肿瘤疫苗属于肿瘤的特异性主动免疫疗法。需要指出的是，除了国外已上市的HPV疫苗是肿瘤预防性疫苗之外，大多数的肿瘤疫苗都是属于治疗性疫苗。预防性疫苗主要诱导特异性抗体和长寿命的记忆性B细胞，用以对抗感染。部分预防性疫苗，尤其是含有减毒病原体的疫苗，也可以引发细胞免疫反应。而治疗性疫苗则用以清除恶变的细胞或者已被病毒感染的细胞，主要靠的是CD8 ⁺细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxicity T lymphocyte，CTL）。

疫苗在抗感染免疫中取得的巨大成功使得人们开始考虑是否可以用同样的思路来治疗肿瘤。早在1902年Leyden和Blumentha就尝试将肿瘤细胞疫苗用于治疗病人，但结果并不乐观。1959年Graham使用自身瘤苗治疗了232例妇科肿瘤患者，得到的结论是：自身瘤苗能够用于治疗患者，不良反应少见；但这种治疗方法并不能有效改变疾病的自然病程，因此不推荐使用这种方法。尽管经历了挫折和失败，人们一直都没有放弃对肿瘤疫苗的研究。随着人类肿瘤抗原的不断发现及其基因的克隆成功，肿瘤的主动免疫再次受到重视。近期完成的多项大样本随机化Ⅲ期临床试验证实，肿瘤疫苗可以延长部分患者的无进展生存期（progression-free survival，PFS）或总生存期（overall survival，OS）。这一结果使得肿瘤疫苗的研究再次被推向高潮。

引发有效的抗肿瘤免疫的具体机制包括多个步骤。第一步，肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen，TAA）由肿瘤细胞直接提呈，或者由树突状细胞（dendritic cell，DC）为主的抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）捕获、处理并提呈。第二步，需要有适当的活化/成熟信号，使得DC能够分化、迁移到淋巴结，并将TAA提呈给初始T细胞（naive T）。第三步，T细胞扩增至足够的数量，以便识别并清除肿瘤细胞。在这一步，如果缺乏适当的成熟信号，抗原提呈将导致T细胞失能或者调节性T细胞（regulatory T cells，Treg）的产生，而Treg会抑制效应T细胞。最后一步，接受了抗原刺激的T细胞必须离开淋巴结，运动并浸润到肿瘤，而且要持续存在足够长的时间以杀死癌细胞。

可见，肿瘤的主动免疫是一个复杂、多组分的任务，肿瘤疫苗的成功依赖于抗原、佐剂、载体、接种途径等的优化组合。一个成功的肿瘤疫苗，除了能够成功活化naive T之外，还必须能够面对以下三方面挑战：①含有Treg和髓系来源抑制细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSC）的免疫抑制的肿瘤微环境；②呈现免疫耗竭和衰老状态的肿瘤特异性T细胞；③高度突变的肿瘤所经常出现的抗原丢失和免疫逃逸。

肿瘤疫苗的形式主要有细胞性疫苗、蛋白/多肽疫苗和基因疫苗三大类。本书主要介绍细胞性疫苗，包括肿瘤细胞疫苗和DC疫苗。

肿瘤细胞疫苗是将完整的肿瘤细胞经物理（如紫外线、放射性核素照射、热灭活等）或化学方法（如戊二醛、β-榄香烯等）处理后接种于患者，进入患者体内的肿瘤细胞的抗原可诱导产生抗肿瘤免疫反应。最早应用于临床的肿瘤细胞是自体肿瘤细胞。由于自体肿瘤细胞带有肿瘤的全部抗原，具有和患者正常组织相同的人类白细胞抗原，因此无须考虑分离特定抗原且不会引发机体的免疫排斥反应，被认为是理想的肿瘤疫苗细胞。但是自体肿瘤细胞获取困难，特别是肿瘤病人一旦失去手术机会，就无法获取自体肿瘤细胞，因此这种疫苗的应用受到了限制。后来，人们使用人工培养的同种异体肿瘤细胞株进行肿瘤疫苗的研究。这种肿瘤细胞来源充足，但是患者HLA配型的不同以及异体肿瘤细胞同自体肿瘤细胞抗原性存在差异同样使其应用受到限制。

