新抗原：从细胞治疗到肿瘤疫苗，再到双抗、ADC

肿瘤细胞在突变中会表达正常细胞所没有的异常蛋白，被称为肿瘤新（生）抗原。靶向新抗原的免疫治疗可以克服机体的免疫耐受，从而产生较强的抗肿瘤免疫反应。随着近些年检测及预测技术的不断突破，这类肿瘤精准免疫治疗发展迅速。

2014年，美国国立卫生研究院（NCI）Steven Rosenberg团队首次通过新抗原反应性CD4+ TIL方法控制了一名转移性胆管癌患者的病情。[参考资料2]

2015年，一项小型I期试验描述了3名晚期黑色素瘤患者，在接受新抗原DC肿瘤疫苗后，显示出增强的抗肿瘤免疫反应。[参考资料3]

近两年，越来越多的研究报道了靶向新抗原的TCR模拟（TCRm）抗体和突变相关新抗原（MANA）特异性抗体策略的开发，在实体瘤中潜力初显。[参考资料6-8]

图.新抗原的发展[参考资料1]

本文将总结新抗原作为新兴靶点的主要优势，及新抗原当前在细胞治疗、肿瘤疫苗、抗体中的进展。

图.新抗原靶向免疫疗法的作用机理[参考资料1]

01、新抗原靶标的优势

具体来说，新抗原可以通过各种机制由肿瘤引起，包括基因组变异、转录组突变、翻译后修饰（PTM）和病毒编码的开放阅读框（ORF）。

它可以是肿瘤细胞因基因组突变而产生的自身抗原，还可以来源于失调的RNA剪接，以及无序的翻译后蛋白修饰所产生的蛋白质或肽。对于具有病毒感染的癌症，例如HPV阳性宫颈癌和EBV相关鼻咽癌，也可以通过病毒编码的ORF产生新抗原。

表. 不同新抗原的优缺点和相关适应症[参考资料1]

来源于这些突变的新生抗原可以被MHC呈递，引起CD8+ T或CD4+ T淋巴细胞的有效应答。

图.新抗原的产生和呈递[参考资料1]

与其他类型的肿瘤抗原，如癌睾丸抗原（CTAs）和肿瘤相关抗原（TAAs）相比，新抗原在正常组织中不表达，在肿瘤特异性方面具有明显的优势，不会对非肿瘤组织产生脱靶损伤，具有更好的安全性。

表. TAA与新抗原的不同特征[参考资料1]

此外，由于肿瘤新生抗原不在胸腺中表达，不受中枢耐受性的影响，与非突变的肿瘤相关抗原相比具有更强的肿瘤特异性免疫反应，同时为克服肿瘤耐药和预防复发提供了希望。

基于其肿瘤特异性和免疫遗传学的优势，新抗原可以作为癌症免疫疗法的新兴靶标，包括肿瘤疫苗、过继性细胞治疗（ACT）和基于抗体的疗法。

图.新抗原靶向细胞治疗、肿瘤疫苗、双抗的优劣势[参考资料1]

新抗原靶向治疗可以是“个性化”也可以是“现货型”的，目前个性化新抗原还是主流。个性化新抗原是针对每个患者发现；共享新抗原的发现依赖于从大量的患者数据库中进行分析，一个例子是KRAS上G12D的突变。

共享新抗原的特征是特定癌症亚型的患者中共同呈现的免疫原性表位。与个体化新抗原疗法相比，基于共享新抗原的“现货型”疗法可以节约资源和时间。许多通用治疗技术已用于靶向公共新抗原，包括疫苗、双抗、细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和TCR-T细胞。

02、基于新抗原的治疗性疫苗

新抗原疫苗是刺激、增强和多样化抗肿瘤T细胞反应的有效方法。各种形式的新抗原疫苗，如肽、核酸和树突状细胞（DC）疫苗，正在对不同类型肿瘤患者的临床试验进行评估。

表.新抗原肿瘤疫苗的临床研究[参考资料1]

