导读
头颈部鳞状细胞癌起源于口腔、咽部和喉部等，是头颈部最常见的恶性肿瘤。头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)是世界上第六大最常见的癌症类型，每年有80万新患和40万患者死亡。酒精和烟草是HNSCC的主要病因，人乳头状瘤病毒(HPV)是HNSCC独立危险因素。HPV相关的HNSCC近年来发病显著增加，该类患者对CRT敏感，预后比HPV阴性的HNSCC患者好。
头颈鳞癌患者常发生吞咽困难、呼吸及说话等功能障碍，在过去50年，一直通过优化多模式治疗(包括手术、化疗和放射治疗)来改善临床疗效和功能。HNSCC患者的5年生存率较前略有提高，但局部晚期头颈鳞癌患者的5年生存率仍在40%-50%。
肿瘤免疫疗法改变了肿瘤治疗的格局，肿瘤的免疫治疗有多种，如CPIs、小分子、疫苗、基于细胞的治疗和细胞因子治疗，目前临床应用广泛的是CPIs，包括抗CTLA4、抗PD-1和抗PD-L1。只有15%-20%的HNSCC患者从CPIs中受益，仍需新的免疫治疗方法或新的组合来提高疗效。癌症疫苗接种治疗是一种重要的治疗方法。本文就肿瘤疫苗治疗的机制、抗原选择的最新进展以及HNSCC的临床肿瘤疫苗治疗现状进行介绍。
一、癌症免疫治疗概念
几十年来，肿瘤免疫监视机制一直存在争论。在20世纪50年代，Thomas and Burnet提出了宿主免疫监视系统。Schreiber等人使用免疫缺陷基因小鼠模型确定了免疫监视的存在，后提出了肿瘤免疫编辑的新假说，在这个概念中，肿瘤的发展可分为三个阶段：消除、平衡和逃逸阶段。Matsushita等人最早阐明免疫逃逸概念，他们分析了来自Rag KO小鼠的未经编辑的甲基胆蒽诱导的肉瘤，发现该肿瘤保留了高度免疫原性的新抗原，当将该肿瘤移植到免疫功能良好的WT（野生型）小鼠体内时，许多肿瘤被排斥，但一些肿瘤生长并形成肿瘤逃逸。肿瘤逃逸丢失了亲本肿瘤中存在的一种特定的新抗原，这与癌症免疫编辑的概念是一致的。肿瘤疫苗治疗的靶点是免疫编辑的肿瘤，在这些肿瘤中可能丢失高免疫原性的抗原，使用哪种抗原进行疫苗接种是一个关键因素。
二、肿瘤疫苗接种机制的研究进展
癌症疫苗治疗的目标是增加抗原特异性的CD4+和CD8+T细胞，以识别和吞噬肿瘤细胞。因此，了解内源性抗原特异性T细胞对疫苗治疗的反应，并开发有效的方法来增加抗原特异性效应T细胞已成为主要目标。抗原呈递细胞是一种特殊的免疫细胞，能够结合抗原并将其呈递给幼稚的CD4+和CD8+T细胞以增强活化T细胞功能，APC（抗原呈递细胞）是通过疫苗治疗诱导抗原特异性T细胞反应的重要角色。
CD8α+/CD10 3+(鼠源)和CD14 1+(人源)的cDC1s是肿瘤细胞衍生抗原呈递的关键抗原呈递细胞。CD4+初始T细胞通过TCR识别CDC1或CDC2的MHC-II而被激活。由APC产生的干扰素-γ和IL-12将CD4+初始T细胞极化为Th1细胞。Th1细胞通过分泌干扰素-γ和白细胞介素-2等细胞因子，帮助启动CD8+T细胞分化为效应性和记忆性CTL，这些细胞因子与APC共同支持细胞免疫。此外，CD4+T细胞有助于诱导CD80/86共刺激信号的表达增加，并在LN驻留的CDC1中分泌包括1型IFN、IL-15和IL-12在内的各种细胞因子，促进CD8+T细胞的扩增和分化。抗原呈递细胞另外在MHC-I分子上呈递肿瘤抗原，并通过交叉连接激活CD8+T细胞。CD8+TCR与MHC-I结合肽结合可激活并分化为CTL。因此，这些CTL是识别癌细胞上MHC-I/肽的最终效应者，其结果是释放细胞因子，如干扰素-γ/肿瘤坏死因子-α、穿孔素和颗粒酶，以杀灭癌细胞。
