靶向共刺激受體途徑增強腫瘤免疫治療的研究進展

王會劍 白 宇

昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院泌尿外科，云南昆明 650000

過去十年里，免疫檢查點抑制劑（immune-checkpoint inhibitors，ICIS）的免疫療法使各種類型腫瘤的治療取得快速發(fā)展。識別和開發(fā)免疫檢查點的特定抑制劑一直是非常重要的。《科學(xué)》雜志宣布，基于ICIS的研究和嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）修飾T 細胞技術(shù)的發(fā)展，免疫療法成為2013 年的突破性進展[1]。這一里程碑之后，Allison 和Honjo 分別因其在細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T lymphocyte associated protein 4，CTLA4）和程序性死亡受體1（programmed death antibody 1，PD-1）方面的研究獲得2018 年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎[2]。但現(xiàn)有ICIS的臨床療效有限，發(fā)現(xiàn)和識別更多免疫檢查點變得尤為重要，靶向共刺激受體途徑通路是當(dāng)前的研究熱點。但是，目前為止，還沒有一個單一的藥物在批準(zhǔn)和常規(guī)臨床應(yīng)用方面取得突破。因此，對免疫標(biāo)志物的持續(xù)監(jiān)測將是不可或缺的。在研究針對靶向共刺激受體途徑進展的同時，應(yīng)盡一切努力推進持續(xù)非侵入性或微創(chuàng)性免疫監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。

1 抗CTLA-4、PD-1 和程序性死亡配體（programmed death liand，PD-L1）

Ipilimumab，一種能夠抑制CTLA-4 結(jié)合CD80和CD86 的全人源單克隆抗體，是第一個獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤患者的ICIS[3]。隨后抗PD-1 抗體Nivolumab 和Pembrolizumab 被批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤患者，目前用于各種不同種類型腫瘤的患者[4]。隨著美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)適應(yīng)證的增加，美國腫瘤患者符合ICIS 治療條件的比例從2011 年的1.54%增加到2018 年的43.63%。然而，這些患者中只有12.46%預(yù)計會對ICIS 有反應(yīng)[5]。即使在抗PD-1 或PD-L1 抗體獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的腫瘤中，獲益的大小也是不同的。在一項meta 分析中，比較了ICIS 相對于傳統(tǒng)治療的客觀緩解率（objective response rates，ORR），發(fā)現(xiàn)了一個較為廣泛的優(yōu)勢比范圍，從轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的4.26到結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）患者的1.0。在納入meta 分析的160 項研究中，合并ORR 為20.21%[6]。這些研究結(jié)果提示，盡管被批準(zhǔn)用于其特定適應(yīng)證的ICIS，在不同腫瘤類型間及不同患者間的療效存在很大差異。因此，在抗CTLA4、抗PD-1 或PD-L1 抗體之外，擴大以ICIS 為基礎(chǔ)的治療方法是一個非常值得探索的過程。

2 靶向共刺激受體

共刺激信號通路是目前臨床研究方面最為先進的。在T 細胞的激活、分化、效應(yīng)功能和生存中起著至關(guān)重要的作用。因此，恢復(fù)T 細胞反應(yīng)的一種有效的治療策略就是激活共刺激受體。重要的共刺激受體包括糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體GITR、OX40和4-1BB。

2.1 GITR

GITR 在最初將其描述為糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)因子[7]之后，Chatzileontiadou 等[8]確定GITR 為調(diào)節(jié)性T（regulatory T，Treg）細胞的選擇性標(biāo)志物。GITR 在自然殺傷（natural killer，NK）細胞和非小細胞肺癌、腎細胞癌或黑色素瘤患者的腫瘤浸潤性淋巴細胞（tumourinfiltrating lymphocytes，TIL）上也有表達，除了腫瘤內(nèi)Treg 細胞的組成性表達外，效應(yīng)T 細胞的GITR 表達水平較低[9]。據(jù)預(yù)測，促進GITR 激動作用的藥物可通過刺激效應(yīng)T 細胞的激活和增殖及減少循環(huán)腫瘤內(nèi)Treg 細胞的數(shù)量來誘導(dǎo)抗腫瘤反應(yīng)[10]。這種免疫調(diào)節(jié)作用在涉及抗GITR 單克隆抗體的臨床試驗中已有體現(xiàn)[11]。但作為單一療法，這些藥物對治療的反應(yīng)或臨床效果的證據(jù)有限。如抗GITR 抗體TRX518 已被證實在治療難治的實體腫瘤患者中增加了效應(yīng)器T細胞與Treg 細胞的比率，這被認(rèn)為是治療抗腫瘤反應(yīng)的替代標(biāo)志：43 例患者中29 例病情進展，4 例病情穩(wěn)定，其余10 例未評估療效[12]。

