抗HER作用機制實用教案

1、 HER2與腫瘤 免疫系統(tǒng)對抗(dukng)腫瘤治療的意義 曲妥珠單抗的作用機制 抑制HER2信號通路 免疫效應 免疫調節(jié)藥物聯(lián)合曲妥珠單抗治療第1頁/共34頁第一頁，共35頁。從HER2到曲妥珠單抗HER2過表達與侵襲性程度更高的表型相關41987抗HER2單克隆大鼠抗體被人源化：曲妥珠單抗61992HER2基因被克隆2乳腺癌中發(fā)現(xiàn)過表達的HER2蛋白31985發(fā)現(xiàn)HER2/neu 基因119841989抗HER2單克隆老鼠抗體研發(fā)成功5開始曲妥珠單抗的臨床研究 199319951. Ullrich A, et al. Nature 1984; 309:418425. 2. Ishii S,

2、 et al. Proc Natl Acad Sci USA 1985; 82:4920-4924.3. Sainsbury JR, et al. Lancet 1985; 1:364366. 4. Di Fiore PP, et al. Science 1987; 237:178-182.5. Huzdiak RM, et al. Mol Cell Biol 1989; 9:1165-1172. 6. Carter P, et al. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89:4285-4289.第2頁/共34頁第二頁，共35頁。從臨床試驗到臨床實踐1998美國批準HE

3、R2陽性MBC12010歐盟/美國批準:HER2陽性MGC42000歐盟批準:HER2陽性e MBC22012/2013EMA批準曲妥珠單抗輔助/新輔助治療62011EMA批準 曲妥珠單抗聯(lián)合化療治療EBC5持續(xù)時間的研究結果：HERA 2年；PHARE 6 vs. 12個月2006歐盟/美國批準HER2陽性EBC31. Slamon DJ, et al. N Engl J Med 2001; 344:783-792. 2. Marty M, et al. J Clin Oncol 2005; 23:4265-4274.3. Piccart-Gebhart MJ, et al. N Engl

4、J Med 2005; 353:1659-1672. 4. Bang YG, et al. Lancet 2010; 376:687-697.5. Perez EA, et al. J Clin Oncol 2011; 29:4491-4497. 6. Gianni L, et al. Lancet 2010; 375: 377-384.第3頁/共34頁第三頁，共35頁。HER2的特點(tdin)具有酪氨酸激酶活性的蛋白無已知的特異性配體與HER家族其他(qt)受體形成異二聚體Seliger B, Kiessling R. Trends Mol Med 2013; 19(11):677-84.

5、Hudis CA. N Engl J Med 2007; 357(1):39-51.l激活的信號通路l包括MAPK、PI3K、JAK、STAT3，PKC通路l在正常上皮細胞中表達較低，在腫瘤細胞中過表達或擴增l與惡性腫瘤形成(xngchng)、進展相關受體特異性配體HER1(EGFR)HER2HER4HER3酪氨酸激酶區(qū)域細胞膜細胞核細胞質HER1，HER2HER3或HER4HER2VEGFPPPPSOSRASRAFMEKMEPKAktPI3-K轉錄細胞增殖、生存、死亡和侵襲第4頁/共34頁第四頁，共35頁。HER2在各類腫瘤(zhngli)中的表達1.乳腺癌中HER2過表達比例在20%-30

6、%12.胃癌中HER2過表達比例22.1%，與腫瘤(zhngli)部位和組織學類型等相關2：3.胃食管交界處：32.2%；胃：21.4%4.腸型：31.8%；彌散型：6.1%5.卵巢癌中HER2過表達比例27.6%3，疾病晚期過表達比例更高46.前列腺癌中HER2過表達比例25%51.Park S, et al. Cancer Cell 2010; 18(2):160-70. 2. Van Cutsem E, et al. Gastric Cancer 2014 Jul 20. 3. Pils D, et al. Br J Cancer. 2007;96(3):485-91. 4. Hells

