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研究背景
癌症免疫治療是近年來生物醫學研究的熱點之一，其核心在於調動機體自身的免疫系統來識別和攻擊癌細胞。然而，癌症的複雜性和多樣性使得免疫治療面臨許多挑戰，特別是在產生對腫瘤抗原具有特異性並能夠長期維持抗癌活性的T細胞方面。腫瘤抗原通常包括腫瘤相關抗原和新抗原，其中新抗原因其在腫瘤細胞與正常細胞之間的獨特性而成為理想的免疫靶點。新抗原由體細胞突變產生，這些突變雖然在個體中各不相同，但具有很強的免疫原性，能夠有效誘導免疫反應。在此背景下，mRNA疫苗作為一種先進的疫苗平臺，展現出對新抗原快速設計和生產的獨特優勢。然而，如何有效地利用mRNA疫苗誘導並維持長期的新抗原特異性T細胞反應仍是當前研究的主要問題之一。
胰腺導管腺癌（PDAC）以其高致死率和有限的治療選擇，對全球健康構成重大威脅。PDAC的一個顯著特點是其較低的突變負擔，這使得傳統的免疫檢查點抑制劑療法在該癌症中的應用效果不盡如人意。因此，開發專門針對PDAC的新型免疫療法至關重要。近年來，基於mRNA技術的癌症疫苗因其能夠編碼個性化的新抗原而備受關注。這項技術的關鍵在於製造出能夠刺激機體對特定癌細胞抗原產生記憶的疫苗。透過利用mRNA-脂質體作為疫苗載體，本研究旨在解決長期以來困擾腫瘤免疫治療的核心障礙，即如何在體內誘導和維持對新抗原的強效T細胞反應。研究希望透過這種個性化的新抗原疫苗，提高PDAC患者的免疫響應能力，為癌症疫苗領域開闢新的方向。
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研究發現
研究發現，針對胰腺導管腺癌（PDAC）的mRNA-脂質體疫苗能夠誘導產生長壽命的CD8+ T細胞，這些細胞對由體細胞突變衍生的腫瘤新抗原具有特異性。在一項為期3.2年的I期臨床試驗中，接受個性化新抗原疫苗（autogene cevumeran）治療的患者中，疫苗誘導的T細胞反應者（n=8）與非反應者（n=8）相比，復發無病生存期（RFS）顯著延長。研究表明，這些疫苗誘導的CD8+ T細胞克隆平均壽命為7.7年，其中約20%的克隆可能具有多年代的潛在壽命，甚至可能超過宿主的壽命。
透過PhenoTrack計算策略，研究揭示了疫苗誘導的T細胞克隆在接種前的組織中不可檢測，並在接種後長達三年內保持細胞毒性和組織駐留記憶樣T細胞狀態，同時保留新抗原特異性效應功能。儘管有兩名反應者復發，但疫苗誘導的T細胞數量較少。此外，復發的PDAC中疫苗靶向的癌細胞克隆被削減。這表明，autogene cevumeran在PDAC中能夠誘導新生的CD8+ T細胞，具有多年永續性和效應功能，可能延緩PDAC的復發。
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臨床意義
1. 延長的無復發生存期（RFS）：疫苗響應者的中位RFS在隨訪期間未達到，而非響應者的中位RFS為13.4個月。這表明疫苗能夠顯著延緩PDAC的復發。
2. 長壽命的CD8+ T細胞：疫苗響應者體內誘導的CD8+ T細胞克隆壽命平均為7.7年，部分克隆的壽命可能超過十年，甚至可能超越宿主的剩餘壽命。這種長壽命的特點對於癌症的長期免疫監視具有重要意義，可能提供持續的免疫保護。
3. 功能性持久的效應T細胞：研究透過體外重刺激實驗表明，疫苗誘導的T細胞在長達3.6年內仍然保持多功能效應能力。這意味著這些細胞不僅長壽，而且在長時間後依然能夠有效地識別和攻擊癌細胞。
4. 疫苗對腫瘤克隆的選擇壓力：部分復發患者的腫瘤顯示出疫苗靶向的新抗原的腫瘤克隆被削弱或消失，這提示疫苗可能透過選擇性壓力抑制了特定腫瘤克隆的生長，儘管這一機制需要進一步研究。
