免疫检查点抑制剂的抗体药总结

前⾔言近些年，关于免疫检查点（Immunecheckpoint）调控的⽣生物药研发越来越⽕火爆，单在国内就有多家药企申报PD1或者PDL1抗体。本⽂文尝试对⽬目前已经上市或者在临床研究的免疫检查点抗体药做⼀一个简单的⼩小结。免疫检查点药物分为两⼤大类，⼀一类是以PD1为代表的抑制剂，⼀一类是激活剂，激活剂⽬目前还都在临床研究。这次我们说抑制剂。CTLA-4（CytotoxicTLymphocyteAntigen4）抗体CTLA-4，又名CD152，由CTLA-4基因编码的⼀一种跨膜蛋⽩白质，表达于活化的CD4+和CD8+T细胞，与T细胞表⾯面的协同刺激分⼦子受体（CD28）具有⾼高度的同源性。CTLA-4和CD28均为免疫球蛋⽩白超家族成员，⼆二者与相同的配体CD86(B7-2)和CD80(B7-1)结合。CTLA-4的免疫调控功能的关键体现在控制CD4+FoxP3-、CD8+T细胞以及调节性T细胞（Treg）。CTLA-4能够中⽌止激活的T细胞的反应（Tcellresponse）以及介导Treg的抑制功能。⽬目前的研究表明CTLA-4抑制T细胞的反应主要是通过两种途径（如图⼆二）：⼀一是通过与CD28竞争性的结合B7或者招募磷酸酶到CTLA-4的胞内结构域部分从⽽而降低TCR（Tcellreceptor）和CD28的信号。另⼀一种是降低CD80和CD86在抗原呈递细胞（APC）的表达⽔水平或者通过转胞吞作⽤用（transendocytosis）将它们从APC移除，这样就减少了CD28参与进⾏行T细胞激活。此外，CTLA-4还会介导树突细胞结合CD80/CD86并诱导⾊色氨酸降解酶IDO的表达，从⽽而导致TCR的抑制。CTLA-4抗体通过结合CTLA-4来减少Treg，激活TCR。⽬目前获批上市的CTLA-4抗体只有BMS的Ipilimumab（商品名Yervoy，2011年获FDA批准⽤用于治疗⿊黑⾊色素瘤）。Tremelimumab最早由Pfizer开发，⽬目前是Medimmune在研究，不过由于临床表现不佳，并没有获批2017-03-02治疗任何癌症。PD-1（Programmeddeath-1）抗体/PD-L1抗体PD-1是表达在T细胞表⾯面的另⼀一种重要的免疫抑制跨膜蛋⽩白，为CD28超家族成员，其最初是从凋亡的⼩小⿏鼠T细胞杂交瘤2B4.11克隆出来。PD-1有两个配体，PD-L1（又叫CD274或B7-H1）和PD-L2（又叫CD273或B7-DC）。PD-L1⽐比PD-L2表达更为⼴广谱，主要在造⾎血和⾮非造⾎血细胞（包括上⽪皮细胞、⾎血管上⽪皮细胞、基质细胞等）中，由促炎症细胞因⼦子（proinflammtorycytokine，包括I型和II型Interferon，TNFα以及VEGF）诱导表达。在肿瘤的微环境中，肿瘤细胞能够表达PD-L1或者PD-L2。这两个配体与PD-1的结合会导致PD-1的胞内结构域的酪氨酸磷酸化，并招募酪氨酸磷酸酶SHP-2，从⽽而减少TCR信号通路的磷酸化，降低了TCR通路下游的激活信号以及T细胞的激活和细胞因⼦子的⽣生成。因此PD-1通路的抑制会加速和加强⾃自⾝身免疫。⽬目前批准上市的PD-1抗体有Merck的pembrolizumab（商品名Keytruda）和BMS的nivolumab（商品名Opdivo）。这两个药去年（2016年）都获得⽐比较好的销售成绩（Opdivo46亿美⾦金，Keytruda14亿美⾦金）。⽬目前Opdivo的适应症有⿊黑⾊色素瘤、⾮非⼩小细胞肺癌（NSCLC）、肾细胞癌（renalcellcarcinoma）、经典型霍奇⾦金淋巴瘤（classicalHodgkinLymphoma）、头颈鳞状细胞癌（SquamousCellCarcinomaOfTheHeadAndNeck）、膀胱上⽪皮癌（Urothelialcarcinoma）。