潮科技 | 入选2019年“十大突破性技术”,​“神药”定制癌症疫苗普及并不遥远
栏目:新闻 发布时间:2019-06-24 08:44

作者 | 合力投资、苏小平博士(苏小平博士是肿瘤免疫学家,格源致善首席科学家)

编辑 | 石亚琼

2019年2月27日(北京时间),《麻省理工科技评论》(MIT Technology Review)公布了2019年度“十大突破性技术(10 Breakthrough Technologies)”榜单。自2001年首次发布起,这份以“人类福祉”为目标的榜单每年都会受到全世界科技相关行业人士的关注,一尝前沿科技盛宴,对产业发展脉络也能一目了然。

2019十大突破性技术一览

继詹姆斯·艾利森(James P. Allison)和本庶佑(Tasuku Honjo)凭借“抑制负面免疫调节的癌症疗法”捧得2018年诺贝尔生理学或医学奖后,此次定制癌症疫苗(Custom cancer vaccines)的闪亮登榜无疑再次为癌症免疫治疗研究打上了闪亮的印戳。或许在肉眼可见的未来,癌症将不再被冠以“无治之症”的称号,故事里的“神药”也正逐渐化为现实。

定制癌症疫苗,开启免疫治疗“千人千面”新时代

传统的癌症疗法无非就是手术、化疗和放疗,虽然能对癌细胞构成一定的杀伤作用,但同时也极大影响了健康细胞和患者的生活质量。

而定制癌症疫苗则不同,它能通过识别各种肿瘤的特异性突变,激发人体免疫系统,调动人体的天然防御力针对性地破坏肿瘤细胞。这样一来,不但能有效遏制癌症的发展,也不会对健康细胞产生大规模损害。

定制癌症疫苗入选“十大突破性技术”

听来似乎癌症疫苗离我们还很遥远,然而事实上,在2008年遗传学家公布了癌细胞的第一个序列时,针对癌症疫苗的研究就已经开始了。那一年,是人类基因组计划完成后的第五年。

随后,科学家通过对癌细胞、健康细胞和其它肿瘤细胞的DNA进行三者比对发现,所有癌细胞都带有数百上千个特定突变,更重要的是,其中大多数突变是各类肿瘤特有的。这一结论不但让人类对癌细胞有了突飞猛进的认知,也为癌症疫苗针对特定肿瘤产生免疫效应的研究奠定了基础,更让疫苗的“定制”成为了可能。

在本次“十大突破性技术”榜单评选中,《麻省理工科技评论》参照了2008年创立于德国的定制癌症疫苗公司BioNTech,创立后不久,BioNTech就证实了含有肿瘤突变拷贝的疫苗可催化免疫系统产生T细胞,促使让人体做好发现、攻击并摧毁含有这些突变的细胞的准备。目前,BioNTech正在设计新的生产技术,以期更廉价、快速地生产数千种定制疫苗。此外,公司正在针对至少10种实体癌种进行试验,目标在全球招募560名志愿者。

定制癌症疫苗简示图

在我国,个性化癌症疫苗也正在飞速研发的进程中。以格源致善等为代表的一批专注肿瘤免疫治疗的精准医疗企业,已经有了明确的科研进展和初步结论,目前已处在临床试验阶段,预计在2020年就会有更进一步的结论和药物落地。

当然,定制癌症疫苗的应用依然存在挑战。完成肿瘤活检并充分获得DNA测序分析后方可进入疫苗制备阶段,但是,一旦疫苗完成生产就要及时为患者接种,任何延误造成的药物变化可能都是致命的。因而,如何降低定制癌症疫苗的成本,如何优化提升癌症疫苗药物的效力,是全球相关领域研究者们共同的课题。

技术落地在途,应用普及并不遥远

定制癌症疫苗可以说在人类摸索癌症疗法的路途上点燃了新的火把,那等它应用普及后,又会是怎样的情景呢?

