新抗原概述

近年来，肿瘤个体化与靶向免疫治疗在肿瘤治疗研究领域获得了巨大的进步，新的免疫治疗技术具有鲜明的应成前景，已经成为肿瘤治疗最受瞩的领域。从目前免疫治疗领域主要模式的基础临床实践中，研究人员认识到抗原靶点的选择是肿瘤免疫治疗的关键性核心问题。事实上，越来越多的研究表明，新抗原特异性T细胞是包括免疫卡控点抑制剂、肿瘤浸润性淋巴细胞(TILs)和工程化免疫细胞等多个免疫治疗策略获得临床响应的基石。本章重点阐述新抗原在肿瘤免疫治疗中的核心地位，新抗原的个体化筛选和新抗原为基础的个体化免疫治疗临床应用前景。

肿瘤精准医疗是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，对疾病进行精细分类及精确诊断，进而对疾病和特定患者进行个体化精准治疗的新型医学概念与医疗模式。肿瘤精准医疗包括：基因检测、大数据分析和用药指导。精准医疗的传统思路：基因检测-发现药物靶点-使用靶向药物-靶点突变或建立新旁路-肿瘤复发或进展-寻找新靶点-使用新靶向药物。然而在临床实际应用中，一方面可选择的靶向药物非常之少，另一方面肿瘤异质性很强，靶向并杀死部分变异的肿瘤细胞，其他的亚克隆群则继续生长，继而产生耐药。这种反复不断的“打靶”治疗不但给患者家庭及整个社会医疗体系造成巨大的经济负担，而且往往只能在极小一部分患者中发挥短暂疗效。所以自2015年美国白宫高调启动“精准医疗计划”以来，不断有学者在权威文献上对精准医疗这ー传统思路的缺陷提出质疑。

近年来，肿瘤免疫治疗在基础和临床实践中均取得了引人瞩目的成果，学术界已普遍认同利用免疫系统攻击肿瘤的途径将成为癌症治疗的转折点。针对传统的以靶向药物为核心的精准医疗策略存在的缺陷，免疫治疗被认为有望在以下三个方面克服肿瘤的异质性。 ①抗原串联与抗原扩展：免疫系统激活后杀伤肿瘤细胞，坏死或者凋亡的肿瘤细胞可释放更多的抗原到肿瘤微环境中去，激活的免疫系统能够识别和提呈加工这些新释放的抗原，继而能够寻找并杀伤负载这些抗原的肿瘤细胞。这就好比免疫细胞拥有一定的学习能力， 这是分子靶向药物所不具备的。②激活记忆性免疫细胞：与药物不同，活化的免疫系统通过激活记忆性免疫细胞，在超出治疗周期的很长一段时间内，体内仍有发挥抗肿瘤作用的记忆性细胞存在。事实上，研究表明，免疫治疗结束后，仍有持续的抗肿瘤作用。这也解 释了在部分免疫治疗的临床实践中，即使短期内中位无进展生存时间(mPFS)未改变，却 延长了患者的生存期。③T细胞受体(TCR)的多祥性：不同T细胞所携帯的TCR千差万别，具有高度的多样性，为实施针对不同肿瘤变异信息的精准医学治疗提供了足够的选择。通过免疫系统激活，利用免疫系統的生物学多祥性来対抗存在复杂多样突变的恶性肿瘤，有望实现肿瘤治疗领域革命性的突破。

