腫瘤免疫治療中潛在的具有協(xié)同增效或差異化改造的小分子藥物
近期的研究主要聚焦于潛在的可與腫瘤免疫治療具有協(xié)同增效的治療方式。除了放療的“遠隔效應”,與腫瘤免疫治療聯(lián)用,有相對較充足的協(xié)同增效證據(當然,也有人在diss這一點)。靶向腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境中相關致癌途徑的小分子藥物,已經發(fā)現(xiàn)具有與ICI抗體的作用協(xié)同的免疫刺激作用,并獲得多個實體瘤適應癥的批準。目前正在研究與靶向癌癥代謝、細胞因子/趨化因子和先天免疫途徑以及T細胞檢查點的小分子的組合方案。本文就既往寫過的一篇文章進行再次加工整理,就腫瘤免疫治療中發(fā)揮越來越重要功能的小分子藥物進行綜述,以饗讀者。
——摘 要——
以PD-1、PD-L1抑制劑為代表的免疫檢查點抑制劑的上市,將腫瘤治療由手術、放療、化療、靶向治療時代帶入免疫治療時代。但單靶點的抗PD-1單抗、抗PD-L1單抗藥物也存在患者響應率較低、患者耐藥率高的現(xiàn)象。而如何有效通過聯(lián)用手段進行彌補現(xiàn)有的缺點,也成為當下的研發(fā)熱點問題。而聚焦PD-1、CTLA-4、PD-L1免疫檢查點以外的其他免疫檢查點的抗體的研發(fā),多以失敗告終,而針對細胞內途徑的小分子免疫腫瘤藥物越來越受到關注,其中一些藥物最近已進入臨床試驗。同時,靶向腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境中相關致癌途徑的小分子藥物,已經發(fā)現(xiàn)具有與ICI抗體的作用協(xié)同的免疫刺激作用,并獲得多個實體瘤適應癥的批準。目前正在研究與靶向癌癥代謝、細胞因子/趨化因子和先天免疫途徑以及T細胞檢查點的小分子的組合方案。
在這篇綜述中,研究者對小分子藥物在IO治療中的應用進行了更新。首先討論與ICIAbs聯(lián)合使用靶向腫瘤學藥物的現(xiàn)狀。這一領域的研究結果發(fā)現(xiàn)了幾種協(xié)同藥物組合,并表明某些腫瘤學藥物可以直接或間接增強抗腫瘤T細胞反應。隨后,探討了直接刺激抗腫瘤免疫反應的小分子開發(fā)的最新技術,特別是針對先天免疫刺激途徑的化合物的最新臨床結果,以及發(fā)現(xiàn)靶向T細胞檢查點的新型小分子的進展。

