腫瘤免疫治療小分子靶點(diǎn)的研究進(jìn)展

劉烈，袁夢(mèng)，史健

0 引言

免疫治療徹底改變了腫瘤治療的現(xiàn)狀，并引起了腫瘤治療模式的轉(zhuǎn)變[1]。腫瘤免疫治療在2013年被《科學(xué)》雜志評(píng)為年度科學(xué)突破[2]。尤其是免疫檢查點(diǎn)抑制劑已經(jīng)顯示出巨大的潛力，并且自2011年以來(lái)，多種免疫檢查點(diǎn)抑制劑已被FDA批準(zhǔn)用于腫瘤治療，如PD-1抑制劑Nivolumab和Pembrolizumab、CTLA-4抑制劑Ipilimumab、PD-L1抑制劑Durvalumab等[3]。由于PD-1/PD-L1抗體在多種腫瘤中觀察到一定的療效且與CTLA-4抗體相比免疫相關(guān)不良反應(yīng)較低，因此被廣泛關(guān)注[4]。隨著研究的不斷深入，小分子免疫治療逐漸顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

相比之下，小分子免疫抑制劑具有以下幾個(gè)的優(yōu)點(diǎn)：（1）口服生物利用度高；（2）生理屏障的滲透性好，可穿過(guò)細(xì)胞膜，作用于胞內(nèi)靶點(diǎn)；（3）小分子藥物的成本較低。因此，小分子藥物與大生物分子藥物之間具有互補(bǔ)、協(xié)同的作用，并且正逐漸成為免疫治療領(lǐng)域的焦點(diǎn)[5]。

1 小分子免疫檢測(cè)點(diǎn)抑制劑

1.1 CA-170

CA-170是目前臨床研發(fā)中第一種也是唯一一種可以口服生物利用的小分子免疫檢測(cè)點(diǎn)抑制劑，主要用于靶向抑制免疫檢查點(diǎn)程序性死亡配體-1（PD-L1）和T細(xì)胞活化的免疫球蛋白抑制V型結(jié)構(gòu)域（V-domain immunoglobulin suppressor of T-cell activation, VISTA），為雙靶點(diǎn)抑制劑[6]。CA-170可通過(guò)抑制PD-L1或VISTA有效誘導(dǎo)免疫T細(xì)胞的增殖，以及細(xì)胞因子IFN-γ（γ干擾素）的產(chǎn)生[7]。CA-170每日一次口服給藥可顯著減少B16/F10黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移瘤的數(shù)量，抑制小鼠結(jié)腸癌腫瘤模型的生長(zhǎng)速度[7]。CA-170還顯示出比較好的臨床安全性，當(dāng)大于治療劑量100倍時(shí)仍可耐受[6]。

以上研究表明，CA-170具有與PD-1抗體相當(dāng)?shù)墓πА?016年，CA-170成為第一個(gè)進(jìn)入晚期實(shí)體瘤和淋巴瘤的Ⅰ期臨床試驗(yàn)的免疫治療小分子。然而，關(guān)于CA-170的化學(xué)結(jié)構(gòu)尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

1.2 精氨酸酶抑制劑

阻斷精氨酸分解代謝途徑也被認(rèn)為是一種潛在的增強(qiáng)腫瘤環(huán)境中免疫功能的方法。精氨酸-1，是一種催化水解精氨酸生成鳥(niǎo)氨酸和尿素的反應(yīng)酶，可由骨髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞等免疫抑制性骨髓細(xì)胞群所表達(dá)。精氨酸是T細(xì)胞抗原受體（T cell receptor, TCR）中CD3z鏈表達(dá)所必需的。因此，腫瘤微環(huán)境中精氨酸酶-1的消耗減弱了腫瘤T細(xì)胞效應(yīng)功能[8]。精氨酸酶抑制劑可以通過(guò)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）觸發(fā)底物轉(zhuǎn)換，刺激活性氧和氮物質(zhì)的產(chǎn)生，促進(jìn)免疫抑制。因此，精氨酸酶1和iNOS雙重抑制可能會(huì)成為將來(lái)腫瘤免疫治療的首選方法[9]。NCX-4016是一種阿司匹林類(lèi)似物，已被證明可同時(shí)抑制精氨酸-1和iNOS，并可改善體內(nèi)腫瘤的免疫反應(yīng)[10]。后期有研究發(fā)現(xiàn)一種更加有效的化合物水楊酸鹽AT-38，該化合物在體內(nèi)也顯示出抗腫瘤活性[11]。但由于其對(duì)心血管功能的影響，迄今為止還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)這類(lèi)化合物的免疫療法的臨床開(kāi)發(fā)計(jì)劃，有可能會(huì)成為將來(lái)研究的熱點(diǎn)。

