靶向TIGIT腫瘤免疫治療的研究進(jìn)展

王彩紅,高 春,于曉輝 綜述 張久聰 審校

近年來,免疫療法在腫瘤治療領(lǐng)域取得了重大突破,通過阻斷免疫細(xì)胞表達(dá)的抑制性受體與腫瘤細(xì)胞表達(dá)的抑制性配體的相互作用,刺激宿主自身免疫系統(tǒng)對腫瘤抗原的反應(yīng)能力來增強(qiáng)抗腫瘤活性。這種腫瘤靶向療法又稱免疫檢查點(diǎn)靶向治療[1]。該療法是當(dāng)前腫瘤治療領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),如靶向程序性死亡受體1(programmed cell death-1,PD-1)/程序性死亡配體1(programmed cell death-ligand 1,PD-L1)或細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)在腫瘤免疫治療中取得了顯著的臨床療效,但整體應(yīng)答率有限[2]。因此,尋找整體應(yīng)答率高的新型免疫檢查點(diǎn)抑制劑迫在眉睫。2009年,YU等[3]首次發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制性基序結(jié)構(gòu)(T cell immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domain,TIGIT),它是一種新型免疫檢查點(diǎn)分子。研究發(fā)現(xiàn),在大多數(shù)腫瘤模型及癌癥患者中高表達(dá)TIGIT,并與疾病的預(yù)后有關(guān)[4]。靶向TIGIT或聯(lián)合阻斷TIGIT與PD-1/PD-L1可逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭,表現(xiàn)為增殖、分泌細(xì)胞因子、細(xì)胞毒性的能力增強(qiáng),進(jìn)而抑制腫瘤的生長,有望成為腫瘤免疫治療的潛在靶點(diǎn)。本文就TIGIT的生物學(xué)特征、免疫抑制機(jī)制及靶向治療研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為腫瘤免疫治療提供新思路。

1 生物學(xué)特征

TIGIT也稱華盛頓細(xì)胞黏附分子(Washington cell adhesion molecule,WUCAM)、V-set和跨膜結(jié)構(gòu)域蛋白3(V-set and transmembrane domain-containing protein 3,Vstm3)、V-set和含免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白9(V-set and immunoglobulin domain-containing protein 9,Vsig9),是近年來備受矚目的新型免疫抑制性受體之一。TIGIT由細(xì)胞外IgV結(jié)構(gòu)域、Ⅰ型跨膜蛋白區(qū)和基于免疫受體酪氨酸的抑制性基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif,ITIM)、免疫球蛋白尾部酪氨酸樣基序(immunoglobulin tail tyrosine,ITT)的細(xì)胞質(zhì)尾部組成,表達(dá)于活化的T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell, NK)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T regulatory, Treg)和CD4輔助性T細(xì)胞(T helper cell,Th)表面[3]。連接蛋白和Necl家族中的CD155、CD112和CD113均為TIGIT的配體,其中CD155與TIGIT具有高親和力,是TIGIT的主要配體,配體-受體相互作用,調(diào)節(jié)T細(xì)胞、NK細(xì)胞的免疫應(yīng)答[5]。

2 免疫抑制機(jī)制

2.1 細(xì)胞外機(jī)制 眾所周知,T細(xì)胞在抗腫瘤免疫反應(yīng)過程中起核心作用。研究發(fā)現(xiàn),TIGIT與樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)上的CD155相互作用可使DC成為耐受性DC,表現(xiàn)為抗原呈遞能力減弱、分泌抑炎因子IL-10增多、促炎因子IL-12減少,進(jìn)而下調(diào)T細(xì)胞反應(yīng)[6]。TIGIT還可誘導(dǎo)Treg分泌IL-10和纖維蛋白樣蛋白2(fibrinogen-like protein 2,Fgl2),借助Fgl2,TIGIT+Treg選擇性抑制Th1和Th17細(xì)胞反應(yīng),但不能抑制Th2細(xì)胞反應(yīng)[7]。此外,NK細(xì)胞在腫瘤免疫監(jiān)視中也發(fā)揮著舉足輕重的作用,特別是在控制血液系統(tǒng)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移方面[8]。Sarhan等[9]研究發(fā)現(xiàn),CD155+髓源性抑制細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSC)作用于TIGIT+NK細(xì)胞,使得非受體型蛋白酪氨酸激酶(ZAP70/Syk)和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1 and 2,ERK1/2)磷酸化顯著降低,進(jìn)而抑制NK細(xì)胞增殖、脫顆粒和細(xì)胞因子IFN-γ的產(chǎn)生。

