腫瘤免疫治療，是最近十幾年內，腫瘤治療領域最大的突破：新藥層出不窮，新技術日新月異，新理念雨後春筍。

然而，有一個道理是顛撲不破的：任何事物都有一個不斷進展、從小到大、由稚嫩到成熟的過程；大抵沒有哪個東西，一出現就是完美的，不斷的優化和改良，是需要時間的。

PD-1和PD-L1，這兩個分子，從上個世紀末就被科學家發現了。但是，直到2006年，全球才啟動了第一個PD-1抗體應用於癌症的臨床試驗；2014年9月，第一個PD-1抗體終於正式上市，真正大規模應用於腫瘤患者。從PD-1/PD-L1被發現，到現在，一晃20年過去了；甚至，從第一個PD-1抗體在日本和美國上市數起，也已經5年多了。

那麼，在最近十年來，腫瘤免疫治療還有什麼新的進展？難道就停滯不前了麼？什麼是最近幾年腫瘤免疫治療領域最前沿的黑科技？

可能，很多病友能夠想到，免疫治療的另外一個突破是CAR-T細胞治療，目前美國FDA已經批准了CAR-T產品上市。但是，CAR-T技術目前有個大問題：對部分血液腫瘤很有效，對實體腫瘤幾乎沒有療效。

也就是說，大部分癌症患者，目前（看得見的將來）都很難從CAR-T技術中受益。那麼，還有什麼新的技術值得期待？

為了滿足部分孜孜不倦、百折不撓的抗癌勇士的求知慾，我們來重溫一下另一個爆款的腫瘤免疫治療新概念：Neoantigen（中文翻譯，暫定是「新生抗原」）。

01

讓我們從一個具體的案例開始，2014年5月，《Science》雜誌報導過一個劃時代的成功案例：利用體外擴增的、能特異性識別癌細胞基因突變導致的異常蛋白的淋巴細胞，成功治療了一例極度惡性的晚期膽管癌患者。

這是一位43歲的晚期膽管癌患者，女性，已經接受過多種化療方案的治療，均告失敗。病情進展迅速，危在旦夕。不幸中的萬幸，這位阿姨參與了一項美國國家癌症中心主持的免疫細胞治療臨床試驗。關於這個患者，咚咚專門進行過採訪：那個定製免疫細胞的癌症患者，已經「痊癒」七年了

醫生首先切除了患者身上的一個肺轉移灶，從這個肺轉移灶里分離得到了足量的淋巴細胞（對的，大多數腫瘤組織里都可以分離到活的淋巴細胞，這些淋巴細胞有個專有名詞：腫瘤浸潤淋巴細胞，英文縮寫是TIL）；於此同時，主管醫生還拿一定數量的腫瘤組織切片去做了全外顯子組測序，發現該患者一共有26個有意義的基因突變。

腫瘤組織中存在或多或少的淋巴細胞，也就是TIL，這些TIL細胞能在體外培養和擴增。這本身沒什麼大不了的，上世紀80年代，美國不少科學家就已經掌握這項技術，並且利用擴增和活化好的TIL細胞回輸來治療晚期惡性黑色素瘤，療效喜人。

拿腫瘤切片進行基因測序，更是顯得很「小兒科」。目前長城內外、大江南北，不完全統計，少說也有千家基因檢測公司，送一份標本，2周左右的時間，出一份報告，數千到上萬元的收費，太常見。

但是，這個團隊接下來做的事，就牛逼了：

26個有意義的基因突變，就會產生不少異常的蛋白質——基因（DNA）要指導合成蛋白質才能被表達，部分重要位置的基因發生了改變，所對應的蛋白質就會發生改變；比如變長了、變短了、或者其中的某個胺基酸變「狸貓換太子」了等等；那麼，從腫瘤組織中分離出來的淋巴細胞，會不會能識別其中若干個異常的蛋白質呢？

按理說，癌細胞基因突變產生的異常的蛋白質，正常細胞是沒有的，對於人體的免疫系統而言，凡是正常細胞、正常組織沒有的東西，應該一概歸類為「外來入侵者「，繼而發起猛烈的進攻消滅掉；而淋巴細胞是免疫細胞中最具有戰鬥力的王牌軍；腫瘤組織中分離出來的淋巴細胞，和癌細胞合成的異常蛋白質（正常細胞所沒有的），短兵交接，從理論上講，應該有很大的可能性，這些淋巴細胞應該跑去攻擊這些異常蛋白質——養兵千日，用兵一時；把你們都放在戰場的最前線了，而且對面就是敵人，你們到底干不幹活！

經過複雜而嚴謹的測試，主管醫生帶領的科學團隊，發現這個阿姨的TIL細胞里的確存在一定比例的CD4陽性T細胞，能識別其中一個異常的蛋白質——ERBB2IP。

那麼，既然這群T細胞能識別癌細胞上的異常蛋白質，理論上講，如果把這群T細胞富集起來，在體外擴增和活化，回輸回去，應該就能抗癌了。

這個阿姨已經多套化療失敗，危在旦夕，於是只能選擇試一試——科學家就把這群能識別ERBB2IP的T細胞富集了一下，使其濃度達到25%，然後和其他淋巴細胞一起回輸了回去——病人的腫瘤開始縮小了，並且穩定了很久。