单独使用自体或异体的肿瘤细胞难以产生足够强度的免疫应答，免疫佐剂的使用极大地改善了这种情况，常见的佐剂包括弗氏完全佐剂、新城疫病毒、卡介苗、明矾、短小棒状杆菌等。例如，1986年德国癌症治疗中心的Schriimacher首先使用禽类新城疫病毒处理自体肿瘤细胞，然后回输给患者，这种瘤苗在临床上仍沿用至今。随后，Schriimacher逐步将此疫苗用于结肠癌、直肠癌、乳腺癌、卵巢癌、恶性黑色素瘤等多种肿瘤的治疗，取得了一定的疗效。

因为肿瘤细胞缺乏主要组织相容性复合物（MHC）Ⅱ类分子和B7共刺激分子，也不分泌增强机体免疫力的细胞因子，所以自体或异体的肿瘤细胞疫苗刺激免疫反应的作用还是十分有限的。随着基因工程的进展，人们开始对肿瘤细胞进行基因修饰，将编码免疫共刺激分子（如B7家族的CD80、CD86）的基因导入肿瘤细胞中，为T细胞活化提供第二信号，有效地抑制了肿瘤细胞导致的免疫耐受。近年来，也有人将编码一些细胞因子如IL-2、IL-7、IL-12、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（granulocytemacrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）等的基因导入肿瘤细胞，期望通过细胞因子蛋白的表达，改善肿瘤组织局部免疫微环境，增强T细胞的抗肿瘤免疫效应。临床前的研究认为，GM-CSF基因修饰的肿瘤疫苗是基因修饰策略较好的选择。GM-CSF转导疫苗后成为GVAX系列肿瘤疫苗，研究者对GVAX肿瘤疫苗进行了大量的Ⅰ/Ⅱ期乃至Ⅲ期临床试验，其中包括前列腺癌、肺癌、胰腺癌等。但这些临床试验并非是一帆风顺的，GVAX前列腺癌疫苗的两个Ⅲ期临床试验于2009年宣布被终止，主要原因是缺乏疗效甚至增加了死亡率。而在2014年7月，基于其在一项Ⅱ期胰腺癌临床试验中的优异表现，FDA授予针对胰腺癌的CRS-207疫苗和GVAX Pancreas疫苗这一免疫组合疗法突破性疗法认定，GVAX疫苗柳暗花明，又焕发了青春。另外，IL-2、CD80和CD40L等基因转染的肿瘤细胞疫苗治疗非小细胞肺癌、神经母细胞瘤、急性髓系白血病、前列腺癌、肾癌和卵巢癌等肿瘤的临床试验也在进行中。

有效的抗肿瘤CTL应答需要专职APC来激活。目前认为DC是体内功能最强的APC。DC作为高效的专职性APC，在肿瘤免疫治疗中发挥重要的作用。基于DC的治疗方法与前面介绍的ACT的区别在于，虽然二者都涉及活细胞回输，但ACT回输的是自体的与肿瘤反应的淋巴细胞，而DC治疗的目的则在于重新活化内源的肿瘤特异性免疫反应，其本质是一种疫苗，而且DC治疗是不会使用清髓性预处理的。

DC可以从患者体内分离得到，或者在体外通过外周血单个核细胞进行诱导扩增，然后负载不同形式的抗原，使其成熟活化，最终回输体内。在过去的近20年间，研究者对这一过程的各个步骤、各个方面都进行了详细的研究，这些领域涉及：①不同的DC制备方法以及DC亚群；②不同的DC活化剂；③不同的抗原制备方法（从简单的短肽到DC与肿瘤细胞的融合）；④不同的DC回输途径等。这些研究的结论显示，基于DC的疫苗是安全的，而且可以诱导循环血中肿瘤抗原特异性的CD4 ⁺和CD8 ⁺细胞的扩增。临床试验中，DC疫苗在肾癌、非霍奇金淋巴瘤、黑色素瘤患者中显示了一定的疗效。而且令人鼓舞的是，DC疫苗治疗在部分病例可以达到肿瘤长期缓解。DC疫苗发展的一个里程碑是Dendreon公司研发的Provenge（Sipuleucel-T）。Provenge是用前列腺酸性磷酸酶（prostatic acid phosphatase，PAP）与GM-CSF融合蛋白致敏的DC疫苗。研究显示，该疫苗可以使前列腺癌患者的中位生存期延长4个月。2010年4月，美国FDA批准Provenge用于治疗转移性前列腺癌。