通過免疫原性腫瘤細胞死亡調節(jié)T細胞活性
T細胞抗腫瘤效應的激活需要在共刺激配體-受體的相互作用(信號2,例如CD80-CD28相互作用)以及免疫激活細胞因子(信號3,例如白介素12(IL-12)、IL-2、IL-15)的存在下,主要組織相容性復合體(MHC)-限制性識別免疫原性肽抗原(信號1)。
在實體瘤中,這意味著T細胞啟動依賴于樹突狀細胞(DC)對腫瘤抗原的交叉呈遞。這一過程可以通過細胞抑制治療產生的非凋亡細胞、免疫原性腫瘤細胞死亡,進而在各種生化信號(損傷相關分子模式(DAMP)、趨化因子、細胞因子)的影響下釋放腫瘤抗原,從而招募和激活DCs。
延申閱讀
?"交叉呈遞"是免疫學中一個重要的概念。受到抗原刺激的抗原呈遞細胞(Antigen Presenting Cell, APC),主要是樹突狀細胞(Dendritic cell, DC)能夠將抗原物質分解,然后與MHC分子進行裝配,最后將該抗原-MHC復合體表達于細胞表面。特定的抗原-MHC復合體能夠與T細胞表面的TCR進行相互作用,并配合輔助分子的相互作用達到激活T細胞的目的。其中,MHC-I-抗原復合體能夠激活CD8+T細胞,而HMC-II-抗原復合體能夠激活CD4+T細胞。經典的MHC-I抗原呈遞依賴于胞漿中的抗原,而"交叉呈遞"為MHC-I對胞外抗原的識別提供的路徑。
盡管這導致了信號1和2的增強,但抑制性2型和3型信號在腫瘤微環(huán)境中的存在,例如CTLA-4和PD-L1/PD1軸以及抑制性細胞因子(例如IL-10、TGFβ、VEGF),會損害T細胞的活化并迫使已經處于激動狀態(tài)的T細胞進入低反應狀態(tài)。
通過將細胞抑制療法與中和免疫抑制2型和/或3型信號影響的腫瘤免疫藥物相結合,可以進一步刺激T細胞應答的抗腫瘤功效。
目前,已經開發(fā)了各種小分子以靶向腫瘤細胞內在和TME(腫瘤微環(huán)境)相關通路,并開展了諸多臨床前和臨床研究,以研究這些藥物中的哪一種可以以互補的方式發(fā)揮作用,從而與ICIs產生協(xié)同作用。
——細胞抑制藥物誘導免疫原性細胞死亡——
抗腫瘤藥物的療效至少部分依賴于抗腫瘤免疫反應的間接刺激。由細胞抑制方案誘導的免疫原性細胞死亡(ICD)導致親免疫原性信號,包括釋放損傷相關分子模式(DAMP)。然而,在進入TME后,T細胞會遇到抑制信號,從而削弱其效應器功能。這些觀察結果促使化療與ICI Abs相結合。來自臨床前模型的有希望的數據證明了這些模式的協(xié)同作用,或至少是互補性,并導致臨床研究證實了這一概念的有效性。
例如,在伊匹木單抗的一項III期試驗中,與單獨使用達卡巴嗪相比,該ICI抗體與達卡巴嗪的標準方案聯(lián)合顯著延長了總生存期。然而,化療通常與淋巴細胞減少癥相關,這抵消了適應性免疫反應的誘導作用,靶向藥物由于其更具選擇性的作用機制,是IO治療的常用組合方案。
基于此,極具吸引力的候選小分子藥物是靶向BRAFV600E驅動突變的,該突變在大約50%的轉移性黑色素瘤病例中發(fā)現(xiàn)。包括BRAF抑制劑在內的有效聯(lián)合治療方案的理論基礎為:由于腫瘤細胞中MEK–ERK和PI3K–AKT信號通路的耐藥性,vemurafenib誘導的特異性腫瘤消退后會迅速而顯著地復發(fā)。這導致BRAF抑制劑與MEK抑制劑聯(lián)合應用,這是目前BRAF(V600E)轉移性黑素瘤的標準治療方案。同時,被診斷為野生型BRAF轉移性黑色素瘤的患者通常接受ICI治療,并且該方案通常用作BRAF/MEK抑制劑治療后進展的患者的二線治療。這引發(fā)了BRAF/MEK抑制劑與ICIs聯(lián)合應用的臨床探索的熱情。
除此之外,下圖也具體展示了不同信號通路的靶向抑制劑的作用效果,以及與免疫檢查點抑制劑聯(lián)用存在的潛在獲益機制。

臨床試驗中與免疫檢查點抑制劑聯(lián)合使用的靶向治療的分子靶點
紅色標注的為特異性抑制劑。棕色的為非特異性抑制劑。

臨床試驗中與免疫檢查點抑制劑聯(lián)合使用的靶向療法的主要免疫學效應
靶向治療(誘導、抑制或成熟)對免疫事件(趨化因子分泌、免疫細胞募集或靶表達誘導)的影響。

評估與免疫檢查點抑制劑相關的靶向治療效果的主要臨床試驗
而隨著基礎研究的夯實,發(fā)現(xiàn)腫瘤的新生和轉移,與血管新生是緊密相關的?;诖?,免疫檢查點抑制劑聯(lián)合抗血管生成靶向藥的聯(lián)合方案,已經成為諸多實體瘤的新標準治療方案。
——抗血管生成藥物與ICIs的作用機制——
我們常說的抗血管生成藥物主要有3類:
大分子單克隆抗體,抑制VEGF-VEGFR通路,如雷莫西尤單抗、貝伐珠單抗
小分子多靶點抑制劑,針對血管內皮生長因子(VEGF)、血小板生長因子受體(FDGFR)、成纖維細胞生長因子受體(FGFR),如索拉非尼、侖伐替尼、瑞戈替尼等
重組人血管內皮抑制素??寡苌伤幇邢蜓苌上嚓P的靶點而不是腫瘤突變基因靶點,因此抗血管生成藥雖然也屬于靶向藥,但不依賴腫瘤驅動基因檢測