下圖是T細胞混合物回輸前後，病人肺部、肝臟等多處腫瘤大小變化的示意圖：在細胞回輸前的半年裡，病人身體內的腫瘤增大了一倍；細胞回輸後的一年半里，肝臟的轉移灶一直在縮小，肺上的轉移灶一開始也縮小了，但是大約6個月後，又開始緩慢增長。

回輸了濃度為25%的能識別異常蛋白質的T細胞，這個阿姨的疾病就穩定了1年半（晚期膽管癌患者的平均生存期不超過10個月）；主管醫生覺得，應該再接再厲，於是他們又給這位阿姨回輸了濃度大於95%的能識別異常蛋白質的T細胞（濃度超過95%，基本可以認為百分百都是了），果然奇蹟再次出現了：病人身體里全身各處的病灶，再次出現明顯的縮小，並且最終達到了完全緩解，腫瘤完全消失。

下圖是在第一次回輸18個月（1年半）後，病人再次接受細胞回輸以後，身體內各個病灶大小的示意圖：

膽管癌是一種極端難治的病，這個病人在化療等常規治療失敗後，就靠一點淋巴細胞回輸，就獲得了完全緩解，療效維持了數年，堪稱奇蹟！

這個案例中被鑑定出來的，那個能被免疫細胞所識別、能被免疫系統所攻擊的、由於癌細胞基因突變所導致的、正常細胞所沒有的異常蛋白質，就是我們所要討論的Neoantigen。

02

這個經典的成功案例，引出了腫瘤免疫治療爆款的新概念：Neoantigen。接下來我們將集中解答關於Neoantigen最基本的三大問題。

什麼是Neoantigen？

面對細菌、病毒、真菌、寄生蟲等外來的「入侵」者，人體的免疫系統會被激活，會使出十八般武藝發動反擊——而免疫系統被激活的前提，是要識別這些外來入侵者所攜帶的「抗原」（多數都是正常組織、正常細胞所沒有的蛋白質）。

癌細胞在發展壯大的過程中，會產生很多基因突變，部分基因突變也會產生正常組織、正常細胞所沒有的蛋白質。這些蛋白質，很有可能也會激活免疫系統，並引來免疫系統對癌細胞的攻擊。

那些能激活免疫系統（能被免疫細胞所識別）的、由癌細胞基因突變所產生的異常蛋白質（異常抗原），就是Neoantigen（新生抗原）。

Neoantign有兩個重大的特點：

• 癌細胞所特有，正常的組織、正常的細胞是沒有的，所以稱為「新生」，或者也有的學者建議翻譯成「癌生」。
• 這些異常的蛋白質，能被免疫系統識別，能激活免疫細胞。一個癌細胞所攜帶的基因突變有時候是成百上千個，所產生的異常蛋白有時候是數十甚至數百上千個，但是並不是所有的異常蛋白質都能激活免疫系統。只有那些能激活免疫細胞的，才能被稱之為「抗原」。

同時符合以上兩點的，就是Neoantigen。

什麼腫瘤會有Neoantigen？

2014年5月的science雜誌報導了利用neoantigen成功治療了一例晚期膽管癌患者後，全世界的醫生和病友都著魔了：憑什麼那個阿姨這麼幸運，我的腫瘤組織里有沒有neoantigen？

2015年12月，《Science》上的另外一篇重磅文章（也是那個研究團隊）回答了這個問題：他們檢測了10個消化道腫瘤患者的TIL細胞（腫瘤浸潤淋巴細胞），發現其中的9個病友，都能找到1-3個靠譜的、有效的neoantigen。

他們甚至發現，在一個腸癌的患者體內，著名的KRAS突變也可以成為neoantigen（KRAS突變是史上最惡性、最難對付的致癌突變）。

因此，目前學術界估計，絕大多數病友的腫瘤，應該都能找到或多或少的neoantigen。

一般而言，患者腫瘤組織中基因突變的總數越多，那麼TA所攜帶的neoantigen也越多。下圖是不同的腫瘤，根據科學運算，估計出來的neoantigen的排行榜：

Neoantigen抗癌，有哪些前景？

如果能找到neoantigen（目前已經有不少辦法在研發和不斷優化中），對於病友的治療，有什麼意義？這東西如何能夠用到偉大的抗癌鬥爭中去？

這玩意意義可大了，應用的方式也很多。這裡舉幾個栗子：

1：用於免疫細胞治療

只要能找到neoantigen，就能從病人的腫瘤組織甚至外周血中分離和純化出能特異性識別neoantigen的免疫細胞。這些免疫細胞相比於泛泛的TIL細胞或者CIK細胞，其抗癌的能力強成百上千倍，而副作用卻小的多，目前國外已經有不少類似的成功案例。

甚至，還可以在體外進行基因改造，把病人或者其他健康人提供的T細胞，改造成能特異性識別neoantigen的「抗癌戰士」，回輸給病人，這就是比較高級的私人訂製的TCR-T或者CAR-T技術，目前國外的大公司正在緊鑼密鼓地嘗試中。

