关于疫苗的论文范文第四篇：综述治疗性HPV疫苗的研发背景及主要种类
关键词：人类乳头瘤病毒；治疗性HPV疫苗；宫颈癌；
作者简介：张一萍，硕士，主任医师。；*张云鹤，E-mail:zcrame181@sina.com;
癌症是全球第二大致死疾病，与人类乳头瘤病毒（human papillomavirus, HPV）相关的癌症占所有人类癌症的4.5%,其中99.7%的宫颈癌与HPV感染有关。基于对HPV致癌的分子机制和人体免疫反应机制的了解，已经研发出多种治疗性疫苗，一些疫苗已进入临床试验，在不远的将来有望获批上市。本文综述了治疗性HPV疫苗的研发背景及主要种类。
1 研发背景
1.1 宫颈癌与HPV感染
宫颈癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤，也是第一个明确病因与HPV感染密切相关的恶性肿瘤。目前发现的200余种HPV基因型中，HPV6、11、40、42型等可导致生殖器疣，属低危型；HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59和68型与99.7%的宫颈癌病例相关，属高危型（high risk HPV,hrHPV），HPV16和18是全世界最常见的与宫颈癌相关的类型，分别导致了 62.6%和15.7%的病例；持续hrHPV感染还与41%的外阴及阴道癌、30%的口咽部癌、87%的肛周癌和80%的阴茎癌相关[1].
1.2 HPV的致癌机制
HPV是小型无包膜双链DNA病毒，其基因组编码6种早期调控蛋白（E1、E2、E4、E5、E6和E7）和2种晚期结构蛋白，即衣壳蛋白L1和L2.HPV通过皮肤或黏膜破损进入人体并感染基底上皮细胞，衣壳蛋白附着在上皮细胞受体上，随后病毒基因组进入并整合到宿主染色体DNA.E2序列在基因组线性化的过程中被中断，E2蛋白是E6和E7的转录抑制因子，一旦E2被破坏，E6和E7的表达就变得具有持续性；E6蛋白对宿主凋亡调节蛋白p53起降调作用，并激活端粒酶，从而延长细胞寿命；E7蛋白通过抑制视网膜母细胞瘤蛋白（pRb）这一肿瘤抑制因子，导致细胞周期向S期过渡，随后宿主细胞基因组复制；E5蛋白主要通过增强表皮生长因子受体的活性来实现致癌能力；HPV还以细胞分化依赖的方式调控晚期蛋白的表达，使L1和L2仅在成熟的鳞状细胞中表达[2].大多数HPV感染可以被宿主免疫系统清除，少数持续的hrHPV感染导致低级别上皮内病变，部分发展为高级别病变，甚至进一步发展为浸润癌。
1.3 治疗性HPV疫苗的作用机制
目前上市的HPV疫苗是亚单位病毒样颗粒，通过激活人体的体液免疫系统，产生针对HPV衣壳蛋白的中和抗体，阻止HPV感染上皮细胞，在预防HPV感染及其相关的良、恶性疾病方面非常有效，但是它们不能清除已存在的感染[3].HPV感染的自发清除和缓慢进展与细胞介导的特异性免疫反应增强相关，主要涉及1型T细胞和细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte, CTL），二者分别来自CD4+和CD8+T细胞。HPV E6和E7基因编码的蛋白对恶性肿瘤的发生和维持至关重要，它们在肿瘤细胞中呈高水平持续表达，不太可能通过突变逃避免疫反应，为开发治疗性疫苗提供了理想靶点[2].到目前为止大多数治疗性疫苗使用E6、 E7或两者的结合作为目标抗原，诱导和促进特异性T细胞反应，从而清除感染HPV和发生恶性变的细胞。
2 分 类
目前治疗性HPV疫苗的研究方向包括核酸、多肽、蛋白、载体和细胞基疫苗等，通过大量、广泛的研究已经产生了有希望的候选疫苗。
2.1 核酸疫苗
进入临床试验的核酸疫苗主要是一些DNA疫苗，易于生产、安全且耐受性好，以DNA为基础的载体将抗原直接传递并表达到靶细胞中，并可在其中添加多种序列和优化密码子有助于提高转录效率及抗原的表达，然而缺点是转染率和免疫原性较差，改进策略包括改变接种方式及联合佐剂等。
2.1.1 GX-188E
是编码HPV16、18的 E6和E7抗原及树突状细胞（Dendritic cells, DCs）激活剂的DNA疫苗，辅以电穿孔技术，一项II期试验纳入72例CIN 3级患者，接种后20周，52%（33/64）病灶消退至≤CIN 1级，其中73%HPV转阴；随访36周，67%（35/52）病灶消退，其中77% HPV转阴，HPV清除、组织病理学回归与干扰素γ（IFNγ）升高显著相关[4].将GX-188E与派姆单抗联合用于36例复发或进展期宫颈癌患者，中位随访时间6.2个月，可评估患者26例，初步结果显示42% （11/26）病情缓解，其中4例完全缓解，7例部分缓解，该研究仍在进行中[5].
