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癌症预防成可能,疫苗研究有重大突破


2020-07-25

癌症预防成可能,疫苗研究有重大突破

癌症疫苗(cancer vaccine)是科学家致力研究 50 多年的技术,但直到最近他们才能确切证明癌症疫苗如何发挥作用。蒙特利尔大学(Université de Montréal)免疫学和癌症研究所(Institute for Research in Immunology and Cancer,IRIC)的研究小组,证明癌症疫苗真的有效用,未来有机会成为极其有效、非侵入式且具成本效益的抗癌方法。

这发现代表对癌症疫苗研究的重大突破,这是一项竞争激烈的研究,全世界众多团队都有参与。与其他团队不同的是,IRIC 在不寻常的地方寻找解决方案:非编码 DNA 序列(non-coding DNA sequences)。

辨识肿瘤特异性抗原

2000 年和 2005 年,许多研究表明免疫防御细胞,像是 T 淋巴细胞(T lymphocytes),能辨识和穿透癌细胞来攻击它们。「肿瘤被淋巴细胞渗入的时间越长,患者的存活时间就越长」,IRIC 团队的首席研究员 Claude Perreault 及 Pierre Thibault 和 Sébastien Lemieux 解释。「对那些肿瘤受到 T 淋巴细胞强烈攻击的患者,12 年前开发的一种能刺激免疫系统的药物,可以对抗 25% 的癌症病例。」Perreault 说。

T 淋巴细胞透过存在于癌细胞表面的外来抗原(antigen)或肽(peptide)来辨识肿瘤。然而,即使这些抗原被免疫系统辨识,这些抗原也没办法充分刺激免疫系统以使淋巴细胞靶向并破坏癌细胞。因此,研究疫苗的重点摆在辨识肿瘤特异性抗原(tumor-specific antigen),以便让免疫系统更有效地攻击癌细胞。所谓的肿瘤特异性抗原是只能在癌细胞表面找到,而不出现在正常细胞表面的抗原,能够让免疫细胞只针对癌细胞进行攻击。由于这些肿瘤特异性抗原是基因缺陷的结果,各种研究团队致力于追蹤负责编码出抗原和蛋白质的 DNA 片段,但他们并未成功。

非编码 DNA 为关键

「编码 DNA(Coding DNA)只占人类基因组的 2%,而非编码 DNA 估计占了 DNA 的 98%,可能是受 DNA 甲基化而使基因沉默不表达。我们的研究则专注在非编码 DNA。」Perreault 解释。

非编码 DNA(Non-Coding DNA)不包含製造蛋白质的指令,或只能製造出无转译能力的 RNA。过去科学家以为这些非编码 DNA 没有什幺作用,但近年的证据指出,非编码 DNA 带有一些重要讯息,可被编码 DNA 产出的蛋白质利用。

有效的疫苗测试

IRIC 团队藉由注射小鼠各种类型的癌细胞,鉴定来自非编码 DNA 的多种抗原,其中一些抗原对癌细胞有特异性(正常细胞没有),并在不同类型的癌细胞普遍都有。这让团队开发一种基于白血病细胞(leukemia cell)疫苗,使用的白血病细胞含有一些已鉴定的抗原,并对小鼠施打疫苗。这项实验的结果相当振奋人心。

「我们用来测试的每种抗原都消除了 10% 至 100% 的白血病。」Perreault 说。「有些抗原能在小鼠整个生命过程保护牠,就算再次对小鼠注射新的白血病细胞也能发挥防御机制,这表明疫苗有长效作用。」

癌症疫苗治疗白血病和肺癌的可能性

随后在人类的白血病细胞也鉴定出相同的抗原。Perreault 认为团队研究结果非常有前景,并替治疗人类白血病和肺癌的疫苗开闢了可能性。

IRIC 团队专注于白血病和肺癌这两种特定类型的癌症,因为它们在基因突变数量方面刚好处于相反的两端。肺癌相较于白血病,是基因突变数量较多的癌症。事实证明,该疫苗可有效治疗由少数突变引起的白血病,这也有助于发展此疗法对抗所有其他类型癌症的功效。

「我们不必为各种形式的癌症重新製造疫苗。」Perreault 指出。另一方面,开发人类疫苗的障碍之一是人类的遗传多样性远远大于小鼠。儘管如此,他认为人体临床试验可能在未来 2 到 3 年内开始进行。

开发针对由 IRIC 团队鉴定之抗原的疫苗,将是相当符合成本效益的癌症疗法,同时大大简化了治疗癌症的过程,特别是能避免接受化疗产生的许多副作用。

Perreault 总结说,IRIC 的多学科研究方法是使他们能得出这个新发现的重要因素,他们结合了基因组学(genomics)、生物资讯学(bioinformatics)和蛋白质组学(proteomics)。

研究已发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)期刊。


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