A Review and Commentary on the Emerging Era of Cancer Vaccines

摘要

近年來，隨著疫苗科技與腫瘤免疫學的快速發展，癌症疫苗再度成為全球醫學研究的焦點。2023 年英國啟動的 Cancer Vaccine Advance 計畫，旨在於 2030 年前為 1 萬名癌症患者提供個人化 mRNA 癌症疫苗接種，象徵癌症疫苗從概念驗證邁向大規模臨床應用的重要里程碑。本文綜述癌症疫苗的發展歷程、最新技術突破與臨床證據，並分析人工智慧、基因體醫學與疫苗平台技術如何重塑癌症免疫治療。同時，本文結合全球政策與科研投資趨勢，探討癌症疫苗在未來公共衛生與精準醫療中的戰略意義。

一、癌症疫苗：從理論概念到臨床轉折

疫苗長期以來主要被視為預防傳染病的公共衛生工具，其基本原理是透過刺激免疫系統，使人體在病原體感染前即具備防禦能力。然而，癌症疫苗的設計理念與傳統疫苗有所不同，其目標不僅在於預防癌症發生，也可作為治療工具，促使免疫系統辨識並清除腫瘤細胞。

癌症疫苗大致可分為兩類：

1. 預防性疫苗（preventive vaccines）
2. 治療性疫苗（therapeutic vaccines）

目前臨床上已證實具有顯著公共衛生效益的主要為預防性疫苗，例如：

• B型肝炎疫苗（預防肝癌）
• 人類乳突病毒疫苗（預防子宮頸癌）

相比之下，治療性癌症疫苗的發展較為緩慢。截至目前為止，僅有少數獲得監管機構批准：

• BCG (Bacillus Calmette–Guérin) （用於膀胱癌，屬於活性減毒細菌免疫療法）
• talimogene laherparepvec（用於黑色素瘤，屬於溶瘤病毒治療）
• sipuleucel-T（用於前列腺癌，屬於自體樹突細胞疫苗）

然而，這些療法在臨床應用上仍受到療效幅度、製程複雜性與成本等因素限制。

二、COVID-19 疫情：癌症疫苗發展的意外催化劑

2020 年以後，COVID-19 疫苗的成功改變了全球疫苗科技的發展軌跡。mRNA 疫苗平台的快速研發與大規模生產，使得原本需要數十年的疫苗開發週期大幅縮短。

疫情期間建立的關鍵基礎設施包括：

• mRNA 疫苗製造技術
• 全球冷鏈物流系統
• 即時基因體監測
• 大規模臨床試驗平台
• 跨國政府與產業合作模式

這些基礎設施在疫情後迅速被轉化為其他醫療領域的研發能力，其中最受關注的便是癌症疫苗。

英國在 2023 年啟動的 Cancer Vaccine Advance 計畫 即是一個代表性案例。該計畫結合政府、學界與產業資源，透過跨腫瘤類型的大型臨床試驗，評估個人化 mRNA 癌症疫苗的安全性與療效。

這種國家級戰略顯示，癌症疫苗已從單純的學術研究議題，逐漸上升為國家醫療與生物科技競爭力的重要指標。

三、技術突破：個人化癌症疫苗與新抗原革命

癌症疫苗研究的最大突破來自於新抗原（neoantigen）疫苗的出現。

腫瘤細胞在基因突變過程中會產生特定的蛋白質變異，這些變異抗原只存在於腫瘤細胞，而不存在於正常組織，因此成為理想的免疫治療標靶。

透過次世代定序與生物資訊分析，研究人員可以：

1. 解析患者腫瘤的突變圖譜
2. 預測具有免疫原性的抗原
3. 設計個人化疫苗

mRNA 疫苗平台則提供了快速製造與高度客製化的能力。

在一項第二期臨床試驗中，個人化 mRNA 新抗原疫苗 mRNA-4157 與免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitor) pembrolizumab 聯合治療黑色素瘤患者，顯示復發率明顯下降，無復發存活率(Recurrence-Free Survival)達 79%，顯示個人化疫苗具有實際臨床潛力。

此外，另一類研究方向是共享抗原疫苗（shared antigen vaccines），例如針對 HER2（ERBB2）等腫瘤驅動基因的疫苗，亦在多項臨床試驗中展現長期免疫反應。

四、人工智慧與癌症疫苗設計

癌症疫苗最大的挑戰之一是抗原選擇。
腫瘤具有高度異質性，且許多腫瘤屬於「免疫冷腫瘤」（immune cold tumor），也就是腫瘤微環境中幾乎沒有免疫細胞（尤其是 T 細胞）浸潤的腫瘤，免疫細胞難以進入腫瘤微環境。

人工智慧與高效能計算正在改變這一局面。透過訓練生成式 AI 模型，研究人員可以預測最具免疫原性的抗原組合，並設計多抗原疫苗。

英國的 Cancer Vaccines AI & Supercomputer Project 即利用真實腫瘤資料訓練 AI，以加速疫苗靶點的發現與設計。這類技術可能大幅縮短疫苗開發時間，並提高治療精準度。

五、全球科技競爭與政策意涵

從全球科研格局來看，美國仍是癌症疫苗研究的主要領導者，約佔全球相關論文的一半。然而，近期美國對疫苗與相關科技的研究資金出現縮減趨勢，可能影響未來創新能力。

相對而言，歐洲與英國正積極將疫情期間建立的生物科技能力轉向癌症研究，並透過國家級計畫加速臨床應用。

癌症疫苗市場亦呈現快速成長：

• 2023 年：約 101 億美元
• 2032 年預估：425 億美元

這意味著癌症疫苗不僅是醫學突破，也將成為全球生物醫藥產業的重要競爭領域。

六、未來方向：從治療走向預防

癌症疫苗策略正在發生重要轉變。過去多數研究集中於晚期腫瘤治療，但新的研究顯示，在微小殘留疾病（minimal residual disease, MRD）階段接種疫苗，可能更有效預防癌症復發。

未來癌症疫苗的應用可能包括：

• 術後預防復發
• 癌前病變免疫預防
• 高風險族群預防性疫苗

這種模式將使癌症疫苗逐漸融入公共衛生與預防醫學體系。

結論

癌症疫苗的發展歷經數十年的探索，雖然早期成果有限，但隨著 mRNA 技術、基因體醫學與人工智慧的進步，該領域正迎來關鍵轉折點。英國 Cancer Vaccine Advance 計畫與全球多項臨床試驗顯示，癌症疫苗已從概念研究逐漸邁向實際醫療應用。

在癌症發生率持續上升的背景下，癌症疫苗不僅可能改變腫瘤治療模式，也有潛力成為預防癌症的重要公共衛生工具。未來若能持續投入科研資源、整合人工智慧與精準醫療技術，癌症疫苗有望成為下一個改變醫學歷史的重大突破。

Reference: The Time for Cancer Vaccines Is Now Advancing Toward Lasting Cancer Immunity

English version: Key Turning Points in Cancer Vaccines: Rethinking the Global Strategy from Technological Breakthroughs to Strategic Implementation

Reviewer: PI-Union Medical Science Ltd.

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