抗血管生成藥物的作用機制? ??有關腫瘤的血管新生的研究探索其實很多,是腫瘤生長增殖的重要因素,也是重要特征。而針對腫瘤血管新生的藥物研發(fā)也是主要的研究領域,抗血管生成藥物的主要作用機制包括:①促進抗原呈遞,激活在腫瘤免疫應答過程;②促進淋巴細胞浸潤和遷徙;③ 逆轉VEGF導致的免疫抑制;④促使腫瘤血管系統(tǒng)正?;虎荽龠MT細胞、免疫效應分子的活性;⑥增強治療藥物輸送的機制等。
免疫檢查點抑制劑的作用機制??主要機制包括:①激活效應T細胞;②上調IFN-γ的分泌,減少VEGF的數量;③升高腫瘤浸潤淋巴細胞密度(CD4+和CD8+細胞毒性T細胞)。

抗血管生成藥物和免疫檢查點抑制劑的聯(lián)合? ??在促進腫瘤血管正常化和刺激免疫激活方面可能具有協(xié)同作用。腫瘤血管正常化可以促進免疫細胞的聚集以及增強免疫功能,而免疫細胞的激活又能反過來促進血管正常化,兩者聯(lián)合理論上能夠形成正反饋循環(huán)。
具有代表性的藥物整理如下:
大分子單抗類藥物——貝伐珠單抗
貝伐珠單抗是第一個獲批上市的抗腫瘤血管生成靶向藥物,是一種重組人源化靶向 VEGF 的單克隆抗體。通過特異性與 VEGF 結合,阻斷 VEGF 與 VEGFR 結合,阻斷血管生成的信號傳導途徑,抑制腫瘤新生血管形成。
目前靶向干預血管生成通路實現(xiàn)抑制腫瘤生長、轉移的方法已較為成熟。十幾年來,貝伐單抗做為一線藥物已經廣泛應用于多種腫瘤的治療,已被推薦為轉移性非小細胞肺癌(NSCLC)一線治療藥物。臨床數據顯示,貝伐單抗聯(lián)合卡鉑加紫杉醇治療NSCLC患者死亡風險降低21%,中位OS從10.3個月增加到12.3個月!
大分子單抗類藥物——雷莫西尤單抗(VEGFR-2)
雷莫蘆單抗是一種人源免疫球蛋白G1單克隆抗體,以高親和力結合到細胞外結構域的末端,誘導空間重疊和受體構象的改變,最終阻止配體與VEGFR-2結合,從而阻止通路激活。已前后獲得FDA批準用于胃癌、結直腸癌、肝癌和非小細胞肺癌的治療。
大分子單抗類藥物——奧拉木單抗(PDGFRα)
奧拉木單抗以高親和力特異性地結合人PDGFR-α,阻止其配體PDGF的結合,從而阻止受體及下游的信號通路的過度激活,抑制腫瘤血管生成。
小分子藥物——安羅替尼?
同時抑制VEGFR、PDGFR和FGFR介導的三條信號通路相比單純抑制其中某一條信號通路作用更為全面。作為中國原研的血管靶向藥物,安羅替尼能夠同時抑制血管形成相關的三條信號通路,全面阻斷腫瘤血管新生,對VEGFR2、VEGFR3的抑制活性最強,其次是PDGFR和FGFR通路。此外,對干細胞因子受體c-Kit也顯示出了很強的抑制活性。
小分子藥物——索拉非尼
索拉菲尼具有雙重抗腫瘤作用。既可以阻斷有由RAF/MEK/ERK介導的細胞信號轉導通路,直接抑制腫瘤細胞的增殖,同時可以抑制VEGFR2-3、PDGFR、KIT、Raf、Flt3等多種受體的酪氨酸激酶活性抑制新生血管的形成。索拉菲尼是第一個被批準用于治療晚期肝癌和甲狀腺癌的RTKI藥物,臨床試驗提示晚期肝癌或甲狀腺癌的患者在索拉菲尼的治療中明顯獲益。
小分子藥物——阿帕替尼
阿帕替尼作為國內首創(chuàng)的口服小分子TKI,可特異性地抑制VEGFR-2的酪氨酸激酶活性,抑制VEGF刺激的內皮細胞增殖和遷移。
小分子藥物——舒尼替尼
舒尼替尼是一種新型吲哚酮類口服、選擇性多靶點酪氨酸激酶抑制劑,作用靶點包括PDGFR、VEGFR1-3、FLT-3、RET、CSF-1R、KIT等,同樣具有抗血管生成和抗腫瘤活性的雙重作用。
小分子藥物——阿西替尼
作為新一代強效的多靶點藥物,主要作用靶點包括VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、PDGFR-β和c-KIT等。
小分子藥物——瑞戈非尼
除了作用于血管生成通路(VEGFR 1-3),瑞格非尼也發(fā)揮著雙重作用,抑制多種參與腫瘤形成和腫瘤微環(huán)境的激酶,包括TIE-2、RAF1、BRAF、BRAFV600E、KIT、RET、PDGFR 和 FGFR等。諸如此類,其他的還包括凡德他尼、帕唑帕尼、侖伐替尼、卡博替尼、普納替尼、阿柏西普、呋喹替尼以及分別靶向PDGFR、FGF/FGFR的尼羅替尼、帕納替尼、布立伐尼、多韋替尼等。
重組人血管內皮抑制素——恩度
恩度是一款國產的抗血管生成靶向藥物。主要作用于VEGFR,使VEGF和內皮細胞的結合受阻,還可使VEGF的mRNA和蛋白表達下調,從而使VEGFR不能發(fā)揮信號轉導作用來抑制血管生成。這類藥物作為內源性物質,不良反應較少,具有一定的優(yōu)勢!
——細胞因子和趨化因子通路的阻斷——
腫瘤相關細胞因子近年來的有關藥物研發(fā)進入到快車道,轉化生長因子-β(TGF-β),是最有效和多效性調節(jié)細胞因子之一,幾乎控制腫瘤誘導免疫應答的每一個階段,從初級淋巴器官中的白細胞發(fā)育到次級淋巴器官中它們的啟動及其在腫瘤自身中的效應功能。
TGF-β調節(jié)免疫細胞回路的復雜性,以及TGF-β信號在腫瘤細胞和腫瘤基質細胞中的作用,需要使用嚴格的實驗系統(tǒng),以揭示其潛在的免疫生物學。TGFβ在健康組織中的不同功能使尋找有效和安全的靶向TGFβ途徑的癌癥治療方法變得更加復雜。(詳情見:自然子刊丨TGFβ對腫瘤免疫應答的控制:整體免疫腫瘤學的視角)