7、trm I, et al. Cancer Res. 2001;61(6):2420-3.5. Signoretti S, et al. J Natl Cancer Inst. 2000;92(23):1918-25. 第5頁/共34頁第五頁，共35頁。 HER2與腫瘤 免疫系統(tǒng)對抗腫瘤治療的意義 曲妥珠單抗的作用機制 抑制HER2信號(xnho)通路 免疫效應 免疫調節(jié)藥物聯(lián)合曲妥珠單抗治療第6頁/共34頁第六頁，共35頁。腫瘤(zhngli)免疫編輯假說 2002年，美國腫瘤生物學家R.D Schreiber提出了腫瘤免疫編輯(Cancer immunoediting)假說 免疫編輯：免疫系

8、統(tǒng)在清除一些腫瘤細胞的同時，也對另一些腫瘤細胞的免疫原性進行重塑 經免疫編輯的腫瘤細胞惡性程度越來越高，免疫抑制增強，最終腫瘤細胞的惡性生長(shngzhng)并擴散Vesely MD, Schreiber RD. Ann N Y Acad Sci 2013;1284:1-5.Dunn GP, et al. Nat Immunol 2002; 3(11):991-8.免疫監(jiān)視免疫平衡免疫逃逸第7頁/共34頁第七頁，共35頁?；A(jch)研究：免疫浸潤與復發(fā)風險降低和預后良好相關免疫指標結果未接受任何全身治療患者的預后價值Desmedt等 (2008)免疫應答 (STAT1)模型STAT1模型

9、表達增加與復發(fā)降低相關Rody等 (2009)T細胞基因表達譜T細胞基因表達譜的表達增強與較低遠處復發(fā)風險相關Staaf等 (2010)HER2衍生預后預測因子免疫應答相關的HER2衍生預后預測因子能夠定義預后良好的人群Bianchini等 (2010)免疫激酶評分免疫相關激酶高表達與遠處復發(fā)風險減弱相關新輔助治療后病理學完全緩解的預測價值Bianchini等 (2010)免疫激酶評分免疫相關激酶的基因表達增加與新輔助化療后更多pCR相關Denkert等 (2010)腫瘤相關淋巴細胞腫瘤相關淋巴細胞是含蒽環(huán)類與紫杉類新輔助化療緩解的獨立預測因子Ignatiadis等 (2012)免疫模型免疫模

10、型提高了預測新輔助化療后pCR的準確度Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68. 第8頁/共34頁第八頁，共35頁。TransNOAH研究：免疫(miny)球蛋白基因表達譜的表達越強與pCR比例越高 對NOAH研究中HER2陽性的患者的樣本進行( jnxng)基因表達分析1 曲妥珠單抗聯(lián)合化療治療的患者，免疫球蛋白基因表達譜的表達越強與pCR比例越高有關1Bianchini G, et al. 2011 ASCO abstract 529.Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15

11、(2):e58-68. 曲妥珠單抗與化療(hu lio)聯(lián)用較曲妥珠單抗或化療(hu lio)單獨使用的抗腫瘤療效更好2曲妥珠單抗增強了化療(hu lio)誘導的細胞毒性2免疫系統(tǒng)在化療(hu lio)和曲妥珠單抗兩者的療效中都發(fā)揮了作用，有助于曲妥珠單抗和化療(hu lio)之間的協(xié)同相互作用2第9頁/共34頁第九頁，共35頁。l HER2與腫瘤l 免疫(miny)系統(tǒng)對抗腫瘤治療的意義l 曲妥珠單抗的作用機制l 抑制HER2信號通路l 免疫(miny)效應l 免疫(miny)調節(jié)藥物聯(lián)合曲妥珠單抗治療第10頁/共34頁第十頁，共35頁。抑制(yzh)HER2信號通路Spector NL,

12、Blackwell KL. J Clin Oncol 2009; 27:5838-5847.細胞內作用：抑制HER2信號通路抑制細胞生長信號傳遞細胞周期停滯抑制促血管生成相關因子表達阻止DNA損傷修復基因的表達HER2曲妥珠單抗PI3K/AktMAPKHER2曲妥珠單抗血源性因子抑制VEGF, TGF-PAI-1,血管生成素-1化療/放療HER2曲妥珠單抗核DNA破壞DNA修復基因第11頁/共34頁第十一頁，共35頁。 曲妥珠單抗作用 抑制HER2活化/磷酸化 下調信號分子(fnz)MARK和PI3K-Akt 下調CyclinD 上調p27Kip1抑制(yzh)細胞內信號轉導PI3-Akt通路

