编者按：胃癌是世界第五大最常见的癌症，也是癌症相关死亡的第三大原因。虽然随着人们对肿瘤免疫机制了解的深入，肿瘤免疫治疗领域不断获得突破，但胃癌免疫治疗进展仍然有限。由肿瘤特异性突变编码的新抗原是有效T细胞介导的免疫和抗肿瘤免疫反应的关键靶点。新抗原衍生肽（新表位）具有高度免疫原性，被公认为优秀的癌症疫苗治疗候选药物。近日，南京大学医学院附属鼓楼医院肿瘤中心学者在国际知名期刊Advanced Science（ADV SCI, 2022年IF：17.521）发表研究成果[1]，揭示了研究团队所建立的免疫原性个体化新抗原纳米疫苗（PNVAC）在高危胃/胃食管交界癌患者中的益处，从而为开发新抗原疫苗以延缓术后胃癌复发提供了安全可行的策略。该文第一作者为刘芹教授，通讯作者为刘宝瑞和魏嘉教授。
由肿瘤特异性突变编码的新抗原是有效T细胞介导的免疫和抗肿瘤免疫反应的关键靶点。新抗原衍生肽（新表位）具有高度免疫原性，被公认为优秀的癌症疫苗治疗候选药物。近期的临床试验表明，新抗原肽纳米疫苗是安全的，并在黑色素瘤和胶质母细胞瘤中显示出临床疗效和很强的免疫原性，然而，新抗原纳米疫苗在促进有效的抗肿瘤免疫应答方面仍面临挑战，例如，肿瘤异质性、早期酶降解、抗原呈递细胞（APC）和淋巴结（LN）运输不良。基于纳米技术的癌症疫苗或可避免体内向淋巴器官输送的免疫调节剂的快速清除，并调节细胞-不可渗透化合物向免疫细胞的输送，从而提高APC的抗原摄取。
刘宝瑞教授团队早在多年前就开始对肿瘤疫苗进行相关研究，取得了可喜成果，并基于纳米粒子作为肿瘤疫苗载体的优势，积极开展个体化新抗原纳米疫苗的研究工作。在本研究中，刘宝瑞等开发了用于辅助癌症免疫治疗的个体化新抗原纳米疫苗（PNVAC），并分别在鼠胃癌模型以及高危胃/胃食管交界部癌术后辅助化疗后的首次人体Ⅰ期临床试验中，评估了PNVAC的抗肿瘤疗效和免疫应答。
PNVAC的生成及表征
研究团队首先从MFC荷瘤小鼠收集肿瘤组织标配和血液样本并进行全外显子组测序（WES），根据预测的主要组织相容性复合体（MHC）-I H-2Kk亲和力，选择9个突变表位作为疫苗设计的靶肽。每个新抗原肽都被偶联到两亲性脂质DSPE-PEG2000-NHS上形成纳米颗粒，最后将9种纳米颗粒混合在一起生成PNVAC。
在所有九种新抗原中，与游离新抗原处理组相比，五种基于新抗原的纳米疫苗显著诱导成熟表型标志物CD80和CD86在CD11c 树突状细胞（DC）上的表达。采用全内反射荧光显微镜，在体外观察骨髓源性树突状细胞（BMDCs）对PNVAC的摄取，结果显示，PNVAC的摄取主要依赖于小窝蛋白和动力蛋白，而游离疫苗的摄取与微胞饮作用和动力蛋白有关；游离疫苗一旦被摄取，主要分布于溶酶体中，并容易降解。然而，部分PNVAC位于高尔基体表面，高尔基体负责蛋白质的翻译后修饰和加工过程，这表明纳米技术有利于溶酶体逃逸并促进抗原呈递。
PNVAC引起新抗原特异性T细胞和记忆T细胞反应
为了验证PNVAC的预防和抗肿瘤作用，研究人员建立了小鼠前胃癌模型，切除生长的肿瘤（阳性切缘）后接种疫苗（图1a）。与既往临床研究一致，与空白对照相比，游离新抗原显示出适度的预防肿瘤复发的益处（图1b）。PNVAC 疫苗佐剂Montanide ISA 51组对肿瘤复发的预防效应显著增强，并具有更长的生存期，约一半的小鼠在60天存活，远好于游离疫苗 ISA 51组的治疗反应（图1c、d）。
随后，研究人员研究了PNVAC是否引起体内DC成熟和抗原特异性T细胞反应。结果显示，PNVAC可促进APCs的摄取和新抗原呈递，并在LN中功能性诱导更成熟的DC。
最后一次接种疫苗一周后收集脾淋巴细胞，游离疫苗组和PNVAC组的 CD11c CD80 CD86 DCs比例分别为9.01%和31.7%（图1e），另一个DC成熟的标志物CD40也在PNVAC组被检测到上调。PNVAC ISA 51组中CD11c CD40 肿瘤浸润树突状细胞的比例是游离疫苗治疗组的1.60倍。ELISPOT显示，PNVAC治疗后，脾细胞分泌的肽特异性IFN-γ显著增加（图1f）。研究还显示，在杀死MFC细胞方面，PNVAC处理组的CD8 T细胞比生理盐水处理组和游离疫苗组的CD8 T细胞更有效；PNVAC联合抗PD-1比单独PNVAC杀死肿瘤细胞的能力更强（图1g）。