來自小鼠的數(shù)據(jù)模型表明，T 細胞衰竭可介導(dǎo)抗GITR 單藥治療的耐藥性，因此，抗PD-1 抗體重新激活T 細胞可能會克服這種耐藥性[13]?？筆D-1 抗體和抗GITR 抗體之間協(xié)同作用的機制可能是通過恢復(fù)小鼠體內(nèi)平衡調(diào)節(jié)來提供CD226、T 細胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制基序結(jié)構(gòu)域[14]。然而，抗GITR抗體BMS-986156 與Nivolumab 聯(lián)合使用并沒有使晚期實體腫瘤患者獲得額外的臨床療效：接受聯(lián)合治療的患者其應(yīng)答率與單獨使用Nivolumab 相似，盡管在治療后外周T 細胞和NK 細胞的數(shù)量都有所增加。因抗原識別和檢測的不足，涉及BMS-986156 的試驗已經(jīng)停止，但測試其他抗GITR 抗體和抗PD-1 抗體的試驗仍在進行[15]。由此可以看出，在非免疫原性腫瘤患者群體中，抗原識別和檢測的不足是該試驗成功的最重要制約因素。如果抗原識別的主要信號缺失，即使是增強的二級信號，如GITR 信號，也無法產(chǎn)生強大的免疫反應(yīng)。當(dāng)前已經(jīng)研究了一種可能克服這一障礙的方法：在B16 黑色素瘤和CT26 結(jié)腸癌的臨床預(yù)測模型中，抗GITR 抗體和ICIS 作為單藥治療的反應(yīng)性均因先前暴露于環(huán)磷酰胺而增強，是因為環(huán)磷酰胺引起的免疫原性細胞死亡產(chǎn)生了一個初級信號，足以改善免疫反應(yīng)[16]。環(huán)磷酰胺實現(xiàn)這一作用的一個可能機制是選擇性地耗盡Treg 細胞；這些細胞被認(rèn)為比其他免疫細胞更容易受到環(huán)磷酰胺的影響，因為他們的細胞內(nèi)ATP58 水平較低[17]?？笹ITR 抗體與抗PD-1/PD-L1 抗體聯(lián)合試驗失敗的另一個可能原因是藥物給藥時機的復(fù)雜性。因此對每種藥物活性的特定生物標(biāo)志物之間的關(guān)系進行詳細和準(zhǔn)確的評估，將有助于確定最佳的治療方案和給藥時機。

2.2 OX40

OX40 在效應(yīng)性和記憶性T 細胞的存活中起重要作用，但在初始T 細胞的啟動過程中不起作用，在T細胞受體參與后由CD4+和CD8+T 細胞瞬時表達[17]，也在一系列原發(fā)腫瘤（包括非小細胞肺癌、結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、肝癌、胃癌、頭頸鱗癌）的瘤內(nèi)Treg 細胞中表達[18]。與GITR 激動作用相反，在GITR 激動作用中，Treg 細胞數(shù)量的減少反映了生存潛力的減少或譜系的喪失，而OX40 激活并不能從本質(zhì)上損害或改變Treg 細胞功能;Treg 細胞保留其抑制功能，但也獲得了包括IFN-γ、TNF-α 和顆粒酶B 的表達[17]。除了與PD-1、CTLA4 和4-1BB 抗體聯(lián)合使用外，OX40 激動劑也正在與ICOS、Toll 樣受體（NCT03410901，NCT04196283）和CD40（NCT03893955）的藥物聯(lián)合使用，以及與靶向B 細胞成熟抗原的抗體-藥物偶聯(lián)物（NCT04126200）聯(lián)合使用，以及針對4-1BB（NCT04126200）和CTLA4[19]的雙特異性抗體結(jié)合進行測試。與其他激動性抗體類似，其如何影響OX40 的表達及任何此類效應(yīng)的臨床相關(guān)性仍不清楚。但最初觀察到的是，OX40 激活抗體與環(huán)磷酰胺聯(lián)合使用，可以通過耗盡腫瘤內(nèi)Treg 細胞，導(dǎo)致小鼠模型中CD8+效應(yīng)T 細胞大量流入，從而顯著提高反應(yīng)率[20]。例如，在小鼠模型中，先用激活OX40 的抗體，然后再用抗PD-1 抗體的順序比同時或逆向順序給藥更有效[21]。因此，給藥時機是提高OX40 定向聯(lián)合治療效果的關(guān)鍵因素。