多肽疫苗

目前全球各类新抗原肿瘤疫苗研究中，多肽形式占比最大，原因是多肽最直接、成药性以及安全性相对较好、基础数据多；不过多肽也有缺点，就是不同序列多肽的理化性质差异较大，工艺路线和质量标准研究的难度较大。

最初的新抗原多肽疫苗以单表位的形式产生。为了克服肿瘤异质性、HLA单倍型多样性和抗原下调等问题，如今通常使用重叠肽或多表位长肽而不是单表位短肽来刺激T细胞中强大的免疫反应。此外，正在开发免疫刺激佐剂和多聚体制剂技术，以提高个性化肽疫苗接种的免疫原性。

基于合成肽的个性化新抗原疫苗已在肺癌、乳腺癌、膀胱癌、胰腺癌、小儿脑肿瘤、黑色素瘤和结直肠癌等适应症的临床研究中得到应用。

美国Dana Farber癌症研究所首创的NeoVax是一种靶向每例患者多达20种个体化新抗原表位的长肽疫苗，由合成新抗原长肽+佐剂poly-ICIC制成。

2021年1月发表在Nature Medicine杂志上的一项研究证实，在黑色素瘤患者中，NeoVax可诱导持续多年的T细胞反应，患者接受疫苗治疗4年后，疫苗引发的免疫反应依然强大，且能够有效控制癌细胞[参考资料4]。

今年1月，CDE官网显示，杭州纽安津生物的肿瘤新生抗原个体化多肽治疗性疫苗“注射用P01”临床试验申请（IND）已正式受理，成为国内首个正式受理的非细胞类的个体化肿瘤治疗性疫苗产品。

DNA/RNA疫苗

相比于多肽疫苗，DNA/RNA疫苗不受HLA限制，并且能够同时刺激细胞免疫与体液免疫，增强免疫反应。

mRNA制备简单、不同序列的抗原物质的理化性质相差不大、易于生产；缺点是稳定性差、成药性差。最近COVID-19 mRNA疫苗的成功揭示了mRNA技术安全、高效、快速的大规模生产等优势。

BioNTech和Moderna均已在新抗原mRNA肿瘤疫苗上有所配置。个性化mRNA-4157和BNT122疫苗的临床研究正在进行中（NCT03313778；NCT04486378），已有数据显示出良好的耐受性和新抗原特异性T细胞反应。

DNA制备简单、稳定性好，缺点是基因是否会整合到人类基因组尚无定论，存在安全性隐忧。与RNA和多肽疫苗相比，DNA疫苗能够在不影响其稳定性或溶解度的情况下适应任何序列，以低成本快速工业制造，无需复杂的冷链程序即可轻松储存。

DNA疫苗同一重组质粒可同时递送主要免疫表位和非常规表位，诱导针对多种抗原的广泛CTL反应，有可能克服肿瘤细胞抗原突变或缺失导致的免疫逃逸。

Geneos Therapeutics基于DNA质粒递送的新抗原疫苗不仅包含新抗原DNA，还包括编码细胞因子IL12的第二个质粒，该质粒在注射部位局部充当佐剂。其大容量能为每位患者定制达80种新抗原。

目前正在开展GT-30联合抗PD1治疗晚期肝细胞癌（HCC）的Ib/IIa期临床试验（NCT04251117），以及GT-10、GT-20治疗胶质母细胞瘤（GBM）的I期临床试验（NCT04015700）。

GT-30联合Keytruda治疗HCC的初步临床数据显示，患者ORR达30.4%，包括3例CR、4 例PR、6例SD。

DC疫苗

DC是专业的抗原呈递细胞 （APC），负责将抗原摄取、加工和呈递到T细胞以激活免疫反应。DC肿瘤疫苗的优势表现在新抗原的负载在体外进行，影响因素相对较少，缺点是需要抽血、细胞分离、诱导成熟、抗原负载、细胞扩增、操作步骤复杂、质量难于控制，存在安全性隐患。