2.2 細(xì)胞內(nèi)機(jī)制 TIGIT與CD155結(jié)合后,其胞內(nèi)段ITT樣基序磷酸化,并募集生長因子受體結(jié)合蛋白2(growth factor receptor bound protein 2,Grb2)和β-抑制蛋白2(β-arrestin 2),Grb2招募含有SH2的肌醇磷酸酶-1(SH2-containing inositol phosphatase-1,SHIP-1)抑制磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路,進(jìn)而直接抑制NK細(xì)胞殺傷能力[10]。β-arrestin2通過招募SHIP-1,并損害腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(tumor necrosis factor receptor associated factor 6,TRAF6)的泛素化,使核因子NF-κB的活化終止,繼而抑制細(xì)胞因子IFN-γ的產(chǎn)生[11]。此外,TIGIT還可與共刺激受體CD226順式作用并破壞CD226同源二聚體,降低CD226傳遞刺激信號的能力,從而直接發(fā)揮免疫抑制效應(yīng)[12]。

3 靶向免疫治療

3.1 實(shí)驗(yàn)研究 研究表明,在廣泛的惡性腫瘤中使用抗TIGIT單抗療法具有巨大治療潛力[13]。這些研究多使用患病的小鼠臨床前模型進(jìn)行或采用患者樣本進(jìn)行試驗(yàn)。Zhou等[14]使用敲除TIGIT的CT26和MC38皮下腫瘤小鼠模型發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞分泌IFN-γ的能力增強(qiáng)、腫瘤生長減慢、生存期延長。在E0771乳腺癌和甲基膽堿誘導(dǎo)的纖維肉瘤模型中,發(fā)現(xiàn)僅使用抗TIGIT單抗可延緩腫瘤生長、減少轉(zhuǎn)移、提高生存率并逆轉(zhuǎn)腫瘤浸潤性NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的耗竭。在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌模型中,抗TIGIT單抗療法通過增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞反應(yīng)及消除Treg和MDSC的免疫抑制能力來延緩腫瘤的生長[15]。在多發(fā)性骨髓瘤小鼠模型中,TIGIT在30%～40%的叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子P3(fork-head transcription factor P3, FOXP3)Treg細(xì)胞上高表達(dá),且TIGIT的表達(dá)與骨髓瘤負(fù)荷有關(guān),靶向TIGIT可顯著降低腫瘤負(fù)荷[16]。但也有一些研究顯示,抗TIGIT單抗對皮下腫瘤的治療是有限的,聯(lián)合阻斷其他免疫檢查點(diǎn)分子可提高抗腫瘤活性。在MC38小鼠模型中,與單獨(dú)阻斷TIGIT相比,聯(lián)合阻斷TIGIT和PD-1的治愈率為100%。此外,抗TIGIT單抗與PD-1/PD-L1聯(lián)合阻斷可誘導(dǎo)CT26和EMT6小鼠腫瘤的消退,大多數(shù)小鼠出現(xiàn)完全緩解現(xiàn)象[17]。Raphael等[18]發(fā)現(xiàn),在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠模型中,與僅阻斷TIGIT相比,聯(lián)合阻斷TIGIT和PD-1免疫治療顯著增強(qiáng)了腫瘤浸潤性T細(xì)胞中IFN-γ的產(chǎn)生,更重要的是,TIGIT和PD-1聯(lián)合免疫療法會影響腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)中的MDSC,顯著抑制腫瘤的生長,提高小鼠的存活率。

在急性髓系白血病中,TIGIT+NK細(xì)胞表達(dá)量增加,且表現(xiàn)為功能失調(diào)的表型即細(xì)胞因子IFN-γ和TNF-α產(chǎn)生減少、細(xì)胞脫顆粒及抗白血病作用減低,阻斷TIGIT能夠顯著增強(qiáng)NK細(xì)胞的功能[19]。在胃癌中,TIGIT與CD155結(jié)合使CD8+T細(xì)胞中的蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)信號通路去磷酸化,造成葡萄糖攝取和乳酸產(chǎn)生減少,阻斷TIGIT可恢復(fù)AKT/mTOR途徑磷酸化,刺激CD8+T細(xì)胞中的代謝和細(xì)胞因子的產(chǎn)生,提高患者的存活率[20]。在黑色素瘤中,抗TIGIT單抗被證明可以促進(jìn)NY-ESO腫瘤肽體外刺激CD8+T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子IFN-γ和TNF-α產(chǎn)生[21]。在肝細(xì)胞癌中,TIGIT高表達(dá)在CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和Treg表面,且TIGIT+PD-1+CD8+T細(xì)胞共表達(dá)與疾病進(jìn)展及不良預(yù)后有關(guān)[22]。