2.3 4-1BB

4-1BB 是一種誘導(dǎo)型共刺激受體，表達于CD4+和CD8+T 細胞和NK 細胞，以及其他抗原提呈細胞。除了促進T 細胞的增殖外，4-1BB 的激活還通過促進線粒體功能和生物發(fā)生來觸發(fā)代謝物重編程，從而創(chuàng)造出更適合免疫治療的腫瘤微環(huán)境（tumour microen vironment，TME）。CD8+T IL 在多種類型的腫瘤細胞中有更高水平的4-1BB 表達，包括肝細胞癌[22]和卵巢癌[23]。目前在第二代CAR 結(jié)構(gòu)中使用4-1BB 作為共刺激受體，加強了4-1BB 激動劑的治療原理，這些CAR結(jié)構(gòu)目前正在某些晚期血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者中進行試驗[22]。然而，4-1BB 激動劑Utomilumab 和Urelumab 的研發(fā)受到療效有限和肝毒性的影響?？?-1BB 激動劑的抗腫瘤療效和肝臟毒性既基于激動劑的內(nèi)在強度（與FcγR 的交聯(lián)度成反比），也基于Fc-FcγR 相互作用的性質(zhì)[24]。作為弱激動劑，utomilumab 與激活的FcγR 相互作用，產(chǎn)生了一種免疫調(diào)節(jié)作用。如外周血中Treg 細胞缺失和效應(yīng)T 細胞的擴增，盡管臨床療效有限，但ORR 為3.8%[25-26]。相比之下，Urelumab 對肝竇細胞和Kupffer 細胞上表達的FcγRIIB 具有很強的親和力，可導(dǎo)致CD8+T 細胞毒性和肝臟炎癥。因此，未來的4-1BB 激動劑有較為廣闊的臨床前景，目前正在進行首次人類研究測試（NCT04144842），相信在不久的將來，將會為免疫治療提供更為廣闊的選擇。

3 ICOS 激動劑

誘導(dǎo)T 細胞共刺激受體（inducing T cell costimulatory receptors，ICOS）激動劑參與了多種免疫過程，如效應(yīng)T 細胞的應(yīng)答和T 細胞的分化。這種共刺激受體的表達是在T 細胞受體參與或CD28 共刺激信號作用下在CD4+和CD8+T 細胞上誘導(dǎo)的，盡管ICOS 在FoxP3+Treg 細胞[17]上也有結(jié)構(gòu)性表達，但這種表達模式反映了ICOS 激活的矛盾性質(zhì)。與其他靶向共刺激受體的激動性抗體類似，F(xiàn)cγR 結(jié)合的類型可以轉(zhuǎn)向真正的激動作用而不是抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒性的激活。例如，vopratelimab 和KY1044 都是抗ICOS的IgG1 單克隆抗體，他們通過ADCC 誘導(dǎo)FcγR 介導(dǎo)的ICOS+TILs 的消耗，其中許多是Treg 細胞，從而增加腫瘤內(nèi)效應(yīng)T 細胞與Treg 細胞的比值[27]；然而，抗ICOS IgG4 單克隆抗體GSK3359609 是一種真正的激動劑，可以刺激效應(yīng)T 細胞而不具有細胞耗竭效應(yīng)[28]?？笽COS 激動劑抗體與抗PD-1 或抗CTLA4 抗體的組合已獲得不同程度的成功。

綜上所述，針對共刺激受體的多種藥物目前正在進行臨床試驗。到目前為止，還沒有一個單一的藥物在批準(zhǔn)和常規(guī)臨床應(yīng)用方面取得進展。這在一定程度上反映了進行基于機制的臨床試驗的復(fù)雜性，對于這類藥物的進一步發(fā)展，另一個考慮的重要因素就是充分和及時的抗原呈遞及針對每個患者的腫瘤微環(huán)境中特定共刺激受體的表達。

4 問題與展望

本文概述了除抗PD-1、PD-L1 和抗CTLA4 抗體外，還概述了ICIS 的其他靶點共刺激受體。到目前為止，這些靶點大多正在進行臨床試驗[29]。他們與抗PD-1 或PD-L1 抗體聯(lián)合治療，偶爾也會聯(lián)合化療。盡管這可能不是識別新藥組合的最佳方法，但可能使療效提高[30]。在ICIS 實現(xiàn)了前所未有的飛躍之后，預(yù)計將有更多的藥物成功地針對其他免疫檢查點。隨著不同T 細胞靶點的藥物在未來獲得批準(zhǔn)，對不同腫瘤類型及腫瘤患者選擇最佳藥物將變得尤為重要。此外，腫瘤微環(huán)境和全身免疫系統(tǒng)的免疫特性在治療期間可能隨著時間的推移而改變。因此，對免疫標(biāo)志物的持續(xù)監(jiān)測將是必不可少的。但腫瘤內(nèi)和腫瘤間異質(zhì)性的存在及免疫生物標(biāo)志物的動態(tài)變化將使這一目標(biāo)具有挑戰(zhàn)。因此，在研究靶向共刺激受體途徑進展的同時，應(yīng)盡一切努力推進持續(xù)非侵入性或微創(chuàng)性免疫監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。