13、HER2過表達MAPK通路P53表達p21/WAF細胞生成、增殖曲妥珠單抗細胞周期停滯Spector NL, Blackwell KL. J Clin Oncol 2009; 27:5838-5847.第12頁/共34頁第十二頁，共35頁。抑制腫瘤(zhngli)血管生成 曲妥珠單抗下調VEGF表達，抑制新生血管形成(xngchng) 基礎研究表明：曲妥珠單抗逆轉腫瘤脈管系統(tǒng)，并且下調50%VEGF以及其他促血管生成因子0.50.50.50.90.50.20.30.50.700.20.40.60.81VEGFTGF-PAI-1基因微列陣體內體外Izumi Y, et al.Nature 200

14、2; 416:279-280.*P0.05第13頁/共34頁第十三頁，共35頁。阻止DNA損傷(snshng)修復基因的表達 曲妥珠單抗通過下調p21/WAF1抑制化療或放療引起(ynq)的DNA損傷修復基礎研究結果顯示曲妥珠單抗抑制了順鉑暴露(bol)后p21/WAF1的表達Pietras RJ, et al. Oncogene 1998; 17:2235-2249.Pietras RJ, et al. Cancer Res 1999; 59:1347-1355,基礎研究結果顯示曲妥珠單抗阻斷了放療誘導的DNA損傷修復第14頁/共34頁第十四頁，共35頁。 HER2與腫瘤 免疫系統(tǒng)對抗腫瘤治

15、療的意義 曲妥珠單抗的作用機制 抑制HER2信號通路 免疫效應 免疫調節(jié)藥物(yow)聯(lián)合曲妥珠單抗治療第15頁/共34頁第十五頁，共35頁。曲妥珠單抗的作用(zuyng)機制：免疫效應Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68. 腫瘤細胞NK細胞細胞毒性T細胞(CTL)活化的CTLCD4(輔助性T細胞1)DCMHC-IMHC-IIT細胞受體HER2FcR干擾素CDCADCCNK/DC對話交叉呈遞腫瘤細胞殘余被包裹吞噬作用腫瘤細胞死亡(免疫原性或非免疫原性)腫瘤殘余或瀕死細胞免疫復合物干擾素白介素2抗原呈遞細胞攝取免疫復合物誘導

16、免疫細胞相互對話誘導免疫調制細胞因子的產生誘導腫瘤抗原交叉呈遞，激發(fā)特異性的適應性免疫應答第16頁/共34頁第十六頁，共35頁。ADCC是曲妥珠單抗體內臨床(ln chun)療效的主要機制之一 臨床(ln chun)前研究表明抗體依賴性細胞毒性(ADCC)是曲妥珠單抗及其他治療性抗體體內臨床(ln chun)療效的主要機制之一 體外曲妥珠單抗內在性耐藥的HER2+細胞系在體內對曲妥珠單抗敏感 曲妥珠單抗在免疫功能正常的小鼠中，顯著抑制腫瘤生長，在FcR-/- (不表達CD16/ADCC缺陷)的小鼠，活性相對降低Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014;

17、15(2):e58-68.Clynes RA, Nat Med. 2000; 6(4):443-446. 裸鼠皮下注射BT474M1細胞后，每周一次注射曲妥珠單抗或PBS時間 (周)12345605001000150020001234560500100015002000腫瘤體積 (mm3)PBSPBS曲妥珠單抗曲妥珠單抗WTFcR-/-時間 (周)第17頁/共34頁第十七頁，共35頁。Fc受體 Fc受體是ADCC重要的組成部分(z chn b fn)，參與ADCCBianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68. Nimmerjahn

18、 F, Ravetch JV. Nat Rev Immunol 2008;8(1):34-47. 免疫復合物TReg細胞CD8+ T細胞CD4+ T細胞樹突細胞B細胞漿細胞單核或巨噬細胞激發(fā)先天性效應細胞的活化參與抗原呈遞和免疫復合物介導的樹突細胞成熟過程作為輔助因子調節(jié)B細胞活化和漿細胞的生存活化性Fc受體抑制性Fc受體第18頁/共34頁第十八頁，共35頁。天然(tinrn)殺傷細胞 (NK細胞) 免疫細胞的特性和數(shù)量影響曲妥珠單抗的抗腫瘤活性 NK細胞通過ADCC靶向腫瘤細胞 活化的NK細胞分泌細胞因子，如干擾素，從而參與形成(xngchng)適應性免疫應答 曲妥珠單抗激發(fā)NK細胞的增加，