這種基於mRNA的新抗原疫苗為胰腺癌的治療帶來了新的希望，尤其是在延長患者無病生存期和提高生存質量方面。透過誘導長壽命且功能持久的T細胞，該疫苗有望成為癌症免疫治療的重要組成部分，併為其他型別的癌症治療提供借鑑。由於PDAC的低突變負擔，該研究表明，即使在腫瘤突變較少的情況下，個性化mRNA疫苗仍然能夠顯著改善患者預後。未來的研究可能會進一步最佳化疫苗設計和接種策略，以提高其臨床應用的普適性和有效性。
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實驗策略
1. 臨床試驗設計：研究採用了一項1期臨床試驗，納入19名經過手術切除的PDAC患者。試驗旨在評估新抗原疫苗的安全性和免疫效應。受試者首先接受atezolizumab治療，然後接受8次個性化mRNA疫苗注射，並在之後接受mFOLFIRINOX化療。
2. 新抗原選擇與疫苗製備：利用全基因組測序技術識別腫瘤中表達的非同義突變，並使用生物資訊學方法預測新抗原。每位患者的個性化疫苗含有多達20種MHCI和MHCII限制性的新抗原。
3. 免疫反應評估：研究採用IFNγ ELISpot檢測疫苗誘導的T細胞反應，同時結合TCR Vβ測序技術（CloneTrack）追蹤疫苗誘導的T細胞克隆。
4. 長期效果評估：透過長達3.2年的隨訪，研究發現疫苗響應者的中位無復發生存期（RFS）顯著延長。應用PhenoTrack技術解析單個T細胞的表型，揭示疫苗誘導的T細胞具備長期的效應功能並在疫苗接種後數年仍保持活性。
05
資料解讀
圖1：mRNA疫苗免疫反應與胰腺導管腺癌（PDAC）復發延遲的三年隨訪相關性
Figure 1 探討了mRNA疫苗誘導的免疫反應與PDAC患者復發之間的關係。A. 為了評估mRNA疫苗的免疫反應，作者對接種疫苗的PDAC患者進行了隨訪研究，結果顯示，具有強烈免疫反應的患者在三年內的複發率顯著降低。B. 透過分析患者的免疫反應強度，研究發現，免疫反應與PDAC復發之間存在顯著的負相關關係，即免疫反應越強，復發的可能性越小。結論：mRNA疫苗誘導的免疫反應與PDAC患者的復發延遲存在相關性，提示疫苗可能在延緩PDAC復發中具有潛在的臨床價值。
圖2：mRNA疫苗誘導產生具有多年壽命的T細胞
Figure 2 旨在探討mRNA疫苗是否能夠誘導產生具有長期壽命的T細胞。A. 透過流式細胞術分析了接種mRNA疫苗後不同時間點的T細胞亞群，結果顯示，疫苗接種後，CD8+ T細胞的數量顯著增加，並在多年後仍能維持較高水平。B. 採用體內標記技術追蹤接種疫苗後T細胞的存活時間，結果表明，這些T細胞在接種後多年仍然存在，顯示出長壽命特徵。C. 透過功能性分析檢測了接種疫苗後T細胞的反應性，結果顯示，這些T細胞在接種後多年仍能有效應答抗原刺激，保持功能活性。結論：mRNA疫苗能夠誘導產生具有多年壽命和功能活性的T細胞，這為疫苗的長期保護效力提供了證據。
圖3：mRNA疫苗誘導的克隆在記憶階段趨同為效應T細胞
Figure 3 研究了mRNA疫苗誘導的T細胞克隆在記憶階段的變化，重點關注其向效應T細胞的轉變。A. 為了研究mRNA疫苗對T細胞克隆的影響，作者對接種疫苗的小鼠進行T細胞受體（TCR）測序分析。結果顯示，疫苗誘導的T細胞克隆在記憶階段趨同為效應T細胞。B. 透過流式細胞術分析，作者檢測了記憶階段T細胞的表型變化，結果表明，mRNA疫苗誘導的T細胞在記憶階段表現出效應T細胞的特徵。C. 為進一步驗證效應T細胞的功能，作者對分離的T細胞進行功能性實驗，結果顯示，這些細胞在記憶階段具有增強的細胞毒性。結論：mRNA疫苗誘導的T細胞克隆在記憶階段趨同為效應T細胞，並表現出增強的細胞毒性，這可能對疫苗的長期保護作用具有重要意義。
