研制癌症疫苗的亚裔女科学家

2024-03-18 10:13
科学大观园 2024年6期
关键词:黑色素瘤免疫系统抗原

美国有线电视新闻网网站2月20日刊登凯蒂·亨特撰写的文章《癌症治疗领域下一个重大事件背后的医生》,介绍美国波士顿丹娜法伯癌症研究院的肿瘤学家凯瑟琳·吴在治疗癌症方面的努力和贡献。全文编译如下:

找到治愈癌症的方法是许多有抱负医生的动力,接近这个目标的人少之又少,美国波士顿丹娜法伯癌症研究院的肿瘤学家凯瑟琳·吴(音)就是其中之一。二年级时,一位老师问她和她的同学们长大后想做什么,从那时起,她就把目光投向抗击癌症了。

她说:“那时有很多关于抗癌战争的报道。我想我画了一幅有白云、可能还有彩虹的画,画了一幅(我)治愈癌症或类似病症的画。”

童年的涂鸦具有预见性。吴的研究为针对个体肿瘤基因组成打造的癌症疫苗的研发奠定了科学基础。根据早期试验的结果,对于一些难以治疗的癌症,如黑色素瘤和胰腺癌,这种策略看起来前景越来越光明,最终可能广泛适用于各种癌症治疗。负责评选诺贝尔化学奖和物理学奖得主的瑞典皇家科学院上周授予凯瑟琳·吴舍贝里奖,以表彰她对癌症研究的“决定性贡献”。

激活免疫系统力量

瑞典卡罗琳医学院遗传学教授、颁奖委员会秘书乌尔班·伦达尔说,癌症治疗“多年来取得了进展,但对种类繁多的癌症来说,仍有很多未满足的医疗(需求)”。

最常见的癌症治疗方法——放射治疗和化疗,就像大锤一样打击所有细胞,经常损害健康组织。自20世纪50年代以来,癌症研究人员一直在寻找一种方法,让人体的免疫系统去攻击肿瘤细胞。免疫系统自然会试图对抗癌症,但不如癌症聪明。

直到2011年左右,一类名为免疫检查点抑制剂的药物问世,这一领域才取得了重大进展。免疫检查点抑制剂可以增强T细胞的抗肿瘤活性,T细胞是免疫系统的重要组成部分。这项工作为本庶佑和詹姆斯·艾利森赢得了2018年诺贝尔生理学或医学奖。这些药物已经帮助一些原本只剩几个月生命的癌症患者活了几十年,但并不是对所有癌症患者都有效,研究人员还在继续寻找增强人体免疫系统对抗癌症能力的方法。

吴在当实习医生期间目睹了骨髓移植,并看到了它们是如何重新启动血液和免疫系统来对抗癌症的,此后她对免疫系统的力量产生了浓厚的兴趣。她说:“我的学术经历给我带来了很大的影响,让我对免疫学的力量非常感兴趣。在那里我看到那些因为免疫反应的调动而得到治愈的白血病患者。”

吴的研究重点是癌症肿瘤细胞中的小突变。随着肿瘤生长而发生的这些突变会产生与健康细胞略有不同的蛋白质。改变后的蛋白质会产生一种叫作肿瘤新抗原的物质,这种物质可以被免疫系统的T细胞识别为外来物,因此容易受到攻击。

伦达尔说,在数千种潜在的候选新抗原中,吴利用了“杰出的实验室工作”来识别细胞表面的新抗原,使它们成为疫苗的潜在靶点。

“一项了不起的发现”

癌症疫苗的想法已经存在几十年。广泛使用的HPV疫苗针对的是能增加患宫颈癌等癌症风险的病毒。然而在许多情况下,癌症疫苗的效果并未达到预期——很大程度上是因为没有找到正确的靶点。

卡罗琳医学院免疫学教授汉斯-古斯塔夫·永格伦在瑞典皇家科学院发布的一段视频中说:“识别新特异性肿瘤抗原的能力已经发展成为癌症研究的一个重要领域,因为它提供了制造肿瘤特异性癌症疫苗的可能性。这是一项了不起的发现。”

通过对健康细胞和癌细胞的DNA进行测序,吴和她的团队确定了一名癌症患者独特的肿瘤新抗原。这些独特新抗原的合成副本可以用作个性化疫苗来激活免疫系统,以瞄准癌细胞。吴和她的团队想在晚期黑色素瘤患者身上试验这项技术。

吴说,每名参与试验的患者都能获得个性化疫苗的想法最初很难让负责监管临床试验的美国食品和药物管理局的所有相关人员都接受。通常情况下,食品和药物管理局会要求疫苗首先在动物实验中进行测试。

吴和她的团队提出了他们的理由:“我们的论点是,‘这是个性化的,无论我们在动物身上做什么,都无法真正与人类相匹配——所以为什么还要走那条路呢?”