此外,越來越多的研究表明,抗體的恒定區(qū)在腫瘤免疫治療中起重要作用,其中大部分是通過抗體的Fc段與Fcγ受體(FcγRs)相互作用發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。為了進(jìn)一步闡明TIGIT在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的作用機(jī)制。Chen等[23]使用CT26腫瘤模型鑒定了抗體的Fc段對抗腫瘤效應(yīng)的影響,與無Fc段功能的小鼠相比,mIgG2a同種型小鼠無論是抗TIGIT抗體單藥治療還是聯(lián)合抗PD-1抗體治療都具有強(qiáng)烈的抗腫瘤活性,這表明Fc段介導(dǎo)的效應(yīng)功能是抗TIGIT抗體發(fā)揮抗腫瘤作用所必需的。一項(xiàng)評估Fc段在抗TIGIT單抗介導(dǎo)的抗腫瘤活性中的臨床前研究顯示,新型的人源化IgG1抗TIGIT單抗奧西匹利單抗能夠與人TIGIT細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合,并有效地阻斷TIGIT與配體CD155/CD112的相互作用,顯著增強(qiáng)T細(xì)胞效應(yīng)。此外,奧西匹利單抗還可誘導(dǎo)針對Treg的抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibody-dependent cell mediated cytotoxicity, ADCC),激活NK細(xì)胞和單核細(xì)胞,并以Fc依賴性方式從T細(xì)胞表面清除TIGIT[24]。表明TIGIT-Fc單藥治療或聯(lián)合阻斷其他免疫檢查點(diǎn)受體都是一種潛在腫瘤免疫治療策略。

阻斷TIGIT或聯(lián)合阻斷其他免疫檢查點(diǎn)分子均可抑制腫瘤生長,延長生存期。此外,具有FcγR同種型參與的抗TIGIT抗體在作為單藥治療或與PD-1阻斷聯(lián)合使用都會誘導(dǎo)強(qiáng)烈的抗腫瘤效應(yīng)。為研究TIGIT作為癌癥免疫治療靶點(diǎn)的潛在機(jī)制提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

3.2 臨床研究 迄今為止,已有十幾種不同IgG亞型的抗TIGIT單抗進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,目前批準(zhǔn)的治療型IgG抗體多數(shù)屬于IgG1、IgG2、IgG4亞類。每種IgG同種型抗體的Fc段與各類FcγR相互作用可誘導(dǎo)不同的生物學(xué)功能,包括ADCC、補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性(complement-dependent cytotoxcity,CDC)、抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用(antibody-dependent cytophagocytosis,ADCP)、細(xì)胞因子或趨化因子的誘導(dǎo)和調(diào)理靶標(biāo)的內(nèi)吞作用[25]。目前,已有三種抗TIGIT單抗在Ia期臨床試驗(yàn)中作為單藥進(jìn)行了試驗(yàn),并在Ib期或Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)中與抗PD-L1或抗PD-1抗體聯(lián)合使用。

3.2.1 替瑞利尤單抗(tiragolumab/MTIG7192A/RG-6058) 是由基因泰克公司研發(fā)的一種關(guān)注度最高、研究進(jìn)展最快的具有Fc段功能的完全人源化IgG1型抗TIGIT單抗。旨在通過與TIGIT結(jié)合并阻礙與CD155的相互作用。在Ia期進(jìn)行了單藥試驗(yàn),在Ib期與抗PD-L1抗體阿特珠單抗(atezolizumab)聯(lián)合使用。PD-L1/TIGIT(atezolizumab/Tiragolumab)聯(lián)合阻斷在PD-L1表達(dá)陽性及先前未用腫瘤免疫治療的癌癥患者中取得顯著的臨床效益。在一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照Ⅱ期研究中對PD-L1陽性的非小細(xì)胞肺癌患者(non small cell lung cancer,NSCLC)進(jìn)行組合試驗(yàn)顯示,將135例NSCLC患者隨機(jī)分配接受替瑞利尤單抗聯(lián)合阿特珠單抗或安慰劑聯(lián)合阿特珠單抗治療,其中替瑞利尤單抗聯(lián)合阿特珠單抗的客觀緩解率(objective response rate,ORR)為31.3%、無進(jìn)展生存期(progression-free survival,PFS)為5.4個(gè)月,而安慰劑聯(lián)合阿特珠單抗的ORR為16.2%、PFS為3.6個(gè)月。但無論那種組合治療,其中只有3%的患者發(fā)生了不良反應(yīng),主要表現(xiàn)為脂肪酶的升高。證明替瑞利尤單抗聯(lián)合阿特珠單抗耐受性良好,安全性通常與單獨(dú)使用阿特珠單抗相似[26]。研究發(fā)現(xiàn),單獨(dú)使用阿特珠單抗只能恢復(fù)微衛(wèi)星不穩(wěn)定型結(jié)直腸癌中的T細(xì)胞功能,而替瑞利尤單抗和阿特珠單抗聯(lián)合使用可恢復(fù)微衛(wèi)星穩(wěn)定型結(jié)直腸癌中CD4+和CD8+腫瘤浸潤性T淋巴細(xì)胞功能[27]。目前,替瑞利尤單抗聯(lián)合阿特珠單抗正在Ⅲ期臨床試驗(yàn)的多個(gè)實(shí)體瘤中進(jìn)行研究。

