腫瘤免疫治療在研藥物靶點概覽

1、腫瘤免疫治療在研藥物靶點概覽Overview of innate and adaptive checkpoint pathways免疫治療是指通過免疫系統(tǒng)達到對抗癌癥目的的治療方式，也是生物治療的一種。識別和殺死異常細胞是免疫系統(tǒng)的天然屬性，但是癌癥細胞經(jīng)常有逃避免疫系統(tǒng)的能力。過去幾年，癌癥免疫領(lǐng)域的快速發(fā)展產(chǎn)生了幾種治療癌癥的新方法，通過增強免疫系統(tǒng)中某些成分的活性或者解除癌癥細胞對免疫系統(tǒng)的抑制來發(fā)揮作用。廣義的免疫治療包括免疫檢查點抑制劑、免疫細胞治療、溶瘤病毒、治療性抗體、癌癥疫苗以及免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)劑。腫瘤免疫治療近來備受關(guān)注，除了手術(shù)、化療及放療外，已成為癌癥治療的重要手段。Ipil

2、imumab及nivolumab / pembrolizumab是最早上市的免疫檢查點抑制劑類藥物，分別靶向于CTLA-4及PD-1；在治療非小細胞肺癌及黑色素瘤領(lǐng)域已逐漸從二線轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪€治療藥物。免疫治療藥物并非沒有弱點，藥物的試用可能會誘導(dǎo)腫瘤細胞額外免疫檢查點活性的上調(diào)，凸顯了開發(fā)新型抗腫瘤免疫激活劑的重要性。新出現(xiàn)的藥物不僅通過封閉免疫抑制性檢查點或作為免疫刺激信號通路的激活劑而靶向于獲得性免疫淋巴細胞，還可靶向于先天免疫過程中的巨噬細胞和自然殺傷細胞，兩者廣泛存在于多種類型的實體瘤及血液系統(tǒng)癌癥中。本文將對新出現(xiàn)的進入臨床研究或臨床前研究的腫瘤免疫治療靶點做一概覽。表 1. Summ

3、ary of past and current clinical trials in cancerfor immune checkpoint agents(本表來源于文獻1，篇幅所限，對更多信息感興趣的讀者可查閱原文)獲得性免疫 -抑制性淋巴細胞受體Ligand interaction and structuralsimilarities between LAG3 and CD4LAG-3LAG-3 (lymphocyte activation gene 3， LAG-3 ，CD223) 和 CD4 是同源蛋白，但是以更高的親和力與主要組織相容性復(fù)合體類分子 (major histocompa

4、tibility complex class ， MHC ) 結(jié)合，主要表達在活化的 T 淋巴細胞、 B 淋巴細胞、自然殺傷細胞 (natural killer cell ，NK) 和漿細胞樣樹突狀細胞 (plasma cytoid dendriticcells ，pDCs) ，并負(fù)調(diào)控 T 細胞功能。研究表明 LAG-3 選擇性地上調(diào) Treg 表面的 CD4 ，因此 LAG-3 抗體在體內(nèi)可降低 Treg 活性。抑制或敲除LAG-3 會解除 Treg 對 T 細胞的抑制功能。另外，在缺少CD4+T 細胞的情況下， LAG-3 抗體能夠增加CD8+T 細胞的功能。 T 細胞失能或者耗竭時會表

5、達多種免疫檢查點分子，在慢性感染模型及自身抗原識別模型中LAG-3 和 PD-1 通常都有共表達現(xiàn)象。 協(xié)調(diào)抑制 LAG-3 及 PD-1 能夠增強免疫應(yīng)答，因此目前關(guān)于 LAG-3 抗體的臨床試驗都是單獨或者與 PD-1 聯(lián)用來觀察效果。 目前主要有以下幾家公司進行 LAG-3 的臨床試驗： BMS 的 BMS986016 ， Regeneron 和 Sanofi合作的 REGN3767 ， Novartis 的 LAG525 及 Immuntep的IMP321 等。 TIM-3, its ligands and signaling adaptorproteins TIM-3TIM-3是 T