DC疫苗可以通过多种方式靶向新抗原，包括自体肿瘤的完整mRNA脉冲、合成肽脉冲和自体全肿瘤裂解物(WTL)脉冲以及与肿瘤细胞融合的脉冲。[参考资料5]

mRNA转染是DC细胞产生新抗原最简单的方法。除了引入新的抗原，mRNA电穿孔还可以向DC输送功能蛋白，提供额外的激活和成熟信号。

合成肽直接脉冲也相对简单，但需要准确地识别和预测个体中现有的合适表位，然后将这些表位合成多肽甚至全长蛋白质，以适当地触发患者DC上的HLA呈递。

目前，关于个性化新抗原负载的DC疫苗大多在临床处于I期阶段，进入临床研究和开发的这类肿瘤疫苗更多是在学术界。

不久前（2月18日），中生康元的一项个性化DC疫苗注册临床申请获NMPA受理。该疫苗负载多个肿瘤新生抗原多肽，临床适应症为泛癌种实体肿瘤。

03、基于新抗原的过继性细胞治疗（ACT）

新抗原肿瘤疫苗总体上具有高可行性、良好安全性和更易于制造的特点。但ACT可能在疗效上更具有潜力。

具有高免疫原性的新抗原为ACT提供了极好的靶标，ACT采用患者自己自然存在的或基因工程的抗肿瘤淋巴细胞。基于新抗原的过继细胞疗法，包括TIL和具有新型TCR或CAR的基因工程免疫细胞，目前已成功用于治疗多种恶性肿瘤。

表.新抗原ACT的临床研究[参考资料1]

肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）

在实现完全和持久的肿瘤消退方面，新抗原特异性的TIL优于未分选的TIL，但新抗原反应性TIL的占比极少。

与肿瘤抗原特异性TCR的低亲和力相比，大多数新抗原特异性TCR表现出显著更高的亲和力，即使是对于表达水平相对较低的新抗原。因此，新抗原特异性TIL也可以应用于突变负荷低的肿瘤，不过需要适当的制造工艺扩展。

美国国立卫生研究院（NCI）Steven A. Rosenberg 作为1988年在临床上使用TILs的第一人，随后从TILs中分选到NeoAg TILs和TAA TILs并鉴定其功能。

2018年10月，西比曼与美国NCI签订了专利许可协议，利用NCI获得的非独家、可再次授权的全球性许可，用于下一代新抗原反应性TIL疗法的研发、生产以及商业化，用以治疗多种癌症。

基因工程肿瘤免疫细胞

免疫细胞，包括T细胞，自然杀伤（NK）细胞和巨噬细胞，可以在体外进行基因改造，以产生TCR和CAR，将细胞特异性重定向到新抗原。这些工程免疫细胞规避了新抗原反应性TIL比例有限等问题。

个性化新抗原特异性TCR-T细胞已在实体瘤中显示出很大潜力。最近开发的非病毒精确基因组编辑技术可以同时敲除内源性TCR基因并引入neoTCR，从而可以更快地产生临床级T细胞。

与TCR-T相比，CAR识别肿瘤抗原是以HLA非依赖的方式，这就使得经过CAR改造后的T细胞能够跨越HLA表达下调这一肿瘤细胞免疫逃逸机制。

实体瘤中特异性靶抗原的缺乏是CAR-T难以施展拳脚的第一大障碍。肿瘤新抗原给实体瘤患者带来了CAR-T治疗的希望。对于肿瘤特异性表面新抗原数量有限的问题，CAR-T可以通过增强识别肿瘤表面新抗原pMHC复合物的scFv的亲和力来克服。

实体瘤中基于新抗原的CAR-T疗法的一个例子是来自EGFRvIII突变的新抗原，EGFRvIII突变是由30%的胶质母细胞瘤患者自发的细胞外结构域片段框内缺失引起，这使其成为CAR-T疗法的理想靶点。动物模型显示，EGFRvIII靶向的CAR-T细胞可以控制肿瘤生长。