3.2.2 維博利單抗(vibostolimab/MK-7684) 是由默沙東公司開發(fā)的另一種具有Fc段功能的IgG1型人源化抗TIGIT單抗。在一項(xiàng)晚期實(shí)體腫瘤(包括轉(zhuǎn)移性NSCLC)患者的I期研究中,評估了遞增劑量的維博利單抗單藥治療或聯(lián)合PD-1單抗帕姆單抗(pembrolizumab)治療的安全性及有效性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在Ia期,無論是單藥治療或聯(lián)合治療均未觀察到劑量限制性毒性,在Ib期,使用維博利單抗聯(lián)合帕姆單抗治療抗PD-1/PD-L1初治人群患者的ORR為26%[28]。因此,該抗體在所有劑量水平上均顯示出良好耐受性,并能發(fā)揮抗腫瘤活性?？傊?Ⅰ期研究表明,這種聯(lián)合療法在晚期實(shí)體瘤患者和PD-1/PD-L1抑制劑初治患者中具有潛在的抗腫瘤活性。還需進(jìn)一步研究以繼續(xù)評估其療效。

3.2.3 艾替利單抗(etigilimab/OMP-313M32) 是由Onco Med Pharmaceuticals Inc開發(fā)的一種旨在阻斷TIGIT與CD155結(jié)合的IgG1型抗TIGIT單抗。在一項(xiàng)Ⅰ期遞增劑量研究中,對晚期實(shí)體瘤患者給予艾替利單抗單藥治療或與抗PD-1抗體納武利尤單抗(nivolumab)聯(lián)合治療以評估其耐受性和安全性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)艾替利單抗劑量增至20 mg/kg和(或)標(biāo)準(zhǔn)劑量的納武利尤單抗時(shí),艾替利單抗顯示出良好的耐受性及安全性,該研究Ⅰb期的初步療效數(shù)據(jù)顯示,在先前免疫檢查點(diǎn)治療后的復(fù)發(fā)性、轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤患者中具有潛在的抗腫瘤活性[29]。

綜上所述,腫瘤免疫治療改變了腫瘤的治療前景,顯著提高了腫瘤患者的生存率。目前,PD-1/PD-L1或CTLA-4免疫治療已應(yīng)用于臨床,并取得了較好的臨床療效。TIGIT是近年來發(fā)現(xiàn)的表達(dá)于免疫細(xì)胞表面的新型免疫抑制性受體,與腫瘤細(xì)胞表達(dá)的配體CD155結(jié)合抑制效應(yīng)細(xì)胞的抗腫瘤作用,介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸。研究表明,TIGIT在多數(shù)腫瘤中高度表達(dá),且與腫瘤的進(jìn)展、疾病的預(yù)后密切相關(guān),阻斷TIGIT或聯(lián)合阻斷其他免疫檢查點(diǎn)分子可顯著增強(qiáng)抗腫瘤活性、抑制腫瘤生長、延長生存期。目前,已有十幾種抗TIGIT單抗進(jìn)入臨床試驗(yàn),在所有劑量水平上,無論是抗TIGIT單藥治療或聯(lián)合抗PD-1抗體治療均顯示出良好的耐受性及安全性。因此,TIGIT有望成為腫瘤免疫治療的潛在靶標(biāo)及預(yù)測預(yù)后的新靶標(biāo)。