6、IM 家族的一個受體蛋白，在T 細胞、 Treg 細胞、先天免疫細胞(樹突細胞、自然殺傷細胞、單核細胞 )表面表達。 TIM-3 有多種配體，如磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine)、半乳凝素9 (galectin-9)、 HMGB1和CEACAM-1。和其他免疫檢查點分子不同的是，TIM-3并非在所有 T 細胞激活后得以上調(diào)， 僅在 CD4+ 輔助 T 細胞 1 (Th1)和 CD8+ 細胞毒性 T 細胞中上調(diào)， 參與協(xié)同抑制作用。 在由其配體 galectin-9 激活后，TIM-3 會抑制效應(yīng) T 細胞的活性，并引起外周耐受。 TIM-3 在 T 細胞在腫瘤中的損耗中起著關(guān)

7、鍵作用。TIM-3在用抗PD-1治療產(chǎn)生耐藥性的動物的T 細胞中高表達。在獨立實驗中，當(dāng)抗TIM-3抗體與抗PD-1藥物聯(lián)用時可抑制抗PD-1 治療耐藥性的產(chǎn)生。目前在臨床試驗的 TIM-3 抗體有 Tesaro 的 TSR-022 、諾華的 MBG-453及禮來的 LY3321367 。TIGIT pathway TIGITTIGIT(又叫Vsig9，Vstm3， WUCAM)，是含Ig及ITIM結(jié)構(gòu)域的T 細胞和NK細胞共有的抑制性受體，是型跨膜蛋白，包括IgV胞外段以及免疫球蛋白酪氨酸尾巴樣磷酸化片段。TIGIT和CD226 (DNAM-1)競爭結(jié)合配體CD155 (PVR ， NECL

8、5) 和CD113 (PVRL3， nectin-3) 。體外阻斷TIGIT 后能增強 NK和 T 細胞的活化及脫顆粒水平，并且也能增加細胞因子如IFN- 的分泌；不同小鼠腫瘤模型中，TIGIT 在 NK 和 T 細胞上表達顯著上調(diào)。目前在臨床研究的TIGIT 抗體主要是Genentech 的 MTIG7192A 及 Genentech 的 MTIG7192A / RG6058 ，單獨或者和 PD-L1 抗體 Atezolizumab 聯(lián)用治療晚期或者轉(zhuǎn)移性腫瘤。Human cancer immunotherapystrategies targeting B7-H3 B7-H3 也稱 CD27

9、6 ，屬于 I 型跨膜蛋白，胞外區(qū)包含兩對相同的免疫球蛋白可變區(qū)和恒定區(qū)，胞內(nèi)區(qū)很短， 沒有明確的信號基序。 其 mRNA 水平的表達較為廣泛，但蛋白表達相對局限在靜息的成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、成骨細胞、羊水干細胞等非免疫細胞，以及受誘導(dǎo)的抗原提呈細胞、 NK 細胞表面。許多研究揭示 B7-H3 在多種腫瘤中過表達，包括黑色素瘤、白血病、乳腺癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌及其它腫瘤等，表達水平與患者預(yù)后不良和臨床轉(zhuǎn)歸差密切相關(guān)，推測其參與了腫瘤的免疫逃避。雖然其分子機制還不明確，但作為一種可能的免疫檢查點分子，是一個有前景的腫瘤免疫治療靶標(biāo)。 MacroGenics 公司的 Enoblituzumab

10、(MGA271) 的抗腫瘤作用是通過抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒性作用 (ADCC) 發(fā)揮效用，已經(jīng)進入到 I 期臨床試驗， 并顯示令人鼓舞的初步結(jié)果。 抗體 - 藥物偶聯(lián)物 (ADC) 可起到生物導(dǎo)彈的作用， 放射標(biāo)記靶向 B7-H3 的單抗8H9 成功用于轉(zhuǎn)移性神經(jīng)細胞瘤的臨床治療，而放射標(biāo)記的人源化 8H9 抗體正用于開展腹膜癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤以及中樞神經(jīng)腫瘤的臨床試驗。雙特異抗體、嵌合抗體受體T 細胞(CAR-T) 、小分子抑制劑的開發(fā)豐富了腫瘤免疫治療的策略，聯(lián)合應(yīng)用促進協(xié)同效應(yīng)，進一步對其受體和機制的研究為設(shè)計更有效的治療藥物奠定基礎(chǔ)。VISTA exerts an inhibitory

