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腺病毒（Ad）载体疫苗近些年频繁出现在大众的视野当中，是抗击新冠肺炎的主力军。其实，Ad疫苗的“业务范围”很广，它在肿瘤治疗中同样扮演着举足轻重的角色。
此前已有研究证实，编码肿瘤新生抗原的Ad载体疫苗与PD-1抑制剂联合使用，在小鼠模型中对肿瘤的抑制效果良好[1]。然而，这种联合治疗肿瘤的作用机制尚未被阐明。
近期，来自意大利Nouscom公司、意大利基因组医学研究所及坎迪奥洛癌症研究院的研究人员们发现，针对肿瘤新抗原的大猩猩腺病毒（GAd）疫苗与PD-1抑制剂联合使用，可增强新抗原特异性CD8+T细胞的干性，并使其数量增加、提高免疫原性，进而增强抗肿瘤疗效。该研究成果在Science Translational Medicine上发表[2]。
慢性抗原暴露后，CD8+T细胞耗竭并处于功能失调状态，因此对感染或肿瘤进展控制能力降低[3]。相比之下，Tcf1+干细胞样CD8+T（TSTEM）前体细胞仍然具有促进并且维持机体对抗肿瘤的有效免疫能力[4]。
有研究显示，在免疫检查点抑制剂（ICI）疗法中，Tcf1+CD8+T细胞的比例增加与ICI治疗反应持续时间延长呈现正相关[5]。因此，维持Tcf1+CD8+T细胞的分化对改善免疫治疗的疗效有重要作用，增加Tcf1+CD8+T细胞的数量，保持它们的自我更新能力，有望克服ICI遭遇的治疗耐药问题[6]。
同时，多项研究表明，PD-1抑制剂的临床疗效取决于靶向突变相关肿瘤新生抗原的CD8+T细胞的数量、质量和肿瘤浸润特性[7,8]。因此，肿瘤新生抗原成为了癌症疫苗的目标。
本项目研究人员将七个肿瘤新生抗原相关基因克隆到GAd载体中制备成GAd疫苗，并将GAd疫苗与PD-1抑制剂用于MC38荷瘤小鼠模型的治疗与评估。研究结果表明，GAd疫苗与PD-1抑制剂联合使用显著延长了小鼠的生存期，而这主要是由于GAd疫苗增强了CD8+T细胞对Adpgk和Reps1两种新表位的响应性，提高了新表位免疫原性。
GAd疫苗联合PD-1抑制剂通过增加肿瘤新生抗原反应性CD8+T细胞数量，进而抑制肿瘤生长
接下来，研究人员测定了给药后小鼠体内的CD8+记忆前体和效应T细胞的数量。结果表明，与单用PD-1抑制剂治疗组相比，加入GAd疫苗的联合给药组小鼠的脾脏、肿瘤组织和淋巴结中的Db-Adpgk+CD8+记忆前体细胞和特异性CD8+效应T细胞数量明显增加；并且，仅有一部分耗竭的T细胞出现在CD127-KLRG1-CD8+T细胞群中。
这些结果提示GAd疫苗提高了免疫原性，且GAd疫苗与PD-1抑制剂联合使用通过调节记忆前体和效应T细胞，促进了肿瘤新生抗原特异性CD8+T细胞的分化与扩增。
GAd疫苗联合PD-1抑制剂诱导肿瘤新生抗原反应性CD8+T细胞
GAd疫苗与PD-1抑制剂联合使用对T细胞的干性是否也有影响呢？
研究人员利用单细胞测序技术和主成分分析法检测出，GAd疫苗与PD-1抑制剂联合给药组淋巴结中的Db-Adpgk+CD8+T细胞主要在TSTEM前体细胞群中（69%），而肿瘤组织中Db-Adpgk+CD8+T细胞主要分布在耗竭的T细胞群（44%）和效应T细胞群（19%）。这表明，GAd疫苗与PD-1抑制剂联合促进了Db-Adpgk+CD8+T细胞在淋巴结中分化成TSTEM前体细胞，在肿瘤组织中分化成效应T细胞。
GAd疫苗联合PD-1抑制剂诱导了TSTEM前体细胞和效应T细胞
那么，这种TSTEM前体细胞和效应T细胞的增加又与什么有关呢？研究人员通过分析鉴定了330个独特和34个扩展T细胞受体（TCR）克隆型，发现在小鼠肿瘤组织和淋巴结中，GAd疫苗与PD-1抑制剂联合给药组对TCR克隆型的扩展和多样化具有显著的促进作用。说明TSTEM前体细胞和效应T细胞的增加与T细胞的克隆扩展息息相关。
GAd疫苗联合PD-1抑制剂促进了TCR克隆型扩展
随后，研究人员进行了临床试验，参与研究的12位癌症患者接受了一次GAd疫苗接种，再按照相应癌症疫苗的设计，三次接种改良痘苗病毒安卡拉株（MVA）强化抗肿瘤免疫，并结合每3周用一次PD-1抑制剂进行治疗；将受试者分为两组，分别给予1（低）、2（高）两种剂量。
