6期栏目文章

〔科学计量〕

治疗性疫苗的研究进展

陈大明

(中国科学院上海生命科学信息中心，上海 200031)

摘　要：随着现代分子生物学和免疫学的研究进展，关于疫苗的传统概念发生了革命性的变化，治疗性疫苗的出现彻底颠覆了作为预防目的的传统疫苗概念。本文就治疗性疫苗的研究进展进行了总结分析。

关键词：文献计量；文献引用分析；治疗性疫苗；乙肝；肿瘤；D细胞

随着现代分子生物学和免疫学的研究进展，关于疫苗的传统概念发生了革命性的变化，治疗性疫苗(Therapeutic vaccine)的出现彻底颠覆了作为预防目的的传统疫苗概念。治疗性疫苗旨在打破机体的免疫耐受，提高机体的特异性免疫应答，是治疗研究领域的一项新突破，给病毒性疾病、肿瘤等的治疗带来了新希望。治疗性疫苗已有100多年的历史，早在1902年，Wright 等就采用加热灭活的葡萄球菌治疗葡萄球菌性皮肤病和慢性淋病等疾病，并取得较好的效果。21世纪初期疫苗疗法得到广泛应用，主要用于治疗人类慢性或多发性疾病，如葡萄球菌性皮肤病和慢性淋病。1940年后，随着青霉素等抗生物素的发展，治疗性疫苗用于疾病的治疗陷入了低潮。最近10年，随着能增强AIDS患者天然免疫力的HIV疫苗的研究，特别是近几年对DNA疫苗的研究和开发，使治疗性疫苗重新成为研究的热点。本文主要以科学引文索引(Science Citation Index Expanded，SCI-E)数据库和生物医学文献数据库MEDLINE收录的治疗性疫苗研究数据为文献来源，利用文献计量和文献引用树的分析方法，对治疗性疫苗的研究进展进行分析。

1 治疗性疫苗研究的总体态势

作为一种新兴的以治疗为目的的疫苗，治疗性疫苗在设计思路、制备手段和应用技术方面均体现多元化、多层面和与现代分子生物学及细胞学技术密切结合的特点，其复杂程度远远超出传统的预防性疫苗。近十年来，治疗性疫苗的研究稳步增长(图1)。(数据库更新时间为2009年3月14日)根据组成成分的不同，治疗性疫苗主要包括蛋

图1 1999~2008年MEDLINE收录的治疗性疫苗研究文献量变化情况

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白质复合重构治疗性疫苗、核酸疫苗和细胞疫苗三类。其中，蛋白质疫苗的重构包括蛋白质的修饰、结构或构型上的改造，以及多蛋白的复合及多肽偶联等，重构后的抗原类似而又异于传统疫苗的靶抗原，可唤起患者的功能性免疫应答。核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA 或RNA)直接导入动物体细胞内，并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。细胞疫苗则是利用肿瘤细胞等细胞的抗原，诱导宿主产生特异性免疫应答。例如，树突状细胞(Dendritic cell，DC)疫苗利用DC这一抗原递呈细胞的特征，有效地将抗原递呈给T淋巴细胞，从而诱导细胞毒性T淋巴细胞(CTL) 活化。从近十年来的研究上看，在这些不同类型的治疗性疫苗中，T细胞疫苗研究得较多(图2)。从治疗性疫苗的研究应用领域来看，肿瘤和传染病如艾滋病、乙肝、丙肝的治疗是近十年来应用研究的重点领域(图3)。

2 抗肿瘤的治疗性疫苗研究进展

肿瘤的免疫细胞治疗是通过恢复与增强肿瘤患者自身的免疫监测和杀瘤功能，可以有效地杀灭患者

图2 1999~2008年MEDLINE收录的不同类型治疗性疫苗研究文献量变化情况

图3 1999~2008年MEDLINE收录的治疗性疫苗应用研究文献量变化情况

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术后和放化疗后体内残存的肿瘤细胞，达到治疗肿瘤、预防复发与转移和最终根治肿瘤的目的，具有特异性强、副作用轻等优点，正在逐步成为肿瘤综合治疗中的一个重要环节，也是当前肿瘤治疗基础研究和临床应用的热点与发展方向。总的来看，肿瘤的免疫治疗具有以下特点：一方面，局部和全身免疫抑制和免疫逃避机制的参与，使肿瘤的免疫治疗极为困难[1]。另一方面，除卡介苗(BCG疫苗)以外，抗感染疫苗主要是依赖于产生特异性的体液免疫反应，而体液免疫反应不能靶向人的肿瘤相关抗