2.1.2 VGX-3100
编码HPV16、18的 E6和E7抗原并辅以电穿孔技术，一项随机、对照IIb期试验纳入167例CIN 2、3级患者，治疗组注射疫苗3次，随访36周，完成3次接种者49.5%病灶消退至≤CIN 1级，HPV清除率为40.2%,完成至少1次接种者病灶消退率为48.2%,HPV清除率为39.5%,对照组的病灶消退率为30.6%和30.0%,HPV清除率为14.3%和15.4%;外周血CD8+ T细胞应答、抗体反应增强、宫颈组织的免疫反应与HPV清除及组织病理学回归密切相关[6].对其中经VGX-3100治疗而免于手术的患者随访18个月，无疾病复发，未检测到HPV16或18,与接受手术治疗的对照组相似，且疫苗诱导的HPV特异性细胞免疫应答仍高于对照组[7].该疫苗已进入针对CIN 2、3级的Ⅲ期临床试验以及HPV相关头颈癌的I/II a期试验[8].
2.1.3 VB10.16
编码HPV16 E6、E7,编码的蛋白是一种二聚体，并能特异性结合抗原呈递细胞。一项针对CIN2、3级患者的I/II a期试验显示了其良好的安全性和免疫原性，治疗后PD-L1表达上调，表明联合检查点抑制剂是可行的[9].
2.1.4 基于HPV16E7编码序列pNGVLa的疫苗
与钙网蛋白（CRT）相连接的pNGVL4a-CRT-E7,在27例CIN2、3级患者进行了接种，15周后30%病灶消退至≤CIN 1级，经宫颈给药组上皮内CD8+ T细胞浸润明显增加[10].
2.1.5 AMV002
在HPV相关口咽癌患者进行了Ⅰ期试验，12例受试者中10例（83.3%）有疫苗诱导的E6或E7特异性T细胞应答，1例HPV16E7抗体滴度增加了4倍[11].
2.1.6 MEDI0457
含HPV16、18的E6、E7序列及IL-12质粒，辅以电穿孔，10例晚期、持续或复发性宫颈癌患者在放化疗后接受4次接种，8例可检测到HPV特异性细胞或体液免疫应答，并在宫颈检测到CD8+ T细胞浸润，所有患者HPV DNA转阴[12].