三、疫苗接种抗原
肿瘤疫苗的目标是通过注射多肽或抗原编码的DNA或RNA实现激活或增加有效的CD4+/CD8+抗原特异性T细胞反应来获得抗癌效果。一般来说，用于治疗的抗原类型可分为TAA（肿瘤相关抗原）和TSAs（肿瘤特异性抗原）。下面，将介绍每种抗原亚型的特点，包括与HNSCC癌症疫苗治疗相关的抗原亚型。
1、肿瘤相关抗原
肿瘤相关抗原在癌细胞中过表达，但在正常组织中通常很少。肿瘤相关抗原是非突变抗原，被认为适用于多种癌症。然而，作为疫苗靶标的TAA可能在正常组织中诱导自身免疫毒性，如结肠炎、肝炎或急性呼吸衰竭。到目前为止，许多使用TAA的疫苗研究已经成功，但无临床疗效。TP53/ target=_blank class=infotextkey>P53是HNSCC中最常见的突变基因,TP53四聚体试剂可识别HNSCC中特定的内源性抗原特异性T细胞。在I期临床研究中，以WT肽为载体患者源DCs（树突细胞）注入HNSCC患者的腹股沟淋巴结(NCT00404339)，结果显示，11/16例出现TP53特异性T细胞增加，4/16例分泌干扰素-γ。肿瘤睾丸抗原是在多种肿瘤中表达的TAA，但在生殖系统组织中表达有限，包括卵巢或睾丸。一般来说，生殖系组织不表达MHC-I分子，CTA在正常组织中不太可能引起自身免疫反应。已知的肿瘤睾丸抗原仅在个别癌症类型中表达，降低了抗原呈递过程的适用性。Zandberg等人发表了一项HNSCC I期试验，他们在7名复发转移HNSCC患者使用MAGE-A3疫苗，发现4/7出现T细胞和抗体反应，没有发现严重副作用。另有报道称，一项I期试验(UMIN000008379)是将三种CTA联合皮下注射，他们注射了仅限于HLA-A24（人类白细胞抗原-A24）的短肽，并显示只有注射HLA-A24肽的患者，才能观察到多肽特异性的CD8+T细胞反应。值得注意的是，对所有三种CTA都有反应的患者表现出了更好的OS，这表明几个表位的组合可能有助于延长OS。
2、肿瘤特异性抗原
由于肿瘤细胞表达的特异性，理论上肿瘤特异性抗原是更具吸引力的免疫靶点。肿瘤特异性抗原被免疫系统识别为非自身抗原，与TAAs相比，诱导自身免疫的可能性较小。肿瘤特异性抗原分为与病毒感染相关的外源抗原或由核酸多态性及缺失突变所致的肿瘤新抗原。
在过去的二十年中，HPV相关的HNSCC患者急剧增加，病毒特异性蛋白已被作为靶点。T细胞可以识别HPV相关癌症(包括HNSCC和宫颈癌)中的病毒抗原，与HPV相关的癌蛋白如E6和E7可以作为这些肿瘤的靶点。一项初步研究(NCT00257738)用HPV-16衍生肽与HIV衍生“Penetrin”肽联合治疗复发的HNSCC患者，显示了接种患者PBMC（外周血单个核细胞）的T细胞反应。一项II期临床试验(NCT02426892)将nivolumab和HPV-16疫苗ISA101联合用药，在24例难治性HPV相关癌患者中（22例为口咽癌患者）检测ISA101长肽，结果显示，总有效率为33%，中位OS为17.5个月。
鼻咽癌是EBV相关的恶性肿瘤，EBNA1和LMP2是病毒特异性抗原。在一项临床试验(NCT01147991)中，使用修饰的牛痘病毒Ankara编码功能失活的EBNA1和LMP2作为治疗性疫苗，也观察到CD4+/CD8+T细胞反应。癌症特异性体细胞突变分为驱动突变和乘客突变，每个患者的HLA类型的多样，但只有有限的患者可能受益，使用乘客突变中的新抗原组合进行疫苗接种显示出新的希望，从个别患者特有的乘客突变中选择新抗原是一个可发展的领域。
四、肿瘤特异性抗原选择方法