11、effect on T cell activation VISTAVISTA (V-DomainImmunoglobulin-Containing Suppressor of T CellActivation) 屬于免疫球蛋白家族， 胞外結(jié)構(gòu)域和 PD-L1 同源。人源的 VISTA 主要表達在 CD4+ 細胞、CD8+T 細胞、CD11b+亞群的單核細胞、淋巴細胞、骨髓細胞、樹突細胞亞群和中性粒細胞。目前VISTA 的細胞表面受體尚不清楚。VISTA對于抗原呈遞細胞和T 細胞有抑制作用。目前在臨床階段的VISTA抗體是強生的JNJ-61610588及Curis的小分子藥物CA-170。獲得性

12、免疫-淋巴細胞共刺激分子受體Model ofICOS-mediated Tfh cell differentiation ICOS及ICOS-LICOS是新發(fā)現(xiàn)的一種共刺激分子，誘導(dǎo)表達于活化后的T 細胞上。ICOS和CD28和CTLA-4同源，被認(rèn)為是CD28家族的第三個成員。ICOS提供的共刺激信號能促進T細胞增殖，調(diào)節(jié)T 細胞的分化，維持活化后T 細胞 (包括記憶性 T 細胞 )的效應(yīng)和功能，參與T/B 協(xié)同，影響Ig 類型轉(zhuǎn)換。目前認(rèn)為CD28 在免疫應(yīng)答的啟動中發(fā)揮重要作用而ICOS則在應(yīng)答的后期及維持效應(yīng)階段起更主要作用。ICOS的配體ICOSL(又稱B7-H2、 GL50，在小鼠

13、上稱為B7h、B7RP-1) 和 B7-1/B7-2 具有較高同源性， 被歸為 B7 家族 5-7 。主要表達在 B 細胞上， 在 DC 和 M 上也有表達。 但 ICOSL 不僅僅表達在造血細胞上，當(dāng)受到炎癥刺激時也表達于其他一些組織細胞上，這點和B7-1/B7-2不同。目前有兩類候選藥物JTX-2011及GSK3359609正在分別與不同的PD-1單抗藥物開展聯(lián)合用藥的臨床一期研究。CD27CD70pathway in immune regulation CD27及CD70TNF受體超家族對免疫上調(diào)的作用機制不同于B7/CD28免疫共刺激相互作用。這其中知名度比較高的成員為CD27 ，特異

14、性的表達在淋巴細胞中。 當(dāng)被激活時， CD27 會大量表達在細胞表面。CD27 信號會受到配體CD70 表達水平的限制，后者受限于T 細胞、B細胞及樹突狀細胞的抗原受體激活。CD27 / CD70信號能夠促進T 細胞的克隆擴增和存活，促進效應(yīng)和記憶T細胞分化，增強B 細胞和NK細胞的活化和功能。在轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，CD70的持續(xù)性表達能夠激活CD27/CD70信號通路，上調(diào)效應(yīng)T 細胞并防止腫瘤的發(fā)展。在臨床前的免疫功能正常的小鼠模型中，CD27 激動劑治療也可阻止腫瘤的形成及發(fā)展。Varlilumab是一種靶向于CD27 的全人源單克隆抗體，目前處于治療惡性黑色素瘤和實體瘤臨床二期研究，治療

15、腎細胞癌的臨床一/二期研究以及治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤和前列腺癌的臨床一期試驗階段。該藥物曾進行過治療乳腺癌和卵巢癌的臨床一期試驗，但該研究目前已終止。針對 CD70 的治療方案，目前由三類抗體偶聯(lián)藥物及一種單抗類藥物處在臨床研究中。Initial hypothesis concerning theeffects of GITR signalling on TReg cells GITRGITR是指糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體 (glucocorticoid induced tumor necrosis factor receptor ，GITR) 蛋白是 TNFR 超家族的新成員， 它最初于