为进一步增强肿瘤DC疫苗的疗效，研究者仍在进行不懈的努力。多种细胞因子组合以及Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）激动剂都曾被用来活化DC。例如，TLR3激动剂Poly I：C、TLR7激动剂咪喹莫特（imiquimod）、TLR9激动剂CpG寡脱氧核苷酸都曾被单独或联用以活化DC，从而增强DC的成熟和IL-12的分泌。前列腺素E2也被用来配合TLR激动剂以促进DC迁移到区域淋巴结。

使用配体激动剂靶向MHC分子和共刺激分子也被证明可以增强DC诱导CTL的能力。例如，联用DC疫苗和CD137激动型抗体在转移性结肠癌患者中显示了强大的治疗潜力。靶向DC表面的凝集素，如DCIR、DC-SIGN、Dectin 1、CLEC9A、DEC-205和langerin等，同样可以增强DC诱导的体液和细胞免疫反应。值得注意的是，这些靶点可以用来在体内靶向DC，例如，NY-ESO-1与DEC-205抗体的融合蛋白可以在体内靶向循环血中的DC并引发CD4 ⁺和CD8 ⁺细胞免疫反应。

随着分子生物学的发展，基因工程技术被用于DC疫苗的研究。将外源基因导入DC或者沉默特定基因，可以改变DC的性能，进一步增强肿瘤DC疫苗的效果。早期生长反应蛋白2（early growth response gene 2，Egr2）、细胞因子信号抑制因子1（suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1）都是DC介导的免疫反应的负性调控因子，沉默Egr2或SOCS1都已证实可以显著增强DC疫苗的效能。

DC疫苗与重组病毒联用可以增强疫苗的疗效。研究显示，共表达IL-12和GM-CSF的溶瘤腺病毒与DC疫苗具有协同作用。某些关键信号通路或关键分子的抑制剂同样显示了与DC疫苗的协同作用。吲哚胺2，3-双加氧酶（indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO）的抑制剂1-MT被证实可以增强DC与肿瘤细胞融合疫苗或肿瘤细胞裂解物致敏的DC疫苗的效能。IL-15与p38抑制剂可以增强抗原负载的DC诱导CTL的能力。免疫检查点抑制信号通路是近年的研究热点之一，已证实免疫检查点的拮抗剂，如CTLA-4抗体和抗PD-1抗体，有助于克服肿瘤微环境中的免疫抑制状态，逆转肿瘤局部淋巴细胞的失能状态，从而显著增强肿瘤DC疫苗的效果。

前文ACT部分曾经提到，随着基因组测序技术的进步，现在研究者已经有能力鉴定来自个体肿瘤的独特突变的新抗原（neoantigen）。这些新抗原为我们提供了肿瘤个体化治疗的可能，负载这些新抗原的DC疫苗有望诱导出强大而又高度特异性的抗肿瘤T细胞免疫反应，最终清除肿瘤细胞，而不损伤正常组织。当然，基于新抗原的DC疫苗研究刚刚起步，距离临床推广应用还有相当长的距离。随着各相关领域的飞速发展，我们正在进入肿瘤免疫治疗的一个崭新的时代。未来的肿瘤疫苗方案应该针对每一个患者进行优化，包括个体化的新抗原选择、更有效的免疫佐剂，以及与免疫检查点拮抗剂、对抑制性细胞亚群的清除等治疗手段的联合应用。这样的方案可以降低肿瘤局部的免疫抑制，从而能够让基于新抗原的疫苗诱导出高度特异性的抗肿瘤免疫反应，达到靶向清除肿瘤细胞的目的。