2.2 肽疫苗
肽疫苗安全、低价、易于生产，然而它们需要与患者的人类白细胞抗原（human leucocyte antigen, HLA）结合才能有效表达，通常是主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC）特异性的，需要通过合成包含E6、E7多肽的长重叠肽（synthetic long peptides, SLPs）并联合佐剂来诱导更强的免疫反应。
2.2.1 ISA101
由含9个HPV16E6、4个HPV16E7的SLPs联合蒙氏佐剂组成。ISA101与咪喹莫特联合用于43例外阴、阴道上皮内瘤变患者，53%（18/34）在3个月后，52%（15/29）在12个月后症状有缓解，8例病灶完全消退，其中7例HPV清除，咪喹莫特没有改善疫苗的效果，所有患者都有特异性T细胞应答，在病灶完全消退者中更显著[13].ISA101与纳武单抗联合用于24例HPV16相关晚期实体瘤患者，总缓解率33%,中位缓解持续时间10.3个月，中位无进展生存期2.7个月，中位总生存期17.5个月，明显优于在类似患者中单独使用程序性细胞死亡蛋白1 （programmed cell death protein 1, PD-1）抑制剂的效果[14].ISA101还与化疗联合用于70例晚期宫颈癌患者，观察到广泛的HPV16特异性T细胞应答，并持续到第6个周期化疗后至少30 d, 疫苗诱导免疫反应高于中位值的患者存活时间更长[15].
2.2.2 PepCan
由含4个HPV16E6的SLPs和一种新型佐剂Candin（白色念珠菌皮试抗原）组成，在CIN 2、3级患者进行了I期试验，65%检测到抗原特异性免疫应答，45%出现病灶消退，接种前HPV16阳性的12例患者有9例病毒载量显著下降，3例转阴[16].
2.2.3 p16肽疫苗
周期依赖性激酶抑制剂p16在HPV相关恶性肿瘤中高度表达，一个由p16 37-63肽和蒙氏佐剂组成的疫苗进行了Ⅰ/Ⅱ a期试验， 20例p16过表达、HPV阳性的恶性肿瘤患者接受了至少4次疫苗接种，可观察到疫苗诱导的细胞和体液免疫应答，在试验结束时可评估的14例患者中，9例病情稳定，5例病情进展[17].
2.3 蛋白疫苗
蛋白疫苗包含所有HLA表位，不受MHC限制，安全、可耐受；然而，由于它们形成MHC Ⅱ促进抗体应答而非T细胞应答，且在产生CD8+ T细胞反应时的免疫原性较差，需要通过制造融合蛋白以及使用佐剂来增加T细胞应答。
2.3.1 TA-CIN
含HPV16E6、E7和L2蛋白，10例高级别VIN女性在TA-HPV（一种病毒载体疫苗）治疗后，接受了3次TA-CIN加强免疫，9例发生HPV特异性T细胞应答和血清学反应，3例病灶缩小或症状缓解，但临床反应和免疫反应之间未见直接相关[18].TA-CIN与咪喹莫特联合用于19例VIN2、3级患者，随访1年，79%症状消失，63%病灶完全消退，36%HPV16转阴，病灶消退者局部T细胞浸润明显增加，而持续者T调节细胞（Treg）密度增加[19].
2.3.2 SGN-00101
含HPV16E7与重组牛分枝杆菌热休克蛋白65,27例复发性呼吸道乳头状瘤病患者接受3次疫苗注射，随访60周，治疗后第一次手术间隔时间的平均值从55 d增加到106 d, 所有手术的中位间隔时间107 d, 显示了持续治疗效果[20].15例HIV阳性同时伴有高级别肛周上皮内瘤变（AIN）的患者注射疫苗后随访48周，5例病灶降至≤AIN 1,其中3例HPV转阴[21].21例CIN 2、3级患者注射疫苗4次后行宫颈锥切，20例可评估患者中7例病灶完全消退，1例降为CIN 1级，11例无变化，1例病灶增大，9/17例观察到HPV特异性免疫应答，与病灶消退相关[22].在另一项研究中发现接种SGN-00101的CIN 3级患者有E7特异性IgG水平升高，可维持12个月，且与病情缓解相关[23].