16、 1997 年在雜交瘤細胞株上由 Nocentini 等克隆出來。 1999 年又分別由兩組科學(xué)家克隆得到與鼠GITR 類似的人 GITR 以及其配體 (GITR ligand，GITRL) 。到目前為止，人們對 GITR 信號在后天免疫系統(tǒng)的作用研究較多。 GITR 同 GITRL 的結(jié)合可以一直Treg 細胞活力，并刺激效應(yīng) T 細胞；因而對于腫瘤免疫治療而言，活化GITR是比較有潛力的策略之一。多項在實體瘤小鼠模型中開展的臨床前研究都報道了小鼠GITR 激動劑 DTA-1 在體內(nèi)的活性。 GITR 激動劑同其他免疫調(diào)節(jié)劑的聯(lián)合用藥會提高整體抗腫瘤效果。一個最有趣的發(fā)現(xiàn)是，GITR 激動劑

17、抑制腫瘤的生長和增加生存率效應(yīng)不僅出現(xiàn)在免疫原性腫瘤(結(jié)腸、膀胱、肺模型，黑色素瘤 )，還出現(xiàn)且在低免疫原性腫瘤(乳腺癌、黑色素瘤的小鼠模型中，卵巢癌等)中，從而使得 GITR激動劑相比其他免疫檢查點抑制劑類藥物具有獨特的優(yōu)勢。免疫組化及流式細胞實驗表明，GITR 在多種人類實體瘤中都有表達。在乳腺癌和子宮內(nèi)膜癌患者中，GIRT 在 Treg 細胞中的表達量要高于外周血。目前至少有四種GITR 激動劑類藥物進入早期臨床研究階段，單獨用藥伙同其他免疫檢查點抑制劑聯(lián)合用藥。先天免疫 -巨噬細胞檢查點Mechanismsof targeting the CD47 SIRP pathway in ca

18、ncerCD47及 SIRP CD47也被稱為整合素相關(guān)蛋白(integrinassociated protein，IAP) ，是免疫球蛋白超家族成員。CD47廣泛的表達于細胞的表面，可與信號調(diào)節(jié)蛋白(Signalregulatory protein，SIRP )、血小板反應(yīng)蛋白(thrombospondin-1，TSP1)以及整合素(integrins)相互作用，介導(dǎo)凋亡、增殖、免疫等一系列的反應(yīng)。2000 年，Oldenborg等人證實 CD47 是細胞表面一個重要的'self' 標(biāo)記，是調(diào)節(jié)巨噬細胞吞噬作用的一個重要信號。CD47 可以與巨噬細胞表面 SIRP 結(jié)合，磷酸

19、化其 ITIM ，隨后招募 SHP-1 蛋白，產(chǎn)生一系列的級聯(lián)反應(yīng)抑制巨噬細胞的吞噬作用。腫瘤細胞有一系列躲避人體免疫系統(tǒng)追殺的方案，包括分泌免疫抑制因子、下調(diào) MHC I 表達，以及上調(diào) PD-L1 抑制 CD8+T 細胞活性。不同的研究表明，幾乎所有的腫瘤細胞和組織都高表達CD47 ，是對應(yīng)正常細胞和組織的3 倍。目前處于臨床一期階段的三個藥物分別為Forty Seven的 Hu5F9-G4 、Celgene的 CC-90002( 來自 Inhibrx ，原代碼為 INBRX-103) 以及Trillium 的 TTI-621 。值得一提的是， Trillium Therapeutics

20、的 CD47 抗體項目為 SIRP Fc 融合蛋白，與 Hu5F9-G4 具有相類似的 CD47 親和力 (nM 級別 )。而 SIRP Fc 具有兩大優(yōu)勢：首先是其分子量更小約80kDa ，相對于抗體分子的150kDa 具有更好的穿透性和組織分布性；其次 SIRP Fc 對于紅細胞的親和力要遠遠低于Hu5F9-G4 ，表明其可能具有更好的安全性。在CD47 抗體的腫瘤治療領(lǐng)域，TrilliumTherapeutics的 SIRP Fc 融合蛋白也許會有差異化的優(yōu)勢。Mechanisms of IDO pathway activity inimmune toleranceIDO 吲哚胺 2,3