?靶向TGFβ途徑的癌癥治療策略
針對TGFβ途徑的藥物干預分為兩類:
首先,系統(tǒng)性阻斷作用于(1)潛在相關肽(LAP)和TGFβ復合物,(2)LAP–TGFβ連接分子GARP,(3)LAP-TGFβ激活整合素,(4)TGFβ的活性形式,或(5)TGFβ受體為靶點的抗體,針對TGFBR2(TGFβtrap)外結構域為基礎的生物制劑以及小分子激酶抑制劑;
第二,用雙特異性分子進行靶向阻斷,以將TGFβ trap送至靶向細胞群,例如具有4T-Trap的CD4+T細胞或具有PDL1–TGFβ trap的表達PDL1的癌細胞,或過度表達TGFBR2顯性陰性突變體(TGFDNR)的腫瘤抗原特異性T細胞受體(TCR)T細胞或 CAR)T細胞治療。
——腺苷途徑抑制——
腺苷抑制類腫瘤免疫微環(huán)境調節(jié)藥物主要基于CD39-CD73-A2aR通路開發(fā)。在這一通路中,腺苷(adenosine)貫穿整個環(huán)節(jié),同時也是也是造成免疫細胞免疫應答不佳的罪魁禍首。腺苷是一種免疫抑制代謝物,可通過與免疫細胞上表達的G蛋白偶聯(lián)腺苷受體A2a(A2aR)結合,抑制免疫細胞的免疫響應能力,在腫瘤微環(huán)境中這一抑制過程的結果就表現(xiàn)為腫瘤細胞的免疫逃逸,使腫瘤細胞無法被免疫細胞殺傷。
同時,腫瘤微環(huán)境中缺氧、低PH、高度細胞更新、高CD39和CD73的表達的環(huán)境都是腺苷高水平產生的重要因素。其中CD39 和CD73由調節(jié)性T細胞(Treg)表達,作為催化腺苷產生的關鍵酶,二者可通過協(xié)同作用水解組織由于缺氧、炎癥反應等產生的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP),進而提腫瘤微環(huán)境中的腺苷水平,最終增強上述途徑造成的腫瘤細胞免疫逃逸。