原(TAA)[2]，恶性肿瘤的TAA多在细胞内表达，因

而应用于临床的抗肿瘤免疫治疗主要集中在细胞免疫方面，能否诱导产生和维持特异性的自体细胞毒性T淋巴细胞(CTL)肿瘤的免疫是治疗成功与否的关键。

2.1 细胞疫苗抗肿瘤研究

肿瘤细胞能够表达一些宿主免疫系统能够识别的

抗原，但这些抗原的免疫活性却不高。最明显的解

释是抗原递呈不足，因此提高肿瘤抗原的递呈效率，也成为了抗肿瘤治疗性疫苗研究的重要方向。

在恶性黑色素瘤免疫治疗中，研究者于上世纪90年代初发现了第一个人类细胞抗原(HLA)限制性的恶性黑色素瘤肿瘤相关抗原(TAA)，这种肿瘤相关抗原使特异性的靶向肿瘤细胞的免疫治疗成为可

能，同时也为精确地监测抗恶性黑色素瘤免疫反应

提供了工具。之后，随着DC分离技术和体外培养扩增技术的进步，人们能够在体外改善DC的功能

状态并且促进DC提呈恶性黑色素瘤TAA抗原信息(图4)。CD34+造血干细胞在体外经过不同细胞因子的作用诱导下分化为DC，但是由于其可控性低，最终的产物倾向于单核-DC(MoDC)。鉴于这一缺

点，研究者探索了将自身的肿瘤细胞工程化以分泌GM-CSF(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor)因子，从而可以诱导DC成熟为专业的抗原递呈细胞的方法。研究者将人外周血来源的单核细胞在体外经过IL-4+GM-CSF因子培养5~7天，然后

在单核细胞条件培养基或TNFα、IL-1β、IL-6和PGE2的存在的条件下促进其成熟和增强其抗原递呈能力，该方法制备的治疗性疫苗可以在临床上诱导肿瘤特异性的免疫应答，且不引起副作用[3]。在另一个18名黑色素瘤病人的临床试验中，治疗性疫苗在16人体内诱导产生特异性免疫应答[4]。

然而，该方法尽管在短期内会诱导抗肿瘤反应，但患者的肿瘤疾病仍难消除，Banchereau 对黑色素瘤治疗性疫苗的多个临床研究总结结果也表明了这一点。该总结比较了多肽疫苗(410例)、病毒载体疫苗(160例)、肿瘤细胞疫苗(43例)和DC疫苗(116例)的治疗效果，其临床反应率(肿瘤回缩)依次为2.7％、1.9％、4.6％和9.5％，其中DC瘤苗效果最为显著，但与人们期待的疗效相距尚远[5]。

造成这一结果的主要原因在于肿瘤患者体内存在免疫抑制因子，这些因子抑制DC的成熟。因此，如何获取成熟的DC细胞就成为肿瘤免疫治疗的一个重要环节。例如，研究者发现抑制免疫系统衰退的关键蛋白之一CTLA4(Cytotoxic Tlymphocyte antigen 4)抗体阻断的抗肿瘤作用[6]。进一步的临床研究也证明了对人白细胞抗原抑制的阻断可以使疫苗在临床上有效地诱导免疫应答[7]。此外，研究者还探索了其他的抗肿瘤药物对于DC疫苗的免疫增强作用，常用的烷化剂类抗肿瘤药环磷酰胺(Cyclophosphamide，CTX)的免疫增强作用即为一例证[8]。

总的来看，近年来的临床试验表明，DC疫苗引起黑色素瘤病人的显著免疫应答效率不超过5%－10%[9]。如何提高DC诱导的抗肿瘤疗效，以及开展系统、标准、随机的多中心临床试验，从而

图4 树突状细胞疫苗抗肿瘤研究的文献引用树

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