来自美国路德维希中心、卢斯特加尔滕实验室和约翰霍普金斯大学基梅尔癌症中心布隆伯格-基梅尔癌症免疫疗法研究所的研究人员开发出的一种新型靶向免疫疗法方法利用针对遗传上发生变化的蛋白的新抗体来靶向癌症。

这些研究人员利用他们的免疫疗法靶向常见的癌症相关的p53肿瘤抑制基因、促瘤性RAS癌基因或T细胞受体基因中发生的改变。他们还在实验室和动物肿瘤模型中针对癌细胞测试了这种免疫疗法。他们的研究结果于2021年3月初发表在Science Immunology、Science和Science Translational Medicine期刊上的三篇论文中，论文标题分别为“Bispecific antibodies targeting mutant RAS neoantigens”、“Targeting a neoantigen derived from a common TP53 mutation”和“TCR beta chain-directed bispecific antibodies for the treatment of T-cell cancers”。

在其中的两篇论文中，约翰霍普金斯大学医学院医学博士生Jacqueline Douglass和约翰霍普金斯大学博士后研究员Emily Han-Chung Hsiue及其团队报告了一种精准医学免疫治疗方法，该方法通过靶向癌细胞表面上以抗原形式呈现的突变蛋白片段来特异性杀死癌细胞。

虽然p53突变在各类型癌症中很常见，但还没有成功地利用药物靶向这些突变。肿瘤抑制基因发生的遗传改变往往导致它们的功能失活。 Hsiue说，“传统药物的目的是抑制蛋白。因此，抑制癌细胞中已经失活的肿瘤抑制基因编码蛋白，并不是一种可行的方法。”

靶向药物治疗在对抗癌基因方面是最成功的，但是大多数RAS基因突变都极其难以靶向。这些研究人员开始用新开发的抗体代替药物，来靶向这些基因改变。

传统的抗体需要结合位于细胞表面上的抗原靶点---最常见的是一种在免疫系统中看起来像外来入侵者的蛋白。但发生突变的癌基因和肿瘤抑制基因所产生的蛋白位于细胞内部，传统抗体无法触及。然而，蛋白通常会在细胞内降解，产生称为肽的蛋白片段。

Science Immunology论文主要作者、约翰霍普金斯大学医学院博士后研究员Katharine Wright说，“这些肽与人类白细胞抗原(HLA)蛋白形成复合物时，可以呈现在细胞表面上。癌细胞中的突变蛋白也可以被降解，并产生可被HLA分子呈现的突变肽。这些突变肽-HLA复合物可作为抗原，将癌细胞标记为免疫系统的外来物。”

开发能够特异性识别与HLA分子结合的突变蛋白之间的一个氨基酸差异的强效抗体是一项极具挑战性的任务。为了解决这个问题，这些研究人员采用了五步法--结合最先进的研究技术，如在分子水平上分析细胞的质谱学、遗传学和X射线晶体学，以及免疫学技术，来开发出针对这些抗原的治疗策略。

他们开发了一种以双特异性抗体形式存在的治疗策略，这种双特异性抗体包括一种特异性识别癌细胞的成分和另一种识别免疫细胞的成分，从而将癌细胞和免疫细胞连接在一起。在实验室和动物肿瘤细胞模型中，它导致了肿瘤细胞受到破坏。

约翰霍普金斯大学路德维希中心肿瘤学副教授和实验治疗学主任Shibin Zhou博士说，“这种治疗策略依赖于含有至少一个p53或RAS基因改变的癌症，且患者的HLA类型将与突变肽结合并将其呈现在细胞表面上。”

在过去的5年里，这些研究人员努力克服各种技术障碍，开发出只识别突变的癌基因编码的肽片段而不识别正常细胞的双特异性抗体。为了证明他们的抗体对突变抗原具有特异性，他们在癌细胞上使用了CRISPR技术，以改变目标基因的特定突变，或破坏负责呈现突变肽的HLA类型。当进行这些基因操作时，这些双特异性抗体并不能将癌细胞和T细胞连接在一起。