准确地预测TSA是一件具有挑战性的事情，传统的cDNA文库筛选方法工作量大，在从富含GC序列或低表达转录物中检测TSA效率低下。通过癌症基因组学使NGS数据(整个外显子组和RNA-SEQ)与计算机分析相结合来预测新表位会出现许多假阳性。目前MS(质谱分析)癌细胞MHC分子上呈现的多肽来识别新表位准确度比较高。
一些新表位与MHC-I的亲和力很低，在计算机分析中可能会遗漏，而MS具有高度特异性和稳健性。然而，MS新抗原的鉴定并不广泛，需要人工合成候选多肽，需要一定的时间。针对加速新抗原识别的多个研究也在进行中，目前没有完美的解决方法。
五、疫苗接种
1、多肽疫苗
多肽疫苗通常被认为是安全且比较最常见的技术。缺点是该疫苗需要2-3个月才能发挥作用，对生存期短的患者来说没有意义。许多使用肽疫苗的临床试验已经完成。11个氨基酸以下的短肽不需要APC处理，可有效地与有核细胞的MHC-I结合。然而，当T细胞被没有共刺激因子APCs以外的有核细胞刺激时，可能会诱导无能或功能障碍。20到35个氨基酸合成的长肽被DCs有效地处理后，可以出现在有共刺激因子的MHC-I和MHC-II分子上。因此，我们认为SLP（合成的长肽）能够平衡地激活有很强MHC-I和MHC-II表位的CD4+a和CD8+T细胞。
通过接种疫苗增加的新抗原特异性T细胞，可以在随后的抗PD-1治疗中得到获益，但这一观点需要试验验证。在一项使用小鼠口腔癌同基因小鼠癌细胞系的HNSCC临床前研究中，通过结合NGS数据和Insilo分析检测到了几个新的抗原，结果表明用突变的ICAM1新抗原衍生的SLP预防性接种，可诱导T细胞反应和强大的肿瘤抑制。HNSCC具有相对较高的TMB，使用新抗原衍生的SLP的肿瘤疫苗是治疗HNSCC的一种有希望的方法。
2、DNA疫苗
DNA和RNA核酸疫苗比肽类疫苗更容易、更快地合成。DNA疫苗由编码抗原的细菌质粒制成，通常与IL-2和粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子等免疫刺激分子一起使用。DNA疫苗具有相对稳定性，可由APC的MHC-I和MHC-II提呈，能激活CD4+和CD8+T细胞。质粒DNA还能通过双链DNA结构识别激活天然免疫应答。DNA疫苗需要穿透核膜才有效。因此许多方法都试图提高核传递的效率，如电穿孔和“基因枪”技术。
3、RNA疫苗
RNA疫苗的优势是它们不需要穿透核膜，在 APC的细胞质中就可以发挥作用。尽管RNA相对DNA不稳定，但合成的RNA疫苗相对稳定。在晚期黑色素瘤患者的I期试验中，静脉注射了编码四种不同内源性自身抗原的RNA表位。形成脂质体复合物。RNA-脂质体复合物有效地被树突状细胞摄取，并观察到抗原特异性T细胞反应。
结论
基因组学和癌症免疫学的最新显著进展突出表明，癌症疫苗接种可能代表着一种个性化、有效的癌症治疗方法。由于HNSCC是一种TMB相对较高的肿瘤类型，肿瘤疫苗治疗可能适用于难治性HNSCC。新抗原疫苗是高度个性化的治疗，能够解决每个患者的肿瘤异质性，有效地检测新表位和接种疫苗仍是困难的挑战。
参考文献：Shibata H, Zhou L, Xu N, Egloff AM, Uppaluri R. Personalized cancer vaccination in head and neck cancer. Cancer Sci. 2021 Mar;112(3):978-988. doi: 10.1111/cas.14784. Epub 2021 Jan 27. PMID: 33368875; PMCID: PMC7935792.