19、治療的反應與ADCC的強度有關 效應細胞同時與曲妥珠單抗和活化受體NKG2D相互作用時，NK細胞介導的細胞死亡作用達到最強Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68. 第19頁/共34頁第十九頁，共35頁。ADCC在HER2+胃癌細胞抗瘤模型(mxng)中起作用100 ng/ml 曲妥珠單抗條件下，不同E/T比例(bl)下，ADCC的作用E/T ratio效應(xioyng)細胞(NK細胞等)/靶細胞(HCI-N87或MKN45)之比96816527169.402040608010012025:112.5:16.25:1細胞毒性

20、凈比例 (%)E/TratioNCI-N87 (HER2+)MKN45 (HER2-)Fujimoto-Ouchi K. Cancer Chemother Pharmacol. 2007; 59(6):795-805.第20頁/共34頁第二十頁，共35頁。拉帕替尼增強(zngqing)曲妥珠單抗介導的ADCC 拉帕替尼：EGFR和HER2雙靶點的酪氨酸激酶抑制劑 拉帕替尼聯(lián)合曲妥珠單抗： 誘導胃癌細胞系中細胞表面HER2累積，增加(zngji)曲妥珠單抗結合部位 抑制胃癌細胞系HER2信號和增殖，誘導細胞凋亡活性 增強曲妥珠單抗介導的ADCCP0.05 (*)P0.01 (*)Shiraish

21、i K, et al. Gastric Cancer 2013; 16(4):571-80.對HER2過表達的細胞系拉帕替尼500nM暴露(bol)后進行ADCC分析 第21頁/共34頁第二十一頁，共35頁。帕妥珠單抗聯(lián)合(linh)曲妥珠單抗ADCC活性更強 帕妥珠單抗是HER2二聚化抑制劑，且不與曲妥珠單抗競爭結合( jih)HER2 帕妥珠單抗本身具有ADCC活性 帕妥珠單抗聯(lián)合曲妥珠單抗增強ADCC活性NCI-N87細胞(xbo)暴露于帕妥珠單抗(10ng/mL),曲妥珠單抗(2ng/mL或兩者，RTCA檢測ADCC活性對照組帕妥珠單抗曲妥珠單抗聯(lián)合Yamashita-Kashima

22、Y, et al. Clin Cancer Res 2011; 17(15):5060-70. 第22頁/共34頁第二十二頁，共35頁。適應性免疫(miny)應答也是曲妥珠單抗的機制之一 臨床前研究證實：曲妥珠單抗的抗腫瘤生長的免疫效應不僅只有ADCC，適應性免疫應答也是抗體(kngt)介導的腫瘤縮小的必要機制攜帶(xidi)TUBO腫瘤的Fc受體KO和WT的BALB/c小鼠(n=6-8/組)攜帶TUBO腫瘤的WT和Rag-1-/-小鼠(n=5-7/組)*p0.01*p0.005Park S, et al. Cancer Cell 2010; 18(2):160-70.第23頁/共34頁第二十

23、三頁，共35頁?？乖蔬f：連接先天性與適應性免疫(miny)應答Andre F, et al. Clin Cancer Res 2013; 19(1):28-33.先天性免疫應答ADCC單克隆抗體 (曲妥珠單抗)效應細胞(NK細胞，巨噬細胞等)通過于Ab段連接殺滅腫瘤細胞受曲妥珠單抗作用的瀕死腫瘤細胞殘余碎片抗原呈遞細胞捕捉這樣的腫瘤細胞碎片并呈遞給淋巴細胞抗原呈遞誘導適應性免疫應答激活抗原特異性抗腫瘤免疫應答第24頁/共34頁第二十四頁，共35頁。CD4+T細胞(xbo)Mortenson ED, Fu YX. Oncoimmunology 2014; 3(1):e27296.除ADCC外，