当直接杀伤不足以完全根除所有肿瘤细胞时，记忆T细胞需要持久的抗肿瘤反应。与游离肽相比，PNVAC诱导了更多的效应记忆CD8 T细胞（CD3 CD8 CD44 CD62L-），特别是当与抗PD-1联合治疗时（图1h）。
图1. 个体化新抗原纳米疫苗（PNVAC）抑制肿瘤生长并引起特异性T细胞反应 （图片引自发表论文）
PNVAC治疗的G/GEJ癌患者的临床结局和免疫应答
鉴于PNVAC的生物学和功能意义，研究团队启动了一项I期临床试验（ChiCTR1800017319），研究PNVAC对IIIB/IIIC/IVA期胃癌患者术后肿瘤复发的安全性、免疫原性和预防作用。
研究纳入29例患者，在完成辅助化疗（卡培他滨/S-1 奥沙利铂或S-1 紫杉醇）的第1、4、8、15、22、43、64、85和169天皮下注射 PNVAC 佐剂ISA 51，共有27例患者完成整个疫苗接种，包括5次启动注射和4次加强注射（图2a）。总体而言，重复剂量耐受性良好，未发生严重不良事件。术后中位随访时间为26.4个月。1年和2年无复发生存率分别为96.6%（28/29）和82.4%（14/17）（图2b）。只有一例患者手术后一年内在疫苗接种开始时表现出吻合口复发。临床结果优于既往研究所报道的接受D2根治性胃切除术随后辅助化疗后IIIB期胃癌患者17个月的DFS和IIIC期胃癌患者16个月的DFS。
通过检测和监测外周血单核细胞（PBMCs）释放的IFN-γ来评估患者对PNVAC的免疫反应。结果显示，免疫抗原在所有患者中都引起了T细胞应答，93.1%的患者产生了新的免疫应答。此外，77.8%的免疫肽诱导了阳性T细胞反应（图2d、e）。研究还显示，接种PNVAC疫苗后出现持续的免疫反应，且PNVAC诱导的免疫反应是持久的，在疫苗接种后110周仍观察到多功能CD8和CD4 T细胞增加。
图2. 在G/GEJ癌患者中产生个体化的多表位新抗原纳米疫苗（PNVAC） （图片引自发表论文）
可切除的III-IVA期胃癌难以治愈，复发和转移风险非常高。除了目前明确的手术和辅助治疗策略外，还需要新策略以改善胃癌的不良预后，而PD-1抑制剂通常对胃癌无效。本研究首次将个体化新抗原/CTA与新疫苗平台整合生成PNVAC，该PNVAC平台不仅在临床前研究中显示出更好的淋巴结靶向能力、显著的CD4 和CD8 T细胞介导的免疫反应，而且在Ⅰ期临床研究中明显延长高危G/GEJ癌患者的DFS。在入组的29例患者中检测到针对77.8%免疫新表位的T细胞应答，这表明在大队列患者中具有一定的表位预测准确性，并且在接种疫苗前可能存在一定频率的表位特异性T细胞。先前的研究显示表位扩散与无进展生存延长有关。在本研究中，大多数患者出现了明显的表位扩散，因为在PNVAC治疗后新抗原定向反应增强。
总体而言，本研究证明个体化新抗原纳米疫苗治疗胃癌是安全可行的。未来需要更大规模的随机临床试验来证实和验证G/GEJ癌患者新抗原纳米疫苗设计的可能性。
参考文献：
Liu Q, Chu Y, Shao J, Qian H, Yang J, Sha H, Cen L, Tian M, Xu Q, Chen F, Yang Y, Wang W, Wang K, Yu L, Wei J, Liu B. Benefits of an Immunogenic Personalized Neoantigen Nanovaccine in Patients with High-Risk Gastric/Gastroesophageal Junction Cancer. Adv Sci (Weinh). 2022 Nov 9:e2203298. doi: 10.1002/advs.202203298. Epub ahead of print. PMID: 36351249.
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