目前肿瘤免疫治疗Inc试验中取得标志性成果的手段主要包括TILs免疫监测点阻断(checkpoint blockade)、嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)和T细胞受体工程化T细胞(TCR-T)。美国国立癌症研究所(NCI)的Rosenberg教授在转移性黑色素瘤的临床试验中，在联合非清髓性化疗或者放疗后进行TILs回输，可实现40%~72%临床缓解率，其中在取得完全缓解(CR)的患者中有近40%患者持续7年以上无复发。不断有证据揭示，突变产生的新抗原(neoantigens)是肿瘤特异性TILs的主要靶点，也是TILs中引起肿瘤消退的主要抗原。免疫卡控点抑制剂PD-1/CTLA-4单抗在临床治疗中均取得了20%~40%的应答，已部分地超越化疗的效果，且肿瘤缓解时间长。新近发表在Nature上的研究通过基因组学和生物信息学的方法也证实，肿瘤特异性突变抗原是 CTLA4和PD-1抗体阻断治疗中活化的T细胞靶点，突变抗原反应性T细胞是发挥抗肿瘤作用的主要细胞群。另—篇Science上研究结果也表明，在非小细胞肺癌中存在非同义突变越多的患者对PD-1抗体治疗越敏感，显示出更高的临床缓解率、持续的临床获益和无进展生存时间延长。尽管CAR-T在血液系统肿瘤中取得了巨大的成功，但由于其针对的是肿瘤細胞表面的肿瘤相关抗原(TAA)，当其与正常组织表达的TAA结合后会引起正常组织产生的损伤，称为脱靶效应。一位转移性肠癌患者在接受ERBB2-CAR-T细胞回输后很快死亡，尸检证实CAR-T细胞的脱靶效应是重要死因。由于目前在实体肿瘤中缺乏仅在肿瘤中表达而关键正常组织不表达的表面抗原，这使得CAR-T在实体肿瘤中的应用严重受限。

综合以上临床试验和基础研究成果，不难发现抗原是肿瘤免疫治疗中的关键性问题。依据T细胞在胸腺的阴性筛选理论，与自身正常组织提呈抗原有一定亲和カ的T细胞在发 育过程中会被机体清除，以避免导致自身免疫性疾病。因此，能诱导有效抗肿瘤作用的抗原一般认为有两类：一类是只在特定组织器官里表达的非突变抗原，如癌-睾抗原，针对这部分抗原T细胞不完全耐受，与TCR有一定的亲和力：第二类是非人类正常基因组来源的新抗原，突变蛋白产生的抗原和致瘤病毒整合进基因组产生的抗原，它们未经胸腺阴性筛选，与TCR亲和カ高，免疫原性强。新抗原相对传统的TAA，不在正常组织表达, 因而不会引起中枢免疫耐受，也不会引起自身免疫性疾病，具有独特优势。因只有部分肿瘤的发生由致瘤病毒引起，而所有的肿瘤都会有突变。因此突变产生的新抗原被认为是肿瘤治疗的最理想靶点。

然而，并非所有的突变蛋白都能成为抗原。编码基因突变的产物成为抗原需要满足两个条件：①能够被加工成抗原肽，且被MHC分子提呈出来;②抗原肽-HMC复合物能够被T细胞受体(TCR)所识别。NCI的Rosenberg教授团队采用全外显子组测序，结合MHC-抗原肽亲和力算法进行模拟预测评估，合成高亲和力的抗原表位，进行免疫原性验证，可快速鉴定出来能被TILs识别的突变抗原。随后，Rosenberg团队将该技术成功应用于临床，他们使用基因测序鉴定出的肿瘤特异性新抗原为基础的个体化过继性免疫细胞疗法，治疗一例ERBB2IP基因点突变的晚期难治性胆管癌患者，通过回输新抗原反应性免疫细胞使该患者的疾病获得了持久的缓解，生存期明显延长。该研究在Nature期刊和2015年的ASCO大会上报道引起了学术界的轰动。

越来越多的权威文献指出，基于患者自身的肿瘤基因组变异信息，建立以新抗原为基础的个体化免疫之咯模式是未来免疫治疗的重要发展方向，有着治愈性的潜力，尤其在实体瘤中相比其他免疫治疗模式更具优势。这一通过高通量测序及大数据分析，利用生物信息学，筛选出针对癌细胞基因突变产生的特异性新抗原，分选出扩增新抗原反应性T细胞回输患者进行精准生物免疫治疗的策略，是新一代免疫治疗的发展方向，有望克服以靶向药物为核心的传统肿瘤精准医疗模式的缺陷，是精准医疗的重要突破口。