在Science Translational Medicine论文中，这些研究人员报告说，他们开发的强大的双特异性抗体方法也可以用于治疗T细胞癌症。在T细胞癌症的动物模型中，他们发现，他们的方法可以选择性地杀死发生癌变的T细胞，同时不影响大部分健康的T细胞。约翰霍普金斯大学医学院肿瘤学研究员Suman Paul博士在治疗一位患有这种类型的患者时，受到启发进行了这方面的研究。

Paul说，“患者的皮肤病变非常痛苦，以至于穿衣服是无法忍受的，和其他患有这种疾病的患者一样，预后很糟糕。”他强调需要更好的治疗方法。

“针对B细胞淋巴瘤的免疫疗法与诸如CAR-T细胞和双特异性抗体之类的治疗药物都很有效，它们可以清除健康的B细胞和恶性B细胞。这些B细胞靶向治疗是有效的，因为人类可以耐受健康B细胞的损失。但同时消灭健康的T细胞和癌变T细胞的治疗方法在T细胞癌患者身上是行不通的，这是因为健康的T细胞是人类免疫系统运作所必需的。将健康的T细胞和癌变的T细胞一起消灭，基本上会导致类似艾滋病(AIDS)的疾病。”

通过靶向癌症相关的T细胞受体，Science Translational Medicine论文描述了一种新的策略，这种策略可以在只损失一小部分健康T细胞的情况下杀死癌变的T细胞。

另一种称为免疫检查点抑制的免疫疗法在癌症已经引起免疫细胞注意的患者中效果很好。免疫检查点抑制剂药物可以成功增强这种免疫反应。诸如胰腺癌和卵巢癌之类的许多癌症不会吸引免疫细胞。Zhou说，然而，这些癌症非常频繁地包含RAS和/或p53突变，这为不依赖于自然免疫反应的新形式的免疫疗法提供了机会。

这些研究人员表示，这种类型的免疫疗法的主要好处之一是，只要患者具有突变的p53或RAS基因和匹配的HLA类型，它就有可能在各种癌症类型中广泛地发挥作用，而且所使用的治疗剂应该可以相对简单地制造。

约翰霍普金斯大学医学院医学副教授Sandra Gabelli博士说，“这是一种现成的治疗剂，而不是一种需要操纵患者自身T细胞的疗法，所以从制造的角度来看，这是一种更容易制造的产品。它有可能用于任何具有适当突变和HLA类型的患者。”

这些研究人员表示，下一步是看看这种策略是否可以应用于p53、KRAS和其他癌症驱动基因的其他基因改变。

约翰霍普金斯大学医学院博士生Alex Pearlman说，“我们打算开发大量靶向此类基因的双特异性抗体。虽然任何一种双特异性抗体都会针对一小部分癌症患者，但一套抗体将允许治疗许多患者。”

这些研究人员还担心脱靶效应，即抗体错误地与重要组织或器官中的类似靶标结合，这种副作用已在其他类型的免疫疗法中观察到。对治疗的抵抗性是他们将要研究的另一个问题，这是因为这种抵抗性经常发生在接受包括免疫疗法在内的任何治疗的患者身上。

这些发现建立在约翰霍普金斯大学路德维希中心实验室的癌症遗传学突破性发现的基础上，该实验室由肿瘤学教授Bert Vogelstein博士和Kenneth Kinzler博士领导。1989年，Vogelstein的团队已发现p53基因是癌症中最常见的发生突变的基因。p53基因的突变是将癌变前细胞(premalignant cell)转化为癌细胞的重要步骤。作为第一个揭示癌症基因蓝图的人，Vogelstein和Kinzler及其团队已发现，癌症是由特定的癌基因和肿瘤抑制基因中的基因改变逐渐累积而形成的，他们从结直肠癌开始着手，然后将他们的发现扩展到多种癌症类型。