设为首页  |  加入收藏
 
  首 页
 科研方向 
 科研项目 
 科研成果 
 科研资源 
 
  当前位置:内容页面  
注射用重组人B7-H1肿瘤疫苗的研制
2010-04-14 09:41 张伟  发布范围:公开

课题来源

重大新药创制科技重大专项(候选药研究,No. 2009ZX09103-670

课题简介

1、肿瘤治疗的现状和展望

肿瘤仍然是严重危害人类健康的主要杀手。根据世界卫生组织的《世界癌症报告》预计到2020年全球范围内恶性肿瘤的发生将不断增长,每年发病达1500万人,死亡1000万人。国内肿瘤的死亡率在城市已上升为第一位,在农村为第二位。这意味着肿瘤治疗面临的形势十分严峻。传统的外科手术、放射治疗、化学药物治疗对肿瘤的治疗起了非常重要的作用。然而,对大多数肿瘤而言,这些治疗已显得力不从心,疗效非常有限,很难从根本上遏制肿瘤。

近些年来,一种新的治疗肿瘤的方法—生物治疗逐渐崭露头角,它的出现为肿瘤治疗开辟了一个新的领域,也为肿瘤患者带来了新的曙光。生物治疗是指通过生物反应修饰剂对肿瘤进行治疗的一种方法。它在临床治疗肿瘤方面发挥了积极的作用,因而被称为肿瘤治疗的第四种主要手段。

随着基因组计划的完成和蛋白质组计划的不断深入,一些与人类肿瘤生长密切相关的基因或蛋白质逐渐为人们所认识,随着研究的深入发展,这些基因或蛋白质中的一部分已经或者将会为肿瘤的生物治疗提供了良好的治疗靶点。肿瘤免疫治疗是肿瘤生物治疗的一种方式,也是近年来研究的热点之一,虽然肿瘤免疫治疗目前尚处于研究的初级阶段,但是,基于某些肿瘤分子靶点构建的肿瘤疫苗已显示出了较为出色的治疗作用,可以预见,肿瘤免疫治疗将是肿瘤治疗的一个重要的发展方向。

2、肿瘤疫苗的研究进展

肿瘤疫苗是近年来国内外研究的热点之一,其原理是通过激活患者自身免疫系统,利用肿瘤细胞或肿瘤抗原物质诱导机体的特异性细胞免疫和体液免疫反应,增强机体的抗癌能力,阻止肿瘤的生长、扩散和复发,以达到清除或控制肿瘤的目的。

随着分子生物学和基因工程的发展,肿瘤疫苗的研究取得了一定的进步,但由于技术的限制,目前肿瘤疫苗的研究多数停留在实验室或I/II期临床研究阶段,少有实际应用者。现阶段研究较多的肿瘤疫苗有肿瘤细胞疫苗、肿瘤抗原疫苗、肿瘤多肽疫苗、肿瘤基因工程疫苗、DC疫苗、抗独特型肿瘤疫苗等。总的来说,目前肿瘤疫苗的临床疗效还不理想,这是因为肿瘤疫苗普遍存在三个主要的缺陷:1)缺乏有效的肿瘤抗原;2)难以解决肿瘤免疫逃逸问题;3)免疫原性不强。尽管如此,肿瘤疫苗仍然是肿瘤免疫治疗研究的热点,其发展潜力依然巨大。

近年来,一种新型的以自身蛋白为靶点的蛋白疫苗进入了人们的视野,这种疫苗针对特定的疾病基因,应用范围广,用基因工程的方法可以大量制备。这种疫苗的构建策略是:以人的特定疾病相关基因为基本骨架,在基因的内部融合一个异源的T辅助细胞表位结构(增强免疫反应),将此重组基因通过大肠杆菌表达,再经纯化就可获得重组的蛋白疫苗,用此疫苗免疫患病的个体,就能够在体内产生抗特定疾病相关基因的抗体,有效的治疗由该基因过高表达引起的疾病。此方法与抗体治疗相比有很大的优势,例如,构建简单,获得容易,不用反复注射,疗效持续时间长,安全性好等等。上述这种疫苗的构建策略也为研发肿瘤疫苗开阔了思路。

3B7-H1是一个较理想的肿瘤疫苗靶抗原

B7-H1是共抑制分子家族的成员。分子量约为33kD,为I型跨膜糖蛋白,是一个与肿瘤免疫逃逸密切相关的分子。近年来的研究发现,B7-H1是一个较理想的肿瘤靶抗原,研究证据如下:

① 抑制B7-H1,对B7-H1阳性表达的肿瘤细胞生长有明显的抑制作用。B7-H1蛋白分子在正常组织中几乎不表达,但普遍存在于大量肿瘤细胞,如:肺癌、卵巢癌、结肠癌、膀胱癌、乳腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、胆囊癌、咽喉癌、肝癌、唾液腺癌、胃癌、甲状腺癌、黑色素瘤和T细胞淋巴瘤等(Dong H Brown J A)。B7-H1在肿瘤中这种广泛的分布和表达,提示B7-H1与肿瘤的生长有密切的关系。研究发现,用B7-H1转染小鼠肥大细胞瘤P815细胞株, 注射入免疫缺陷型小鼠内, 建立腹腔肿瘤模型, 结果发现小鼠的肿瘤呈进行性生长, 病理分析发现在肿瘤早期便出现腹腔广泛播散和血运转移。如果荷瘤小鼠的PD-1基因被敲除, 肿瘤生长即受到明显的抑制。有实验证据表明,抗B7-H1单抗能明显抑制B7-H1转染的P815荷瘤小鼠局部肿瘤的生长, 并出现良好的完全缓解率。此外,用可溶性的PD-1蛋白抑制B7-H1信号, 可以显著阻断接种有肝癌细胞株H22的皮下生长。这些实验证据表明,B7-H1在其阳性表达肿瘤中可能控制着肿瘤的生长或与肿瘤的生长密切相关。

