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潮科技 | 入選2019年「十大突破性技術」,「神葯」定製癌症疫苗普及並不遙遠

作者 | 合力投資、蘇小平博士(蘇小平博士是腫瘤免疫學家,格源致善首席科學家)

編輯 | 石亞瓊

2019年2月27日(台灣時間),《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review)公布了2019年度「十大突破性技術(10 Breakthrough Technologies)」榜單。自2001年首次發布起,這份以「人類福祉」為目標的榜單每年都會受到全世界科技相關行業人士的關注,一嘗前沿科技盛宴,對產業發展脈絡也能一目了然。

2019十大突破性技術一覽

繼詹姆士·艾利森(James P. Allison)和本庶佑(Tasuku Honjo)憑藉「抑製負面免疫調節的癌症療法」捧得2018年諾貝爾生理學或醫學獎後,此次定製癌症疫苗(Custom cancer vaccines)的閃亮登榜無疑再次為癌症免疫治療研究打上了閃亮的印戳。或許在肉眼可見的未來,癌症將不再被冠以「無治之症」的稱號,故事裡的「神葯」也正逐漸化為現實。

定製癌症疫苗,開啟免疫治療「千人千面」新時代

傳統的癌症療法無非就是手術、化療和放療,雖然能對癌細胞構成一定的殺傷作用,但同時也極大影響了健康細胞和患者的生活質量。

而定製癌症疫苗則不同,它能通過識別各種腫瘤的特異性突變,激發人體免疫系統,調動人體的天然防禦力針對性地破壞腫瘤細胞。這樣一來,不但能有效遏製癌症的發展,也不會對健康細胞產生大規模損害。

定製癌症疫苗入選「十大突破性技術」

聽來似乎癌症疫苗離我們還很遙遠,然而事實上,在2008年遺傳學家公布了癌細胞的第一個序列時,針對癌症疫苗的研究就已經開始了。那一年,是人類基因組計劃完成後的第五年。

隨後,科學家通過對癌細胞、健康細胞和其它腫瘤細胞的DNA進行三者比對發現,所有癌細胞都帶有數百上千個特定突變,更重要的是,其中大多數突變是各類腫瘤特有的。這一結論不但讓人類對癌細胞有了突飛猛進的認知,也為癌症疫苗針對特定腫瘤產生免疫效應的研究奠定了基礎,更讓疫苗的「定製」成為了可能。

在本次「十大突破性技術」榜單評選中,《麻省理工科技評論》參照了2008年創立於德國的定製癌症疫苗公司BioNTech,創立後不久,BioNTech就證實了含有腫瘤突變拷貝的疫苗可催化免疫系統產生T細胞,促使讓人體做好發現、攻擊並摧毀含有這些突變的細胞的準備。目前,BioNTech正在設計新的生產技術,以期更廉價、快速地生產數千種定製疫苗。此外,公司正在針對至少10種實體癌種進行試驗,目標在全球招募560名志願者。

定製癌症疫苗簡示圖

在我國,個性化癌症疫苗也正在飛速研發的進程中。以格源致善等為代表的一批專註腫瘤免疫治療的精準醫療企業,已經有了明確的科研進展和初步結論,目前已處在臨床試驗階段,預計在2020年就會有更進一步的結論和藥物落地。

當然,定製癌症疫苗的應用依然存在挑戰。完成腫瘤活檢並充分獲得DNA測序分析後方可進入疫苗製備階段,但是,一旦疫苗完成生產就要及時為患者接種,任何延誤造成的藥物變化可能都是致命的。因而,如何降低定製癌症疫苗的成本,如何優化提升癌症疫苗藥物的效力,是全球相關領域研究者們共同的課題。

技術落地在途,應用普及並不遙遠

定製癌症疫苗可以說在人類摸索癌症療法的路途上點燃了新的火把,那等它應用普及後,又會是怎樣的情景呢?