Keyruda的适应症范围相对⼩小⼀一些，主要⽤用于⿊黑⾊色素瘤（melanoma），⾮非⼩小细胞肺癌和头颈鳞状细胞癌。其他在临床研究的PD-1抗体有Curetech的Pidilizumab和MedImmune的AMP-514（MEDI0680）。上市的PD-L1抗体⽬目前只有Roche/Genentech的Atezolizumab（商品名Tecentriq），2016年5⽉月份获批膀胱癌，10⽉月份获批⾮非⼩小细胞肺癌，上市仅半年时间拿下销售额1.566亿美⾦金。其他在临床研究的包括BMS的BMS936559，Astrazeneca的Durvalumab和EMDserono与Pfizer合作的Avelumab。LAG-3（LymphocyteActivationGene-3）抗体LAG-3(lymphocyteactivationgene3，LAG-3，CD223)和CD4是同源蛋⽩白，但是以更⾼高的亲和⼒力与主要组织相容性复合体Ⅱ类分⼦子(majorhistocompatibilitycomplexclassⅡ,MHCⅡ)结合，主要表达在活化的T淋巴细胞、B淋巴细胞、⾃自然杀伤细胞(naturalkillercell,NK)和浆细胞样树突状细胞(plasmacytoiddendriticcells,pDCs)，并负调控T细胞功能。研究表明LAG-3选择性地上调Treg表⾯面的CD4，因此LAG-3抗体在体内可降低Treg活性。抑制或敲除LAG-3会解除Treg对T细胞的抑制功能。另外，在缺少CD4+T细胞的情况下，LAG-3抗体能够增加CD8+T细胞的功能。T细胞失能或者耗竭时会表达多种免疫检查点分⼦子，在慢性感染模型及⾃自⾝身抗原识别模型中LAG-3和PD-1通常都有共表达现象。协调抑制LAG-3及PD-1能够增强免疫应答，因此⽬目前关于LAG-3抗体的临床试验都是单独或者与PD-1联⽤用来观察效果。⽬目前主要有以下⼏几家公司进⾏行LAG-3的临床试验：BMS的BMS986016，Regeneron和Sanofi合作的REGN3767，Novartis的LAG525。TIM-3(Tcellimmunoglobulin-3)抗体TIM-3是TIM家族的⼀一个受体蛋⽩白，在T细胞，Treg细胞，先天免疫细胞（树突细胞、⾃自然杀伤细胞、单核细胞）表⾯面表达。TIM-3有多种配体，如磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine）、半乳凝素9（galectin-9）、HMGB1和CEACAM-1。和其他免疫检查点分⼦子不同的是，TIM-3并⾮非在所有T细胞激活后得以上调，仅在CD4+辅助T细胞1（Th1）和CD8+细胞毒性T细胞中上调，参与协同抑制作⽤用。在由其配体galectin-9激活后，TIM-3会抑制效应T细胞的活性，并引起外周耐受。TIM-3在T细胞在肿瘤中的损耗中起着关键作⽤用。TIM-3在⽤用抗PD-1治疗产⽣生耐药性的动物的T细胞中⾼高表达。在独⽴立实验中，当抗TIM-3抗体与抗PD-1药物联⽤用时可抑制抗PD-1治疗耐药性的产⽣生。⽬目前在临床试验的TIM-3抗体在clinicaltrials.org仅查到Tesaro的TSR-022⽤用于单独或者和PD-1抗体联⽤用治疗晚期或转移性实体瘤和诺华的MBG-453（⽤用于单独或者和PD-1抗体PDR001联⽤用治疗晚期恶性肿瘤）。TIGIT(TcellimmunoglobulinandITIMdomainprotein)抗体TIGIT(又叫Vsig9,Vstm3,orWUCAM)，是含Ig及ITIM结构域的T细胞和NK细胞共有的抑制性受体，是Ⅰ型跨膜蛋⽩白，包括IgV胞外段以及免疫球蛋⽩白酪氨酸尾巴样磷酸化⽚片段。