圖4：疫苗誘導的T細胞長期保持多種效應功能
Figure 4 旨在探討疫苗誘導的T細胞在長期內是否能夠維持多種效應功能，以評估疫苗的永續性免疫效應。A. 為了評估疫苗誘導的T細胞在長期內的效應功能，作者對接種疫苗的小鼠進行了流式細胞術分析。結果顯示，這些T細胞在接種疫苗後數月仍然能夠表達多種效應分子，如IFN-γ、TNF-α和IL-2。B. 為了進一步驗證疫苗誘導的T細胞的功能永續性，作者對這些T細胞進行了體外再刺激實驗。結果表明，這些T細胞在再刺激後能夠迅速產生多種細胞因子，顯示出其功能的永續性和多樣性。C. 作者透過細胞毒性實驗評估了疫苗誘導的T細胞的殺傷能力。結果顯示，這些T細胞在接種疫苗後數月仍然保持較高的靶細胞殺傷能力，表明其效應功能的永續性。結論：疫苗誘導的T細胞在長期內能夠保持多種效應功能，包括細胞因子分泌和細胞毒性，顯示出疫苗的永續性免疫效應。
圖5：疫苗免疫和新抗原編輯在複發性胰腺導管腺癌患者中的應用
Figure 5 研究了疫苗免疫反應和新抗原編輯在複發性胰腺導管腺癌（PDAC）患者中的作用。A. 為了評估疫苗免疫反應，作者對複發性PDAC患者進行疫苗接種後，檢測了外周血單核細胞（PBMC）中疫苗特異性T細胞的存在。透過ELISPOT分析，結果顯示疫苗接種後，患者PBMC中疫苗特異性T細胞顯著增加。B. 為了研究新抗原編輯的發生，作者對複發性PDAC患者的腫瘤樣本進行了全外顯子測序。結果表明，複發性腫瘤中某些新抗原的表達水平降低，提示新抗原編輯可能在腫瘤復發中發揮作用。C. 為了進一步驗證新抗原編輯的影響，作者對複發性PDAC患者的腫瘤樣本進行了免疫組化分析。結果顯示，複發性腫瘤中與新抗原相關的免疫細胞浸潤減少。結論：疫苗免疫在複發性PDAC患者中誘導了疫苗特異性T細胞反應，而新抗原編輯可能透過降低新抗原表達和減少免疫細胞浸潤，影響腫瘤復發。
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主要結論
這項研究由紀念斯隆凱特琳癌症中心的科研團隊進行，旨在探索針對胰腺導管腺癌（PDAC）的mRNA新抗原疫苗的效果。研究表明，這種疫苗能夠誘導產生特異性針對腫瘤抗原的長壽命功能性CD8+ T細胞。在一項包括手術、PD-L1抑制抗體atezolizumab和個性化mRNA新抗原疫苗的臨床試驗中，研究發現，疫苗應答者（n=8）與非應答者（n=8）相比，復發無病生存期顯著延長（P=0.007）。
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討論總結
本文重點探討了疫苗引發的T細胞免疫應答的長期永續性及其在延遲胰腺癌復發中的潛在作用。首先，研究表明，透過mRNA疫苗引發的CD8+ T細胞克隆具有顯著的多功能性和長期生存能力，與成功的病原體疫苗中的CD8+ T細胞相媲美。這些疫苗誘導的T細胞不僅具有持久的存在性，還可以在長達3.6年後保持多效功能。這一發現強調了在攜帶少量疾病負擔的患者中使用這種疫苗策略的可能益處。此外，本文還討論了觀察到的腫瘤克隆在疫苗誘導的選擇壓力下演化的現象，儘管這並不伴隨對未接種突變新抗原的T細胞免疫的廣泛傳播。然而，研究結果表明，疫苗誘導的T細胞能夠靶向亞臨床水平的癌症克隆，從而可能導致腫瘤的克隆逃逸。這為癌症疫苗提供了一個重要的考慮因素：未來的有效疫苗可能需要針對所有癌症克隆的多價疫苗或者針對克隆新抗原的高效持久的T細胞反應。綜上所述，作者們提出，基於個性化新抗原的mRNA疫苗在PDAC中的成功應用標誌著癌症疫苗新研發策略的希望，同時提示需進一步研究其在其他腫瘤型別中的可能性。
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