② 抑制B7-H1,可以抑制肿瘤的免疫逃逸作用,提高机体免疫系统对肿瘤的杀伤作用。目前研究认为, B7-H1通过与PD-1结合后抑制TB细胞的功能, 抑制机体的特异性细胞免疫和体液免疫能力, 诱导特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)凋亡, 而使肿瘤细胞发生免疫逃逸,促进肿瘤生长。 肿瘤细胞表达B7-H1还使其对CTL的细胞毒杀伤效应敏感性下降, 提示B7-H1信号能通过诱导特异性CTL凋亡, 促使肿瘤细胞发生免疫逃逸。显而易见,B7-H1作为一个重要的肿瘤免疫抑制分子在肿瘤的免疫逃逸方面起到了十分重要的作用,因此,阻断B7-H1的表达水平,则可抑制肿瘤的免疫逃逸作用,从而提高机体免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用。

③抑制B7-H1可协同化疗药物更好的发挥抗肿瘤作用。在化疗过程中,肿瘤细胞的耐药性一直是肿瘤治疗的瓶颈。Zhang P等人研究发现预防性化疗药物,如紫杉醇、足叶乙甙和5-氟尿嘧啶均可以诱导人乳腺癌细胞B7-H1表达增多。且这种上调的B7-H1可以介导特异性T细胞的凋亡。因此,阻断B7-H1对于防止肿瘤患者体内肿瘤细胞引T细胞凋亡十分重要。在治疗胰腺癌的研究中,Nomi T等人发现应用吉西他滨化疗后使用阻断B7-H1治疗可显著增强抗肿瘤效应,且吉西他滨与阻断B7-H1同时使用可显著增强该化疗药所诱导的无明显毒性的全面抗肿瘤反应。尽管作用机理不清,但B7-H1作为一个关键分子已被应用于化疗辅助治疗中。

④抑制B7-H1可协同特异性肿瘤疫苗治疗不表达B7-H1的肿瘤。Li N等人报道,用抗体阻断B7-H1的治疗方法对不表达B7-H1的肿瘤无明显抑制作用。但使用改构的肿瘤疫苗联合阻断B7-H1治疗,则可以极大地提高其抗肿瘤免疫反应。该结果表明,对不表达B7-H1的肿瘤,必须使用能引发特异性免疫反应的肿瘤疫苗来诱导特异性CTL产生,继而通过阻断B7-H1来促进肿瘤疫苗更好的发挥其抗肿瘤作用。所以,对于不表达B7-H1的肿瘤,需要使用肿瘤疫苗引发机体产生特异性抗肿瘤免疫反应,从而利用阻断B7-H1的方法来发挥最佳的抗肿瘤作用。

4B7-H1肿瘤疫苗的设计思路及其抗肿瘤作用的验证

鉴于B7-H1在肿瘤细胞的广泛表达和在肿瘤免疫逃逸中的重要作用,我们设想如果以B7-H1为肿瘤靶抗原,构建一个抗肿瘤疫苗,将会为肿瘤的免疫治疗提供一种新的选择药物。为此,我们设计了一个B7-H1肿瘤疫苗,其构建的方式为:以人B7-H1胞外区序列为基本骨架,在其5´端融合了一个破伤风类毒素的T辅助细胞表位结构。此疫苗的设计思路包括两点:1)靶抗原的考虑。B7-H1表达于多种肿瘤细胞,与肿瘤生长密切的相关;此外, B7-H1是参与肿瘤免疫逃逸的重要分子。因此,以B7-H1为靶点抑制B7-H1的表达,有可能产生双重抑制肿瘤生长的作用。2)增强疫苗的免疫原性。文献表明,破伤风类毒素T辅助细胞表位是一个异源的T辅助细胞表位,能有效地增强疫苗的免疫原性。

我们设计的疫苗巧妙地弥补了一般肿瘤疫苗存在的三个不足,具体表现为:1)可直接抑制B7-H1阳性表达肿瘤细胞的生长;2)可针对性地阻断肿瘤的免疫逃逸;3)通过破伤风类毒素T辅助细胞表位来加强疫苗的免疫原性。 这样的组合使该疫苗既有直接抑制B7-H1阳性表达的肿瘤细胞,又有抑制肿瘤的免疫逃逸的功能。我们在大肠杆菌中表达和纯化了该疫苗。通过体外实验证明,该疫苗免疫小鼠后可产生高滴度的抗人B7-H1多克隆抗体,该抗体能与人和小鼠肿瘤细胞表面的B7-H1相结合。用该疫苗免疫B7-H1阳性的荷瘤小鼠,对肿瘤细胞的生长具有显著的抑制作用。此外,该疫苗通过与HER2肿瘤疫苗联合应用,能显著增强HER2肿瘤疫苗诱导的体液和细胞免疫反应,进一步提高HER-2肿瘤疫苗的抑瘤效果。表明B7-H1肿瘤疫苗是一个既具有特异性抑制B7-H1阳性肿瘤细胞的生长作用,又具有广谱性抑制肿瘤免疫逃避作用,还具有协同治疗B7-H1阴性肿瘤作用的新型肿瘤疫苗。通过本课题的进一步研究,该疫苗有望为肿瘤的预防复发和治疗提供一个新的候选药物。

关闭窗口
   
 
 联系我们 | 网站地图 | 返回首页 

版权所有:第四军医大学 学校地址:西安市长乐西路17号
电子邮箱:webmaster@fmmu.edu.cn 陕ICP备05006911号