2：個性化腫瘤疫苗

如果能鑑定出一個病人的neoantigen，那麼就能在體外合成這些neoantigen所對應的抗原肽、核苷酸等，利用這些抗原肽/核苷酸就可以做疫苗，可以用於治療已經得癌的病人，理論上講，其有效率和安全性會更好。我們後面再做詳細說明。

3：PD-1抑制劑

目前已經有不少研究表明，病人攜帶的neoantigen越多，其對PD-1抑制劑等免疫檢查點抑制劑療效越好；而且，未來如果將neoantigen特異性的免疫細胞療法與PD-1聯用，或者將neoantigen特異性的疫苗與PD-1聯合，或許會威力倍增。

當然，以上僅僅是這個新技術、新概念應用的部分前景，其他更多的應用空間，有待進一步地探索……

03

新技術都是在曲折中發展完善，到了2017年，Neoantigen再次刷屏，國際頂尖學術雜誌《Nature》搞了一個大新聞：同期發布了兩篇利用neoantigen特異性的個性化腫瘤免疫治療，成功治療了局部晚期的惡性黑色素瘤。

同日兩雄文：Nature力挺neoantigen疫苗

2017年7月13日，《Nature》雜誌同一天發布了兩項基於neoantigen的個性化腫瘤疫苗治療惡性黑色素瘤的成功案例。

1：德國的Carmen Loquai教授和Özlem türeci教授，利用neoantigen所對應的RNA做疫苗，一共治療了13例病人。

在接種了疫苗後，所有患者體內都產生了針對neoantigen的免疫反應。8位局部晚期接受了手術治療的病友，其無復發的生存時間明顯延長，疫苗的注射相當於大幅度推遲乃至預防了腫瘤的復發。另外5位患者為晚期惡性黑色素瘤患者，其中的2位在單獨接受疫苗注射後，出現了腫瘤明顯縮小，達到了客觀有效；另外一位病友接受了疫苗聯合PD-1抗體治療，腫瘤完全緩解。

以下是這13位病友接受治療情況的匯總圖：

2：同一天，哈佛大學的Catherine J. Wu教授帶領的團隊，利用neoantigen所對應的抗原肽做疫苗，也成功報導了治療惡性黑色素瘤的案例。

他們招募了20位局部晚期或者晚期的惡性黑色素瘤患者，在這20位患者中一共找到了97個neoantigen，製備成了個性化腫瘤疫苗，應用給相應的患者。最後一共有6名患者，真正接受了治療（其他病友拒絕冒險或者有更常規的治療還可以試一試，沒有同意參與這個全新的治療試驗組），4名患者在接受疫苗注射25個月後，未出現復發；另外2名出現復發的病友，隨後接受了PD-1抗體治療，均實現了腫瘤完全緩解，並且在他們的身體里檢測到了針對neoantigen的特異性免疫細胞。

以下是其中2例患者在治療前後的CT片子：在先後接受neoantigen疫苗和PD-1抗體之後，這兩例患者肺部及皮下軟組織中的轉移灶，均達到了完全緩解，癌細胞不見蹤跡。

到底如何尋找和鑑定neoantigen

最後，介紹一下到底如何才能找到合適的、靠譜的neoantigen（這個工作可價值幾十億，美金；至今依然是困擾全行業的極大的難題）。坦率地說，這是一個技術的進化過程，只能給大家講一個大概的流程，大家感受一下：

所以，對於neoatigen技術，目前也經歷了類似PD-1抗體藥物的「進化」過程：源於80年代的TIL技術，在2014年「治癒」膽管癌患者證明自己，再到2017年一期臨床試驗中多位惡黑患者獲益。目前，全球已經有多家科技公司專注於Neoantigen技術的優化並推進臨床應用，期待更多進步，咚咚也會持續關注。

最後，目前國內也有一些公司也在進行neoantigen技術的臨床探索，請廣大咚友記得：參加臨床試驗應該免費！

參考文獻：

[1] Cancer Immunotherapy Based on Mutation-Specific CD4+ T Cells in a Patient with Epithelial Cancer .Science. 2014 May 9;344(6184):641-5. doi: 10.1126/science.1251102.

[2] Immunogenicity of somatic mutations in human gastrointestinal cancers. Science. 2015 Dec 11;350(6266):1387-90. doi: 10.1126/science.aad1253

[3] Mining exomic sequencing data to identify mutated antigens recognized by adoptively transferred tumor-reactive T cells. Nat Med. 2013 Jun;19(6):747-52. doi: 10.1038/nm.3161.

[4] Neoantigens in cancer immunotherapy. Science. 2015 Apr 3;348(6230):69-74. doi: 10.1126/science.aaa4971

[5] Personalized RNA mutanome vaccines mobilize poly-specific therapeutic immunity against cancer. Nature. 2017 Jul 13;547(7662):222-226. doi: 10.1038/nature23003.

[6] An immunogenic personal neoantigen vaccine for patients with melanoma. Nature. 2017 Jul 13;547(7662):217-221. doi: 10.1038/nature22991