24、抗體與HER2結合促進(cjn)適應性免疫應答，增加腫瘤CD4+和CD8+T細胞浸潤CD4+T細胞參與腫瘤細胞表面(biomin)MHC II類分子并通過干擾素能夠介導直接的抗腫瘤應答腫瘤內CD4+T細胞的損耗或阻斷CD40/CD40L相互作用會抑制抗HER2抗體的療效CD40/CD40相互作用可能促進DC細胞抗原呈遞，激活CD8+T細胞，促進巨噬細胞活化第25頁/共34頁第二十五頁，共35頁。CD8+T細胞(xbo) CD8+是適應性免疫的主要效應細胞 CD4+T細胞在抗HER2治療過程中的損耗(snho)不影響CD8+T細胞的抗腫瘤應答 初始接受抗HER2抗體治療后，適應性免疫產生記憶和長

25、期保護作用Mortenson ED, Fu YX. Oncoimmunology 2014; 3(1):e27296.Park S, et al. Cancer Cell 2010; 18(2):160-70.抗HER2治療小鼠腫瘤持續(xù)縮小，但缺乏CD8+T細胞會導致快速(kui s)復發(fā)*p0.05; *p0.005初始治療腫瘤完成縮小的小鼠再次接種腫瘤第26頁/共34頁第二十六頁，共35頁。曲妥珠單抗在適應性免疫(miny)應答中的作用 激活不同機制將淋巴細胞募集到腫瘤處：誘導NK細胞和CD8+T細胞的大量增加(zngji) 增強HER2特異性CD4T細胞免疫應答Park S, et al

26、. Cancer Cell 2010; 18(2):160-70.Taylor C, et al. Clin Cancer Res 2007; 13(17):5133-43.Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68. 第27頁/共34頁第二十七頁，共35頁。致癌信號(xnho)通路與PD-L1 日本對144例胃癌(wi i)患者的標本進行了研究顯示：PD-L1過度表達與腫瘤侵襲及PTEN基因雜合性缺失顯著相關，HER2 可能影響胃癌(wi i)組織中 PD-L1 的表達。 PD-L1表達與不良預后和/或疾病進展相關，PD-L1

27、表達患者5年生存率為36.7%，而不存在PD-L1表達患者為48.9%。Oki, et al. J Clin Oncol 32, 2014 (suppl; abstr e15041).Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68. PTEN功能喪失通過激活PI3K-AKT-mTOR通路促進PD-L1蛋白表達增強(zngqing)PTEN功能喪失和或PI3K活化突變是導致曲妥珠單抗耐藥的原因第28頁/共34頁第二十八頁，共35頁。曲妥珠單抗作用(zuyng)機制細胞外先天性和適應性免疫(miny)應答細胞內抑制(yzh)HER2信號

28、通路腫瘤細胞NKCTL活化的CTLCD4DC干擾素CDCADCCNK/DC對話交叉呈遞腫瘤細胞殘余被包裹腫瘤細胞死亡(免疫原性或非免疫原性)腫瘤殘余或瀕死細胞免疫復合物干擾素白介素2Bianchini G, Gianni L. Lancet Oncol 2014; 15(2):e58-68.Ocana A, Pandiella A. Curr Pharm Des. 2013;19(5):808-17. Fc受體NKHER2曲妥珠單抗RASAktp27第29頁/共34頁第二十九頁，共35頁。 HER2與腫瘤 免疫系統(tǒng)對抗腫瘤治療的意義 曲妥珠單抗的作用機制 抑制HER2信號通路(tngl) 免疫

29、效應 免疫調節(jié)藥物聯(lián)合曲妥珠單抗治療第30頁/共34頁第三十頁，共35頁。曲妥珠單抗聯(lián)合免疫調節(jié)藥物(yow)增強曲妥珠單抗介導的ADCC 提高天然殺傷細胞(xbo)的活性 激發(fā)免疫記憶應答靶點結果Lu et al(2011)TLR2 激動劑TLR2激動劑活化NK細胞以及增強曲妥珠單抗介導的ADCCStagg et al(2011)活化型抗CD137在具有免疫活性的小鼠模型中，抗HER2 mAb體治療的HER2+乳腺癌中抗CD137較僅抗HER2增強了活性Kohrt et al(2012)活化型抗CD137抗CD137增強了體內外曲妥珠單抗介導的NK細胞分泌細胞因子和NK細胞介導的細胞毒性Wang et al(2012)TLR4激動劑TLR4激動劑活化先天性免疫應答，并且與曲妥珠單抗聯(lián)合激發(fā)適應