腺苷信號傳導和STING通路的相互作用
不難發(fā)現(xiàn),在CD39-CD73-A2aR通路中共有三個靶點可以抑制腫瘤細胞獲得免疫逃逸,而在使用PD-(L)1或CTLA4單抗等通路的免疫檢查點抑制劑時可增強患者免疫響應。因此,也是免疫聯(lián)合的主要探究方向。
——犬尿氨酸途徑——
色氨酸是人體產生的一種必需氨基酸,主要通過犬尿氨酸通路代謝,在調節(jié)不同免疫細胞類型的活動中發(fā)揮作用。吲哚胺-2,3-雙加氧酶(IDO1 或 IDO2)和色氨酸-2,3-雙加氧酶?(TDO2) 是此通路中催化初始步驟和限速步驟的主要酶。這些酶將 L-色氨酸轉化為 N-甲?;?犬尿氨酸,然后進一步轉化為犬尿氨酸。該過程會影響免疫系統(tǒng):首先,通過去除局部微環(huán)境中的色氨酸,抑制 T 細胞的增殖和活性,其次,通過產生犬尿氨酸,一種強效免疫調節(jié)分子,抑制 T 細胞和自然殺傷細胞的增殖和活性,并促進調節(jié)性 T 細胞的分化。
吲哚胺-2,3-雙加氧酶和色氨酸-2,3-雙加氧酶由多種類型的細胞表達,包括基質細胞、血管細胞、腫瘤細胞和免疫細胞,特別是抗原呈遞細胞。此外,吲哚胺-2,3-雙加氧酶的表達受到 IFN-γ、TNF-α 和 IL-6 等炎性分子的強力誘導,并且多種類型的腫瘤細胞均被證明能夠表達吲哚胺-2,3-雙加氧酶、色氨酸-2,3-雙加氧酶或這兩種酶。?腫瘤細胞中吲哚胺-2,3-雙加氧酶的表達水平高,與髓源抑制性細胞 (MDSC) 的擴增、募集和激活、腫瘤侵襲以及對免疫檢查點阻斷的抗性相關。

犬尿氨酸途徑介導的腫瘤進展和免疫抑制
因此,免疫腫瘤學研究人員正在對犬尿氨酸通路特別是吲哚胺-2,3-雙加氧酶的小分子抑制劑進行研究,并且有望開發(fā)出潛在的腫瘤免疫治療藥物。
——小分子ICI——
盡管免疫檢查點抗體已成為免疫治療的金標準,但小分子藥物相對于抗體藥物的潛在優(yōu)勢引發(fā)了干擾PDL1–PD1軸的藥物化學研究。另外,隨著對T細胞內信號的不斷深入研究,發(fā)現(xiàn)了T細胞受體(TCR)參與下游的幾個負反饋回路,這些回路可能增強抗腫瘤T細胞免疫。主要的成藥靶點包括造血祖激酶1(HPK1或MAP4K1)、二酰基甘油激酶(DGKα和DGKζ)、酪氨酸蛋白磷酸酶非受體型(PTPN6和 PTPN22)、E3泛素蛋白連接酶CBL-B等。

參與免疫受體信號傳導的細胞內靶點

小分子檢查點抑制劑的實例
長期以來,PDL1-PD1的相互作用被認為不受小分子的抑制。盡管如此,第一批口服小分子藥物CA-170和GS-4224已進入臨床。CA-170來源于氨基酸絲氨酸-天冬酰胺-蘇氨酸序列,該序列是由PD1初級序列的基序得到的。據報道,該化合物可靶向PDL1和VISTA。VISTA是一種檢查點調節(jié)劑,在髓細胞上高度表達。核磁共振光譜顯示CA-170在不阻止絡合物形成的情況下產生缺陷的PD1-PDL1三元絡合物,且在小鼠體內的口服生物利用度為50%。而GS-4224的安全性研究已被終止。
另一種分子ARB-272572在亞納摩爾濃度下可干擾PDL1功能,并在可移植的同源結直腸癌小鼠模型和肝炎病毒感染模型中顯示出活性。一種相關的聯(lián)苯分子INCB086550正在實體腫瘤患者中進行I/II期臨床研究??诜@種化合物可抑制過表達PDL1的MC38腫瘤,其效力與阿替利珠單抗相當。這些化合物口服似乎增加了T細胞腫瘤浸潤,不僅通過與PDL1結合,還通過誘導PD1的細胞內化。第一批小分子ICIs進入臨床是十分重要的一步,但這些化合物在哪些方面可以達到臨床上抗體的最佳狀態(tài),仍有待觀察。
——總 結——
最后以一張總覽機制圖和在研小分子藥物表結束本文。

通過腫瘤微環(huán)境和小分子靶點進行免疫抑制的克服總覽
相較于大分子抗體藥物在臨床應用中存在的一些弊端,小分子靶向藥物,則相對應用更為便利。除了抗血管生成小分子靶向藥物以外,下表也匯總了在臨床階段的腫瘤免疫相關的小分子產品研究進展。

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