21、- 雙加氧酶 (indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO) 由 403 個氨基酸殘基組成， 是除了肝臟以外的細胞內(nèi)唯一可催化色氨酸吲哚環(huán)氧化裂解，使其沿著犬尿氨酸途徑(kynureine pathway ，KP) 分解代謝的限速酶。 人免疫系統(tǒng)中主要執(zhí)行功能的是效應(yīng) T 細胞，而 Treg Cell( 調(diào)控 T 細胞 ) 則會起到一個負(fù)調(diào)節(jié)的作用。所以，腫瘤細胞要進行免疫逃逸，主要就是通過抑制效應(yīng) T 細胞以及激活 Treg Cell 。IDO調(diào)控免疫耐受的機制，目前主要有三種：第一個機制是，色氨酸的缺乏會抑制效應(yīng) T 細胞中 mTORC1 和 PKC 兩條信號通路，從而

22、造成效應(yīng) T 細胞能量缺乏，生長阻滯和凋亡。第二個機制，色氨酸的短缺，會造成細胞中集聚大量的未帶電荷的色氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸 (tryptophan transfer ribonucleicacid) ，積累的這些非穩(wěn)態(tài)化合物會激活細胞中的應(yīng)激激酶(GCN2) ，從而終止效應(yīng)T 細胞的蛋白翻譯和激活。最后一種機制，是由于色氨酸被IDO 代謝后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物犬尿酸，會結(jié)合到 AHR 這個轉(zhuǎn)錄因子上， 從而激活了FOXP3 + TregCells ，從而這些 Treg 細胞反向地抑制了效應(yīng)T 細胞的活性。IDO 的大量表達可以在腫瘤微環(huán)境中幫助腫瘤細胞進行免疫逃逸。例如， IDO 高表達可抑制 T 細

23、胞的增殖成熟并誘導(dǎo)其凋亡，從而促進腫瘤的發(fā)展等等。 IDO 表達或活性的異常增高，已被證實與抑郁癥、阿爾茨海默病、白內(nèi)障、癌癥等疾病的發(fā)病機制密切相關(guān)。因此， IDO 抑制劑可能成為治療這些疾病的一種有效方法，已經(jīng)引起了眾多學(xué)者和醫(yī)藥公司的關(guān)注。 目前有 4 中 IDO 小分子抑制劑處在臨床研究中，其中 epacadostat 注冊了 20 個臨床試驗，包括一項針對黑色素瘤患者的三期臨床研究。 NewLink 公司開發(fā)的 indoximod在美國處于臨床二期研究，與 Roche 共同開發(fā)的GDC-0919在美國也處于一期臨床研究階段。另外，BMS 和 Pfizer 的IDO 抑制劑類藥物也已進

24、入了臨床一期研究。2017 年3月24 日，恒瑞醫(yī)藥子公司向 FDA 提交了 SHR9146臨床注冊申請并獲手里， 該藥物為口服強效的小分子IDO 抑制劑。 先天免疫 -NK 細胞檢查點 Mechanism of KIR mediated signalKIR 家族 KIR 家族是一組表達與大多數(shù)NK 細胞及一些 T 細胞表面的具有高度多態(tài)性的基因。一些KIR 家族成員(KIR2DL1-3 ，KIR3DL1 通過結(jié)合至 MHC 分子(HLA-C/HLA-B) 而發(fā)揮抑制功能。 KIR 作為 NK 細胞家族的調(diào)節(jié)物，近期成為了多種腫瘤免疫治療的新靶點。KIR 對 NK細胞效應(yīng)器功能起負(fù)性調(diào)節(jié)作用。

25、抑制KIR 會引起 NK 細胞的抗腫瘤活性。盡管在臨床前研究中取得較好結(jié)果，KIR2DL1/2/3單抗類抑制劑IPH2101 在骨髓瘤患者中開展的 1/2 期臨床研究結(jié)果并不理想。KIR2DL1/2/3單抗類抑制劑 IPH2102 (lirilumab) 目前正在同靶向 PD-1 或 CTLA-4 的藥物聯(lián)合用藥，在晚期實體瘤及血液系統(tǒng)腫瘤患者中開展1/2 期臨床研究。 Graphic depiction of human NK cellreceptors for MHC class I CD94/NKG2ACD94存在于 NK細胞表面，可同NKG2A C末端的 lectin 結(jié)構(gòu)域形成抑制性