌的环境释放风险。细菌在肿瘤内的定殖和分布不均可能影响疗效。如何精确控制治疗性载荷的表达时空调控,以避免全身毒性,也是一大难点。此外,活菌产品的生产、储存、运输以及临床试验设计(如确定生物有效剂量而非最大耐受剂量)都不同于传统药物。
鉴于癌症的复杂性和异质性,联合治疗已成为提高疗效、克服耐药性的关键策略。将不同作用机制的疗法(如免疫检查点抑制剂与化疗、靶向 therapy、癌症疫苗、细菌疗法或放疗)相结合,可以产生协同或叠加效应,同时靶向多个信号通路,从而更有效地控制肿瘤生长、清除癌症干细胞并诱导细胞死亡。利用已获批药物的“老药新用”与新型疗法的组合,也是一种具有成本效益的开发策略。然而,联合治疗也带来了毒性叠加、药物相互作用以及最佳给药顺序和时机等新挑战,需要精细的临床管理。
个性化癌症疫苗虽具前景,但目前单药疗效仍较有限,常需与其他疗法(如ICIs)联用,且在快速、低成本生产方面存在挑战。免疫检查点抑制剂(ICIs)和CAR-T细胞疗法已在临床实践中证实其价值,ICIs在“热肿瘤”中能带来长期生存获益,CAR-T在血液肿瘤中可诱导高缓解率,但两者均面临耐药、毒性和患者选择问题。CRISPR/Cas9技术仍处于临床探索的早期阶段,主要应用于体外编辑细胞,其体内应用的安全性和有效性有待进一步验证。细菌疗法则提供了一种独特的靶向肿瘤缺氧区域的活体递送平台,但其生物安全性和可控性是需要重点关注的环节。
个性化癌症疫苗、免疫疗法、CRISPR/Cas9基因编辑和细菌疗法共同构成了癌症治疗创新的前沿图景。这些策略旨在通过提高靶向性、克服耐药性和调节肿瘤微环境,来实现更精准、更有效的治疗。尽管每种方法都展现出巨大潜力,但它们也各自面临着技术、安全性和临床转化方面的重大挑战。未来的成功很可能依赖于对这些创新疗法的深入理解、技术瓶颈的突破以及智能化的联合应用策略。整合多组学数据将有助于识别生物标志物,优化治疗选择,最终推动精准肿瘤学迈向新的高度。
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