2.4 载体疫苗
载体是指重组的细菌或病毒载体，可在宿主细胞内复制，促进抗原的传播，并激发体液和细胞免疫应答。
2.4.1 细菌载体疫苗
2.4.1.1 李斯特菌疫苗
ADXS11-001是表达HPV16E7的李斯特菌减毒活疫苗。Huh等[24]给予26例难治、复发或转移性宫颈癌患者疫苗注射共3次，12个月生存率为38.5%,中位生存期为7.7个月，中位无进展生存期为3.1个月；其中18例完成3次治疗的患者中位生存期长于1年，12个月的生存率为55.6%.另一项试验将110例同类患者分成单独使用ADXS11-001组和ADXS11-001联合顺铂组，两组的中位无进展生存期（6.10 vs. 6.08个月）和总缓解率（17.1% vs. 14.7%）相似，总有效率11%,包括6例完全缓解和6例部分缓解，总中位生存期为8.3个月，12个月的生存率为34.9%,18个月的生存率为24.8%,12例（11%）在研究结束时生存期达到了24个月，超过了传统治疗方法的相关数据[25].近期的一项试验将ADXS11-001用于一线治疗后病情进展的宫颈癌患者，50例可评估患者中，12个月的总生存率为38%,中位生存期为6.1个月，中位无进展生存期为2.8个月[26].Safran等[27]将ADXS11-001与放化疗联合用于10例局部晚期肛门癌患者，9例可评估的患者经乙状结肠镜检查均完全缓解，中位随访期42个月，8例（89%）无进展。ADXS11-001还在持续、复发或转移性肛门鳞癌患者中进行了II期试验，36例患者接受了治疗，29例可评估患者中1例部分缓解，6个月无进展生存率为15.5%[28].
2.4.1.2 乳酸杆菌疫苗
表达HPV16 E6的乳酸杆菌载体疫苗在46名健康志愿者进行了Ⅰ期试验，观察到剂量相关的体液和细胞免疫反应，且E6特异性CTL应答长期存在[29].表达HPV16E7的干酪乳杆菌疫苗BLS-M07在19例CIN 3级患者进行了Ⅰ/Ⅱ a期试验，16周后在可评估患者中观察到E7特异性抗体增加，8例中有6例降至≤CIN 1级[30].
2.4.2 病毒载体疫苗
2.4.2.1 TA-HPV
是以牛痘病毒安卡拉（MVA）作为载体的疫苗，表达HPV16、18的E6、E7抗原。29例Ⅰb或Ⅱa期宫颈癌患者，在根治性子宫切除术前及术后进行两次疫苗接种，8例观察到HPV特异性血清学反应，4例产生了HPV特异性CTL应答[31].12例长期患有高级别外阴或阴道上皮内瘤变的患者，在接种疫苗后24周，1例病灶完全消退，5例病灶直径减少至少50%,83%的患者病灶平均缩小了40%[32].
2.4.2.2 TG4001
是表达HPV16E6、E7和人IL-2的MVA载体疫苗。一项涉及192例CIN 2、3 级患者的随机、对照II b期试验，受试者注射3剂疫苗后6个月行宫颈椎切术，并随访至30个月，结果显示无论hrHPV类型如何，疫苗组病灶完全缓解率和病毒清除率均显著高于安慰剂组[33].另一项 Ⅰb/Ⅱ期试验将TG4001与Avelumab联合用于10例HPV16相关复发或转移性实体瘤患者，3例确诊为部分缓解，5例可评估患者中有3例检测到抗原特异性T细胞应答，且Treg呈下降趋势，在组织水平上，5例可评估患者中有4例显示CD8+T细胞浸润增加或Treg/CD8+T细胞比值下降，并观察到PD-L1表达上调[34].
2.4.2.3 MVA E2
一项涉及1356例男性和女性患者的Ⅲ期临床研究，将表达HPV16E2 的疫苗MVA E2用于治疗HPV16引起的肛门-生殖器上皮内病变，89.3%的女性患者和所有男性患者病变完全消失，83%的患者治疗后未检测到HPV16DNA,并观察到HPV特异性的CTL反应[35].MVA E2用于29例复发性呼吸道乳头状瘤病患者，13例病灶完全消除，16例在治疗后6至18个月复发并接受了第二轮MVA E2治疗，没有出现新的复发[36].