格源致善首席科學家、腫瘤免疫學專家蘇小平博士為我們描繪了這樣一個場景:

在一次某鋼鐵企業的退休員工體檢中,王先生、倪先生和陳先生被查出罹患非小細胞肺癌,3位患者年齡在63至69周歲之間,曾經都是該集團旗下冶鋼工廠的一線工人。他們所患的癌種相同,主要誘因都是長期從事吸入性職業。

通過基因測序,發現3位患者雖癌種相同,但與腫瘤相關的突變細胞卻截然不同。明確了突變信息,數據系統就會基於不同的突變給出3位患者各自的疫苗製備方案。醫生根據患者的實際情況進行調整後,就能從藥房既有的治療性腫瘤疫苗庫中挑選針對性的疫苗進行有機組合,即可出具藥物清單。

注射前,注射室只需根據藥單完成疫苗配製,就能為王先生、倪先生和陳先生進行注射治療了。定製癌症疫苗進入人體後,會激發特異性的免疫反應,逐漸築起自身免疫高牆,進一步殺死腫瘤細胞。

所以,跳出「同病同葯」的傳統路數,因人而異、對症用藥,喚醒患者免疫系統戰勝腫瘤細胞,是該類疫苗「定製」和「個性化」的核心。

定製癌症疫苗技術的前世今生

蘇小平博士告訴我們:「定製癌症疫苗,也叫作個性化腫瘤疫苗,屬於腫瘤免疫治療中的新成果。事實上,癌症免疫治療之父William B. Coley早在1893年就發現了化膿性鏈球菌所分泌的丹毒毒素能夠引起肉瘤晚期患者的腫瘤消退。由於當時人們對腫瘤缺乏認識,使腫瘤免疫治療的發展沉寂了一個多世紀。所以,腫瘤免疫領域的發展其實比我們所看到的更漫長,只是近年來的連續突破讓這個領域站到了所有人的面前。」

如今,隨著對癌症的認識日益加深,癌症產生於體細胞突變導致的細胞異常已是學界公認的法則。新型免疫療法的興起,也證明了免疫系統在癌症治療中舉足輕重的地位。免疫檢查點阻斷類藥物臨床應用取得的成功就是最好的證明,兩位主要研究者美國免疫學家詹姆士·P·艾利森以及日本免疫學家本庶佑因此獲得2018年諾貝爾生理學醫學獎。

如果我們將免疫系統比喻為一輛汽車,那麼免疫監測點就是這輛汽車的「剎車」,使用抗體阻斷免疫檢測點就相當於給汽車「松剎車」,實踐已經證明給免疫系統「松剎車」,免疫系統這輛「汽車」可以跑得更快以殺滅腫瘤。

那麼加油門是否也能有相似的效果呢?研究證明免疫系統確實有這個「油門」,這個「油門」就是腫瘤突變。2017年,美國的Catherine Wu研究團隊為6位黑色素瘤患者製作了基於腫瘤突變的定製癌症疫苗,結果顯示6位患者中,4人在32個月內無複發,另2位肺轉移患者複發後接受免疫檢查點阻斷輔助治療,最終獲得完全緩解;同時德國的Ugur Sahin研究團隊為13名黑色素瘤患者制定個性化疫苗,結果顯示13位患者中,8位患者在23個月內無複發,其餘5位患者在腫瘤擴散後接種疫苗,其中2人腫瘤縮小,1人接受免疫檢查點阻斷輔助治療後完全緩解。

這兩項臨床研究充分展現了定製癌症疫苗在激發人體自身免疫後發揮的強大抗癌能力,還驗證了同時給免疫系統這輛「汽車」松剎車和加油門可以取得更好的腫瘤治療效果。

從整個過程來看,定製癌症疫苗的治療階段包括全面鑒定個體突變、新表位的計算預測,直至為每位患者設計和製造獨特的疫苗。其中,基因測序這一龐大而複雜的計算體系,是助力研究者們快速找尋腫瘤突變基因的關鍵技術。在精準醫療快速發展的未來五年中,基因測序技術的進一步發展為研究者們鎖定腫瘤基因靶點提供了強有力的支撐。目前,在免疫療法研究快速邁進的前提下,結合大數據及人工智慧的高速發展,更多腫瘤的變異基因及新抗原的發現也成為了可能。基於學術與技術的結合,在未來五年,定製癌症疫苗完全可以利用個體突變,為癌症患者開闢全新的專屬治療道路。

當然,研究者們的目標絕不僅是取得治療性疫苗方面的突破,針對癌症的預防性腫瘤疫苗將成為緊接著的課題。或許在5年後,類似宮頸癌疫苗(HPV)的預防性腫瘤疫苗將越來越多地出現,到那時,從將癌症變成慢性病,發展到預防癌症的發生也就指日可待了。

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PS:

文中圖片引用自《麻省理工科技評論》。


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