TIGIT和CD226（DNAM-1）竞争结合配体CD155（PVR，NECL5）和CD113（PVRL3，nectin-3（如图六）。体外阻断TIGIT后能增强NK和T细胞的活化及脱颗粒⽔水平，并且也能增加细胞因⼦子如IFN-γ的分泌不同⼩小⿏鼠肿瘤模型中，TIGIT在NK和T细胞上表达显著上调。⽬目前在临床研究的TIGIT抗体主要是Genentech的MTIG7192A，单独或者和PD-L1抗体Atezolizumab联⽤用治疗晚期或者转移性肿瘤。VISTA（V-DomainImmunoglobulin-ContainingSuppressorofTCellActivation）抗体VISTA，又叫Dies1（Differentiationofembryonicstemscells1）、⾎血⼩小板受体Gi24、PD-1同源蛋⽩白(PD-1H)，属于免疫球蛋⽩白家族，胞外结构域和PD-L1同源。⼈人源的VISTA主要表达在CD4+细胞、CD8+T细胞、CD11b+亚群的单核细胞、淋巴细胞、⾻骨髓细胞、树突细胞亚群和中性粒细胞。⽬目前VISTA的细胞表⾯面受体尚不清楚。VISTA对于抗原呈递细胞和T细胞有抑制作⽤用。⽬目前在临床阶段的VISTA抗体是强⽣生的JNJ-61610588。⼩小结免疫检查点抑制剂在临床上的成功使癌症的免疫治疗焕发了新⽣生命。未来我们需要做的是如何提⾼高免疫检查点阻断的效率以及免疫检查点抑制剂组合疗法来使那些单独阻断剂不能治疗的病⼈人获得持久的抗肿瘤响应。要完成这个⽬目标，有以下⼏几个问题需要解决：免疫检查点抑制剂的响应和抵制机制是什么？越来越多的证据表明对免疫检查点抑制剂有响应的肿瘤，对肿瘤衍⽣生新表位有持续但是⽆无效的免疫响应。更好地理解共抑制通路的相似性和差异，以及共抑制通路的协同作⽤用机制，对于免疫检查点组合疗法的优化设计是必须的。确定共抑制的通路是影响相似还是不同的分⼦子通路也许会找到线索。免疫检查点阻断的耐久性的机制是什么？免疫检查点阻断获得的较长的效果是很显著的，但是，相⽐比之下耐久性的机制以及疗法所必须的时间是不清楚的。将来的⼯工作需要搞清楚免疫检查点阻断是如何影响记忆T细胞亚群的传代、功能和维持。有没有⽣生物标志物（biomarker）能够预测对免疫检查点阻断的反应？开发⽣生物标志物对于帮助患者分层以及预估患者是否对免疫阻断单独疗法有反应，是否需要组合疗法或者接受其他的治疗是必要的。如何开发有效的免疫检查点阻断的联合疗法来增加疗效以及减少副作⽤用。肿瘤使⽤用多种⼿手段来逃避免疫消除，因此更好地理解肿瘤微环境的免疫抑制是必要的。⼀一些⾮非免疫治疗的⼿手段能够影响肿瘤对免疫的反应。当前是癌症免疫学和免疫治疗的辉煌时代。癌症免疫疗法的快速进步为发现和开发前所未有的有效的癌症治疗提供了基础。免疫学家、⼯工程师、癌症⽣生物学家、计算⽣生物学家以及临床医⽣生等多学科的合作在这个基础上将推动创新，实现癌症免疫治疗的巨⼤大潜⼒力。参考⽂文献CoinhibitoryPathwaysinImmunotherapyforCancer,Annu.Rev.Immunol.2016.34:539–73Lag-3,Tim-3,andTIGIT:Co-inhibitoryReceptorswithSpecializedFunctionsinImmuneRegulation,Immunity,44,989-1004,2016Thefutureofcancertreatment:immunomodulation,CARsandcombinationimmunotherapy,Naturereviewsclinicaloncology,Vol13,273-290,[e-mail]“”[e-mail]11ArmstrongFairyJoneAlpharesearcherTangw007MTChelseaIrene