19世紀末,紐約外科醫生科利(William Coley)有了驚人發現。他的一名患者因為頸部腫瘤而瀕臨死亡,結果居然在感染嚴重的細菌性皮膚病後痊癒。科利試圖複製這一發現。他為腫瘤患者注射由死掉的細菌組成的混合物,試圖擊退癌症。最終,他以這種方式治療超過一千名患者,而且往往都能成功。
科利推測,感染可以觸發免疫系統對抗癌症。這樣的觀點在他生前頗具爭議,直到1950年代才被科學家廣泛接受。如今,這份理念成為「癌症疫苗」這種新一代療法的研發驅動力。癌症疫苗的目標是訓練免疫系統識別腫瘤並抑制癌症擴散。從皮膚、卵巢到大腦和肺部的癌症,相關試驗正在進行中。經過半個世紀的挫折,現在終於陸續出現振奮人心的結果。
人體幾乎任何一顆細胞都可能是癌症的起點。免疫系統通常會試圖藉由監測異常細胞來阻止癌細胞擴散。例如,被稱為T細胞的白血球可以識別腫瘤表面的外源蛋白(非自身抗原),藉此攻擊腫瘤。俗稱的自然殺手細胞和巨噬細胞也可以藉由檢測細胞攜帶的異常分子,或者在它們被抗體標記後,識別並摧毀癌細胞。
然而,如果癌細胞進化到可以規避免疫系統,它們就能順利生長、複製並在擴散到全身。2008年,科學家首度開始對腫瘤進行DNA定序時,他們發現癌細胞含有數百、甚至數千種將它們與健康細胞區分開來的突變。這當中,有部份突變會導致癌細胞生成異常蛋白──新抗原(neoantigens)。而新抗原會觸發免疫系統的警報。
癌症疫苗的原理正是將這些新抗原直接引入體內,從而訓練免疫系統將攜帶這些抗原的癌症視為異物並殲滅。
為了製作這種疫苗,科學家需要先取得腫瘤組織的樣本,進行基因定序並找出所有的基因突變。接著,分析這些資訊以預測哪些新抗原可能觸發最強的免疫反應。接下來就能打造出疫苗,觸發免疫系統針對這些特定異常蛋白產生抗體。實際做法是注射核糖核酸(RNA),讓RNA來指示體內細胞製造新抗原以誘發免疫反應,希望藉此促使免疫系統對抗原始腫瘤。
雖然有堅實的理論基礎,但要快速製作出這種疫苗卻是另一回事。「幾年前,我會說這件事情在技術上絕對不可能做到,」倫敦癌症研究所臨床科學家梅爾徹(Alan Melcher)直言。
如今,最快六週就能做出癌症疫苗,只是代價不菲。這很大一部份要歸功於新冠疫情期間加速發展的mRNA疫苗技術。用於對抗新冠病毒的疫苗使人體構建出SARS-CoV-2的某種成份蛋白,讓免疫系統用來生成抗體。癌症疫苗的作用機制類似,只是用來針對腫瘤產生的蛋白。
二階段測試,疫苗降低復發及死亡率
初期研究結果指向光明前景。由美國製藥公司莫德納(Moderna)和默克(Merck)合作開發的一款mRNA疫苗針對黑色素瘤(一種皮膚癌)設計,最近完成了針對癌症晚期、已藉由手術切除腫瘤的患者進行的第二階段試驗。治療三年後,癌症復發或死亡的風險下降了近一半。這以第二階段的臨床試驗來說,是個具潛力的結果。不過,疫苗是否有效的最終答案還需要等待進一步試驗結果。
許多人認為這些疫苗與其他免疫療法結合使用效果可能最好。現行免疫療法透過各種方式增強或調節免疫系統對癌症的反應。「我們試著結合各種癌症疫苗與免疫療法,試著啟動免疫系統,」英國國家健康與護理研究所早期癌症研究專家丹森(Sarah Danson)表示。事實上,上述提到的那款癌症疫苗現在也會跟免疫療法合併使用。
莫德納和默克2024年6月宣佈,他們已經針對非小細胞肺癌、腎細胞癌、尿路上皮癌(泌尿系統癌症)和皮膚鱗狀細胞癌等不同腫瘤啟動了mRNA疫苗的進一步研究。BNT和Genentech公司也正合作評估針對多種癌症製作客製化疫苗的可行性。數據顯示,他們的疫苗有可能在手術後降低胰臟癌的風險。
最常見的腦癌「膠質母細胞瘤」(Glioblastoma)也是研究目標之一,因為目前這種癌症沒有有效的治療方法。佛羅里達大學學者的一項研究中,一款mRNA癌症疫苗啟動了免疫系統對腫瘤的強烈反應。不過那份研究只有四名受試者。針對狗做的研究則發現,得了腦瘤的狗在接受治療後的生存期中位數達到139天,遠高於未接受治療的一般情況(30-60天)。對人類和狗進行的研究結果還顯示,個人化疫苗可以觸發對「冷腫瘤」的免疫反應。冷腫瘤指的是那些免疫系統通常不會識別或對抗的腫瘤。
疫苗能預防癌症嗎?
癌症疫苗發展成熟後,有望減少化療或手術等侵入性治療的需求。丹森甚至認為,治療性癌症疫苗未來有可能用於預防癌症,將針對不同癌症常見的新抗原的疫苗給予罹病機率最高的一群人。2024年10月,牛津大學科學家獲得經費製造一種預防卵巢癌的疫苗,目的是在最初期的階段就識別並攻擊這類癌細胞。
癌症疫苗的研發不會一帆風順。個人化癌症疫苗的製造過程既複雜又昂貴。一種解決方法是製作像卵巢癌疫苗這種普遍性的癌症疫苗。另一種更先進的做法是是向免疫系統呈現多種癌症中常見的腫瘤標記。例如,生物技術公司BioNTech(BNT)正在針對非小細胞肺癌研發的mRNA疫苗。不過目前仍處於早期安全試驗階段。
還有幾個重要的科學問題有待解答。例如,丹娜法伯癌症研究所(Dana-Farber Cancer Institute)主任沙倫(Elad Sharon)指出,目前還不清楚為什麼免疫系統會忽視由腫瘤產生的新抗原,但當這些抗原通過疫苗傳遞時卻能觸發免疫反應。此外,製藥公司還需要嚴格評估它們的抗原挑選技術,以確保能選出最佳候選抗原。
在科利進行實驗性療法的一個多世紀後,他的直覺已被證明是正確的。但當代疫苗會走到哪裡還是未知數。2009年發表的一項研究評估了這塊領域的發展,並猜測當年可能成為癌症疫苗的元年。希望落空。但2025年的故事或許會有所不同。
(本文由《經濟學人》獨家授權轉載)
英國《經濟學人》獨家授權,天下精選翻譯,與國際財經趨勢同步
華文唯一授權,隔週三發送
請查看您的信箱,我們將寄送驗證信給您,確保未來信件會送到您的信箱