载体疫苗的使用仍存在一些挑战，如免疫反应的目标可能是载体而非HPV,人体内产生的中和抗体限制了重复治疗，以及疫苗在免疫力低下人群中的潜在致病性等[37].
2.5 细胞基疫苗
以细胞为基础的疫苗涉及从患者体内分离靶细胞，如DCs或T细胞，在体外转导以表达或靶向特定抗原，然后再回输患者进行治疗。
2.5.1 树突状细胞基疫苗
DCs是主要的抗原呈递细胞，既可以装载HPV特异性肽、蛋白抗原，也可以转导其抗原表达。10例Ⅰb或Ⅱa期宫颈癌患者接受根治性手术后，应用HPV16或18 E7抗原脉冲的DCs进行治疗，所有患者E7特异性CD4+ T细胞数量增加，8例患者E7特异性CD8+ T细胞增加[38].未成熟的DCs 也被证明有效，使用HPV16 E6或E7肽脉冲化处理的未成熟DCs, 对32例进展期宫颈癌患者进行免疫，可在63% （E6组）及58% （E7组）的患者中诱导特异性免疫反应，总的中位生存期为10.0个月，无进展生存期为3.5个月，但未观察到可评估的肿瘤消退[39].DCs疫苗仍有许多局限性，如需要从每位患者体内获取足够的DCs、细胞培养技术要求高、没有明确的免疫路径、T细胞介导的细胞凋亡导致DCs的寿命有限等，限制了疫苗的大规模生产和使用[40].
2.5.2 过继T细胞治疗
过继T细胞治疗（adoptive T-cell therapy, ACT）是指在体外生成自体肿瘤反应性T细胞，然后移植至体内。一项Ⅱ期试验涉及29例HPV16相关癌症患者，在接受HPV16 E6、E7反应性T细胞治疗后，28%（5/18）的宫颈癌患者和18%（2/11）非宫颈癌患者出现肿瘤消退，2例宫颈癌患者分别在治疗后的67个月和53个月完全缓解，注入T细胞的HPV反应性及外周血中HPV反应性T细胞的再增殖均与临床反应相关[41].12例HPV16相关转移癌患者在注射HPV16E6反应性自体T细胞后，有2例患者出现客观肿瘤反应，其中1例肺转移患者，3个转移灶1个完全消退、2个部分消退并进行了手术切除，术后随访3年未复发[42].有效的T细胞疗法需要改善和解决问题还有很多，如肿瘤的异质性、免疫逃脱、免疫微环境抑制等。
2.6 不同治疗方案的组合
治疗性HPV疫苗的多样性为结合一些策略和更好地开发它们的潜力提供了机会，如不同治疗性疫苗联合的加强免疫法[18],治疗性疫苗与免疫调节剂[13,19]、免疫检查点抑制剂[5,14,34]及传统放化疗联合[12,15,25,27]等，由于癌症治疗的复杂性，联合不同的免疫治疗方法是必要的，并可能成为治疗性HPV疫苗成功的关键。
3 结论与展望
在全球范围内开展的HPV筛查和预防性HPV疫苗接种计划在预防HPV感染和其相关疾病方面取得了较好的效果，但由于欠发达地区在筛查和获取疫苗方面与发达国家存在差距，现有的HPV疫苗不能消除已存在的感染，导致在短期内宫颈癌等HPV相关癌症带来的疾病负担仍然是一个全球性问题。不断探索针对HPV相关疾病的免疫治疗方法，包括治疗性疫苗显得尤为重要。迄今为止，虽然还没有治疗性HPV疫苗被批准用于人类，但大量临床试验表明一些疫苗已经取得了进展，尤其是在癌前病变的治疗方面显示了很大的潜力。任何进入临床研究的治疗性疫苗都是人类积极探索的成果，DNA疫苗VGX-3100、细菌载体疫苗ADXS11-001和病毒载体疫苗MVA E2等目前都处于Ⅲ期临床试验阶段，在不久的将来有望获得成功。
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