获得批准后,该团队就给6名晚期黑色素瘤患者接种了7针针对特定患者的新抗原疫苗。这一突破性成果发表在英国《自然》周刊上。对于一些患者来说,这种治疗使得免疫系统的细胞被激活并将瞄准肿瘤细胞。伦达尔说,上述成果,以及同年由mRNA疫苗公司德国百欧恩泰公司主导的另一篇论文,提供了疫苗可以瞄准个人特定肿瘤的“原理证明”。

吴的团队2021年在患者接种疫苗4年后发表的追踪结果显示,免疫反应有效地控制了癌细胞。

吴说:“我很感谢所有参加我们试验的患者,因为他们是……积极的合作伙伴。接受治疗已经够难的了,但还要接受效果未知的治疗,并且能够愿意完成我们做这类研究所需的所有额外事情。会做更多检查,抽更多血,做更多活检。”

从那时起,吴的团队、其他医学研究小组和一些制药公司进一步发展了这一研究领域,治疗胰腺癌和肺癌以及黑色素瘤的疫苗试验正在进行中。

悬而未决的问题

所有正在进行的试验都是小规模的,通常涉及少数患有晚期疾病、对安全风险容忍度很高的患者。为证明这些类型的癌症疫苗有效,更大规模的随机对照试验很有必要。

伦达尔说:“我的意思是,由于显而易见的原因,这些数字很小。数据看起来令人鼓舞,但当然,现在还处于早期阶段。”

科学家们也在寻找最有效的方法来制作疫苗。吴的团队和其他团队使用了由肽类或蛋白质链制成的疫苗。吴说:“我相信通往罗马的路很多。我认为有许多不同的传递方式,但每种传递方式都可以通过不同的方式得到优化。我们必须在如何使这种交付方式发挥最佳效果方面进行投入。”

癌症疫苗在肿瘤学家所称的快速突变的“热肿瘤”中显示出了最光明的前景,例如吴最初关注的黑色素瘤。目前尚不清楚它们是否对乳腺癌等惰性更强的“冷肿瘤”有效。

伦达尔说:“如果肿瘤中会自发地发生更多的突变,这就会更容易,因为你在制造疫苗时有更好的一系列潜在小分子可供选择。”

吴说,另一项挑战是如何以更具成本效益和时效性的方式制造这些疫苗,使它们能够惠及大量癌症患者。目前,制造个性化疫苗需要几周到几个月的时间,成本在数十万美元。一个可能的方向是研发针对同类癌症患者共有的新抗原的疫苗,这增加了“现成”疫苗的希望,许多人可以使用这种疫苗,而无需漫长的个性化过程。

另一个问题是,疫苗是否与其他治疗方法结合使用效果最好?去年年底公布的一项试验结果显示,美国默克公司和德国莫德纳公司研发的一种疫苗与一种名为可瑞达(一种基于免疫检查点抑制剂的药物)的免疫疗法一同用于晚期黑色素瘤患者,成功使患者复发或死亡的风险低于单独使用该药物的患者。

目前还不清楚疫苗在治疗周期的哪个阶段最有用——治療早期癌症,帮助晚期患者,还是避免人们患癌。大多数正在进行的试验涉及晚期癌症患者或缓解期患者,但吴认为疫苗可能对早期患者更有效。

尽管有很多未知因素,但对于一些参与这些早期癌症疫苗试验的人来说,结果已经改变了他们的生活。芭芭拉·布里格姆去年参与了百欧恩泰公司的胰腺癌个性化疫苗试验,她说:“我非常感激我能获准接种。”她得以看到她最大的孙子从大学毕业——她曾以为自己活不到这一刻。她说:“这个机会和时机太完美了。它帮助了我,我希望它能帮助其他人。”

◎ 来源|参考消息

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