提到疫苗,大多数人首先想到的是流感疫苗、乙肝疫苗或新冠疫苗,它们的主要功能是预防传染病。然而,随着免疫学和生物技术的进步,科学家们正积极探索疫苗在癌症治疗中的应用,即“癌症疫苗”。这类疫苗的目标不是防止病毒感染,而是激活人体免疫系统,让它能够识别并攻击癌细胞,从而防止癌症的发生,或者治疗癌症。

图1. 疫苗(Euronews/Canva)

癌症疫苗的基本原理

人体的免疫系统本质上是一个“识别-攻击-清除”机制,它能识别外来病原体(如细菌和病毒)并将其清除。然而,癌细胞起源于人体自身的细胞,因此它们往往能够“伪装”成正常细胞,逃避免疫系统的监视。癌症疫苗的核心目标,就是让免疫系统学会识别这些“伪装者”,从而精准打击癌细胞。

癌症疫苗通常通过以下方式发挥作用:

1.提供特定抗原:癌症疫苗包含特定的肿瘤抗原,这些抗原是癌细胞特有的标志物。

2.激活免疫系统:疫苗通常会添加“佐剂”(adjuvants),增强免疫细胞的反应,使其更加积极地识别和攻击癌细胞。

3.建立免疫记忆:理想的癌症疫苗能够让免疫系统“记住”癌细胞特征,在未来如果癌症复发,免疫系统可以迅速做出反应。

图2. 肿瘤疫苗诱导免疫应答原理(参考文献10)

癌症疫苗的类型

癌症疫苗主要分为两类:

1.预防性疫苗:用于预防因病毒感染导致的癌症,例如HPV疫苗可预防宫颈癌,乙肝疫苗可降低肝癌风险。

2.治疗性疫苗:用于激活免疫系统,帮助机体对抗已存在的癌症,例如针对黑色素瘤或肺癌的治疗性疫苗。

癌症疫苗的研究进展

近年来,科学家们在癌症疫苗领域取得了显著进展,一些疫苗已经进入临床试验,甚至获得批准。

1. 个性化肿瘤疫苗

由于每位癌症患者的肿瘤特征不同,个性化肿瘤疫苗成为研究热点。这类疫苗通过基因测序分析患者的肿瘤突变,筛选出个性化的抗原,并制成专属疫苗。例如,mRNA技术的快速发展,使得科学家可以定制包含特定肿瘤抗原的mRNA疫苗,已在黑色素瘤和胰腺癌的临床试验中显示出良好的前景。

2. 病毒载体疫苗

病毒载体疫苗利用经过改造的病毒(如腺病毒、痘病毒等)作为“运输工具”,携带特定肿瘤抗原进入体内,引发强烈的免疫反应。例如,TG4010疫苗基于牛痘病毒载体,能够激活T细胞攻击肺癌细胞,在临床试验中显著提高了患者的生存率。

图3. TG4010疫苗(参考文献11)

3. 肿瘤细胞疫苗

这类疫苗直接使用经过处理的癌细胞或其裂解产物,以诱导免疫系统攻击类似的肿瘤细胞。例如,Sipuleucel-T(Provenge)是首个获批用于前列腺癌的个性化细胞疫苗,它使用患者自身的免疫细胞,在实验室中与癌症抗原共同培养后回输体内,从而增强抗癌免疫反应。

癌症疫苗的挑战

尽管癌症疫苗领域取得了许多突破,但仍然面临一些挑战:

1.肿瘤免疫逃逸:癌细胞会通过各种方式抑制免疫系统,例如表达PD-L1分子阻断T细胞攻击,降低疫苗的效果。

2.个体差异:不同患者的肿瘤特征差异较大,导致通用型疫苗难以覆盖所有患者,个性化疫苗则面临成本和生产周期问题。

3.免疫副作用:癌症疫苗可能会激活自身免疫反应,导致免疫系统攻击健康组织,需要严格的安全性评估。

未来展望

当前癌症疫苗的研究正朝着以下几个方向发展:

1.联合疗法:将癌症疫苗与免疫检查点抑制剂(如PD-1抗体)或化疗联合使用,提高免疫系统的整体抗癌能力。

2.AI与大数据分析:利用人工智能分析肿瘤基因数据,更快地筛选潜在肿瘤抗原,加速个性化疫苗的研发。

3.新型疫苗平台:mRNA疫苗技术的成功应用为癌症疫苗提供了新的思路,使疫苗研发更加高效、灵活。

癌症疫苗的研究已经从实验室逐步走向临床应用,虽然目前仍处于探索阶段,但已有部分疫苗展现出良好的治疗前景。随着科技的进步,我们有望在未来看到更安全、更有效的癌症疫苗问世,为癌症患者带来新的治疗希望。

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来源: 马云飞(中国医学科学院医学生物学研究所)