给予剂量1的受试者的中位随访期为20.5个月（范围：18.1-22.5个月），给予剂量2的受试者的中位随访期为9.4个月（范围：1.7-15.2个月）。在研究的次要终点，疫苗的免疫原性通过检测干扰素（IFN）来进行评估。
结果显示，在给予1剂量疫苗的受试者中有67%被检测到有免疫原性，给予2剂量的受试者全部被检测出具有免疫原性。第一剂PD-1抑制剂给药后的基线反应平均值为~200 SFCs/百万人外周血单个核细胞（PBMCs），而接种疫苗后反应达到平均~1500 SFCs/百万PBMCs。
此外，研究人员从每个剂量组中各选取一位受试者，对反应的广度和动力学进行评估，两位受试者体内免疫原性反应时间均可至持续近26周。同时，两位受试者体内均检测到大量的IFN-γ+移码肽（FSP）特异性CD8+T细胞。
这表明，GAd疫苗联合PD-1抑制剂使用，可在人体内产生持续性肿瘤新生抗原特异性T细胞免疫反应。
GAd疫苗联合PD-1抑制剂诱导人产生持续性肿瘤新生抗原特异性T细胞反应
最后，研究人员对治疗中的TCR变异性进行了检测。检测的三位受试者体内TCR副本数量均增加，预示着GAd疫苗促进了TCR克隆型的扩增和多样化。
进一步的研究表明，TCR克隆型的扩增与效应记忆T细胞的RNA相对丰度增加有关。此外，研究人员还发现，肿瘤新生抗原特异性CD8+T细胞在GAd疫苗诱导下逐渐由外周血向肿瘤部位扩增、迁移。
GAd疫苗促进了肿瘤新生抗原特异性CD8+T细胞TCR克隆型的扩增和多样化
总而言之，研究人员发现，Ad载体疫苗和PD-1抑制剂联合使用治疗可以提高肿瘤新生抗原特异性CD8+T细胞的干性，维持并促进它们的增殖、扩增和向肿瘤部位转运的能力，促进并诱导记忆T细胞产生对抗肿瘤的免疫反应。
这种编码多种肿瘤新生抗原的Ad疫苗，有望协助克服PD-1抑制剂治疗的耐药性，有望成为癌症免疫治疗的有效新策略。
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参考文献：
[2]. D'Alise AM, Brasu N, De Intinis C, et al. Adenoviral-based vaccine promotes neoantigen-specific CD8+ T cell stemness and tumor rejection. Sci Transl Med. 2022;14(657):eabo7604. doi:10.1126/scitranslmed.abo7604
[3]. Pace L. Temporal and Epigenetic Control of Plasticity and Fate Decision during CD8+ T-Cell Memory Differentiation. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2021;13(12):a037754. Published 2021 Dec 1. doi:10.1101/cshperspect.a037754
[4]. Im SJ, Hashimoto M, Gerner MY, et al. Defining CD8+ T cells that provide the proliferative burst after PD-1 therapy. Nature. 2016;537(7620):417-421. doi:10.1038/nature19330
[5]. Sade-Feldman M, Yizhak K, Bjorgaard SL, et al. Defining T Cell States Associated with Response to Checkpoint Immunotherapy in Melanoma. Cell. 2019;176(1-2):404. doi:10.1016/j.cell.2018.12.034
[6]. Restifo NP, Smyth MJ, Snyder A. Acquired resistance to immunotherapy and future challenges. Nat Rev Cancer. 2016;16(2):121-126. doi:10.1038/nrc.2016.2
责任编辑丨谭硕