格源致善首席科学家、肿瘤免疫学专家苏小平博士为我们描绘了这样一个场景:

在一次某钢铁企业的退休员工体检中,王先生、倪先生和陈先生被查出罹患非小细胞肺癌,3位患者年龄在63至69周岁之间,曾经都是该集团旗下冶钢工厂的一线工人。他们所患的癌种相同,主要诱因都是长期从事吸入性职业。

通过基因测序,发现3位患者虽癌种相同,但与肿瘤相关的突变细胞却截然不同。明确了突变信息,数据系统就会基于不同的突变给出3位患者各自的疫苗制备方案。医生根据患者的实际情况进行调整后,就能从药房既有的治疗性肿瘤疫苗库中挑选针对性的疫苗进行有机组合,即可出具药物清单。

注射前,注射室只需根据药单完成疫苗配制,就能为王先生、倪先生和陈先生进行注射治疗了。定制癌症疫苗进入人体后,会激发特异性的免疫反应,逐渐筑起自身免疫高墙,进一步杀死肿瘤细胞。

所以,跳出“同病同药”的传统路数,因人而异、对症用药,唤醒患者免疫系统战胜肿瘤细胞,是该类疫苗“定制”和“个性化”的核心。

定制癌症疫苗技术的前世今生

苏小平博士告诉我们:“定制癌症疫苗,也叫作个性化肿瘤疫苗,属于肿瘤免疫治疗中的新成果。事实上,癌症免疫治疗之父William B. Coley早在1893年就发现了化脓性链球菌所分泌的丹毒毒素能够引起肉瘤晚期患者的肿瘤消退。由于当时人们对肿瘤缺乏认识,使肿瘤免疫治疗的发展沉寂了一个多世纪。所以,肿瘤免疫领域的发展其实比我们所看到的更漫长,只是近年来的连续突破让这个领域站到了所有人的面前。”

如今,随着对癌症的认识日益加深,癌症产生于体细胞突变导致的细胞异常已是学界公认的法则。新型免疫疗法的兴起,也证明了免疫系统在癌症治疗中举足轻重的地位。免疫检查点阻断类药物临床应用取得的成功就是最好的证明,两位主要研究者美国免疫学家詹姆斯·P·艾利森以及日本免疫学家本庶佑因此获得2018年诺贝尔生理学医学奖。

如果我们将免疫系统比喻为一辆汽车,那么免疫监测点就是这辆汽车的“刹车”,使用抗体阻断免疫检测点就相当于给汽车“松刹车”,实践已经证明给免疫系统“松刹车”,免疫系统这辆“汽车”可以跑得更快以杀灭肿瘤。

那么加油门是否也能有相似的效果呢?研究证明免疫系统确实有这个“油门”,这个“油门”就是肿瘤突变。2017年,美国的Catherine Wu研究团队为6位黑色素瘤患者制作了基于肿瘤突变的定制癌症疫苗,结果显示6位患者中,4人在32个月内无复发,另2位肺转移患者复发后接受免疫检查点阻断辅助治疗,最终获得完全缓解;同时德国的Ugur Sahin研究团队为13名黑色素瘤患者制定个性化疫苗,结果显示13位患者中,8位患者在23个月内无复发,其余5位患者在肿瘤扩散后接种疫苗,其中2人肿瘤缩小,1人接受免疫检查点阻断辅助治疗后完全缓解。

这两项临床研究充分展现了定制癌症疫苗在激发人体自身免疫后发挥的强大抗癌能力,还验证了同时给免疫系统这辆“汽车”松刹车和加油门可以取得更好的肿瘤治疗效果。

从整个过程来看,定制癌症疫苗的治疗阶段包括全面鉴定个体突变、新表位的计算预测,直至为每位患者设计和制造独特的疫苗。其中,基因测序这一庞大而复杂的计算体系,是助力研究者们快速找寻肿瘤突变基因的关键技术。在精准医疗快速发展的未来五年中,基因测序技术的进一步发展为研究者们锁定肿瘤基因靶点提供了强有力的支撑。目前,在免疫疗法研究快速迈进的前提下,结合大数据及人工智能的高速发展,更多肿瘤的变异基因及新抗原的发现也成为了可能。基于学术与技术的结合,在未来五年,定制癌症疫苗完全可以利用个体突变,为癌症患者开辟全新的专属治疗道路。

当然,研究者们的目标绝不仅是取得治疗性疫苗方面的突破,针对癌症的预防性肿瘤疫苗将成为紧接着的课题。或许在5年后,类似宫颈癌疫苗(HPV)的预防性肿瘤疫苗将越来越多地出现,到那时,从将癌症变成慢性病,发展到预防癌症的发生也就指日可待了。

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PS:

文中图片引用自《麻省理工科技评论》。

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