北京马力喏生物的自体抗EGFRvIII CAR-T细胞已在复发性胶质母细胞瘤患者的试点项目中进行评估（NCT02844062）。科济的管线中也布局了一款EGFR/EGFRvIII双靶点CAR-T细胞治疗KJ-C2112。

04、基于新抗原的抗体药物

基于抗体的免疫策略可以通过靶向公共新抗原，为患者开发“现货”产品。与无法靶向细胞内蛋白的常规抗体相比，TCR模拟（TCRm）抗体或突变相关新抗原（MANA）特异性抗体可以通过靶向pMHC复合物来识别细胞内新抗原。

TCRm抗体比TCR具有更大的亲和力，高亲和力已被证明对于最小化脱靶效应至关重要。新抗原靶向TCRm有望转化为多种治疗形式，包括全长抗体、ADC和双抗；甚至是CAR-T疗法。

基于抗体的治疗策略已被开发用于靶向原癌基因和抑癌基因（TSG）的公共新抗原。

来自原癌基因（如EGFR，KRAS，PIK3CA和CTNNB1）突变的新抗原已被鉴定，并转化为治疗形式。

双抗

一项研究使用噬菌体展示方法来生成突变RAS肽-HLA复合物特异性的scFv，并将其与抗CD3 scFv结合生成了RAS/CD3双特异性单链diabody（scDbs），在体外研究中诱导了T细胞活化并随后杀死表达突变RAS肽-HLA复合物的肿瘤细胞。[参考资料6]

TP53是一种众所周知的肿瘤抑制基因（TSG），具有广泛的高频突变，并为多种癌症所共有。

最近开发了一种基于p53突变的双特异性抗体，可以识别来自p53（R175H）热点突变和TCR–CD3复合物的新抗原。

通过与癌细胞上的p53（R175H）肽/HLA-A*02：01复合物以及T细胞上的TCR-CD3复合物高亲和力结合，这种双特异性抗体可以克服新抗原提呈的缺乏，并选择性地重定向T细胞以识别展示突变肽的癌细胞。[参考资料7]

ADC

另一项研究开发了靶向p53（125-134）/HLA-A24：02复合物的TCRm抗体，并偶联了细胞毒性药物PNU-159682，在体外和动物模型中抑制了突变p53表达结肠癌细胞的生长。[参考资料8]

表.各类新抗原靶向免疫治疗的优缺点[参考资料1]

SUMMARY

小结

新抗原肿瘤疫苗在临床中推进的脚步正在加速。国内布局肿瘤新抗原疫苗研发的企业较多，且国内具有样本更为丰富的优势，为进一步研发提供了重要的数据基础。

新抗原释放了细胞治疗和抗体药物的更多潜力，包括CAR-T在实体瘤、抗体在细胞内抗原的治疗前景。

值得一提的是，上文提及的几种策略在联合免疫检查点抑制剂方向上也是当前的一大趋势。

参考资料

1.Neoantigens: promising targets for cancer therapy. DOI: 10.1038/s41392-022-01270-x

2.Cancer Immunotherapy Based on Mutation-Specific CD4+ T Cells in a Patient With Epithelial Cancer. DOI: 10.1126/science.1251102

3. Cancer immunotherapy. A dendritic cell vaccine increases the breadth and diversity of melanoma neoantigen-specific T cells. DOI: 10.1126/science.aaa3828

4.Personal neoantigen vaccines induce persistent memory T cell responses and epitope spreading in patients with melanoma. DOI: 10.1038/s41591-020-01206-4.

5.Personalized Neoantigen-Pulsed DC Vaccines: Advances in Clinical Applications

6.Bispecific antibodies targeting mutant RAS neoantigens. DOI: 10.1126/sciimmunol.abd5515

7.Targeting a neoantigen derived from a common TP53 mutation.DOI: 10.1126/science.abc8697

8.Targeting mutant p53-expressing tumours with a T cell receptor-like antibody specific for a wild-type antigen. DOI: 10.1038/s41467-019-13305-z