1.3 干擾素基因刺激蛋白激動(dòng)劑

干擾素基因刺激蛋白（stimulator of interferon genes, STING）是一種免疫刺激性小分子靶標(biāo)，主要分布在免疫相關(guān)的組織細(xì)胞中，如在胸腺、脾及外周血白細(xì)胞中高表達(dá)。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的DNA可與由522個(gè)氨基酸組成的環(huán)鳥(niǎo)腺苷酸合成酶（Cyclic-GMP-AMP synthase, cGAS）結(jié)合后形成cGAMP，當(dāng)腫瘤細(xì)胞發(fā)生壞死時(shí)，cGAMP可結(jié)合并激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的STING。 STING活化導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子的核轉(zhuǎn)位，誘導(dǎo)干擾素（interferon, INF）和細(xì)胞因子的表達(dá)，促進(jìn)T細(xì)胞的聚集和活化，進(jìn)而殺傷腫瘤細(xì)胞[12-13]。STING通路也可以被合成的環(huán)二核苷酸（CDN）所激活。近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了對(duì)哺乳動(dòng)物磷酸二酯酶具有抗性的CDN硫代磷酸酯衍生物來(lái)模擬STING的內(nèi)源性配體cGAMP，進(jìn)而激活STING通路，誘導(dǎo)抗腫瘤效應(yīng)[14-15]。目前，至少有兩種STING激動(dòng)劑ADU-S100/MIW815和MK1454處于早期臨床試驗(yàn)中。但現(xiàn)有STING激動(dòng)劑的臨床應(yīng)用主要集中在瘤內(nèi)注射，這導(dǎo)致了該療法只能用于合適瘤內(nèi)注射的實(shí)體瘤治療[16]?，F(xiàn)在尚不清楚這類(lèi)STING激動(dòng)劑全身給藥是否安全，為解決這一問(wèn)題，最近，Haag等[17]研發(fā)出一種共價(jià)STING抑制劑，可有效降低由STING激動(dòng)劑介導(dǎo)的高細(xì)胞炎性因子水平，為以STING為靶標(biāo)的腫瘤治療提供了新的思路。

1.4 TLR激動(dòng)劑

Toll樣受體（Toll like receptor, TLR）是一種Ⅰ型跨膜蛋白，是介導(dǎo)天然免疫反應(yīng)的首要受體，其在抗原呈遞細(xì)胞上表達(dá)，可識(shí)別大量不同病原體相關(guān)分子模式，快速刺激機(jī)體的免疫應(yīng)答，被認(rèn)為是潛在的精準(zhǔn)免疫治療靶標(biāo)[18]。

通常，TLR的內(nèi)源性配體多來(lái)自于病毒、細(xì)菌以及多種非經(jīng)典分子模式，主要包括雙鏈RNA和多核苷酸：聚胞苷酸（poly I:C）（TLR3），脂多糖（TLR4）和未甲基化的CpG寡脫氧核苷酸（TLR9）。目前相關(guān)臨床試驗(yàn)已經(jīng)檢測(cè)了TLR（TLR3、TLR7、TLR8和TLR9）的激動(dòng)劑，并用作腫瘤相關(guān)疫苗佐劑或單一療法。TLR7和TLR8激動(dòng)劑主要是通過(guò)介導(dǎo)樹(shù)突細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活化，抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulator t cell, Treg）的活化來(lái)發(fā)揮其抗腫瘤作用。咪唑喹啉為一種小分子雜環(huán)化合物，被用作TLR7和TLR8的激動(dòng)劑。咪喹莫特同樣為T(mén)LR7和TLR8激動(dòng)劑，于1997年和2004年被FDA批準(zhǔn)用于尖銳濕疣和基底細(xì)胞癌的局部治療[19]。

然而，TLR激動(dòng)劑仍存在一定的局限性，在全身應(yīng)用TLR7/8激動(dòng)劑時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)，可引發(fā)致命性的細(xì)胞因子風(fēng)暴，因此大大限制了它們的臨床實(shí)用性[19]；同時(shí)，由于TLRS配體具有極性高、存在帶電物質(zhì)、水解穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，現(xiàn)沒(méi)有任何可供臨床評(píng)價(jià)的口服小分子TLR激動(dòng)劑。因此，研發(fā)可口服的小分子TLR激動(dòng)劑十分必要。

1.5 NKG2D配體誘導(dǎo)劑

NKG2D是一種Ⅱ型跨膜糖蛋白，通過(guò)二硫鍵形成同源二聚體的形式表達(dá)于細(xì)胞表面，幾乎所有的自然殺傷（natural killer, NK）細(xì)胞表面（包括人類(lèi)和鼠類(lèi)）均表達(dá)NKG2D[20]。 NKG2D的配體主要有組織相容性復(fù)合體Ⅰ類(lèi)鏈相關(guān)蛋白 A/B（major histocompatibility complex class Ⅰ chainrelated protein A/B, MICA/B）和人巨細(xì)胞病毒UL16結(jié) 合 蛋 白（HCMV UL16-binding protein, ULBP）[21]，幾乎在人體所有組織來(lái)源的腫瘤細(xì)胞上有不同程度的表達(dá)，這意味著上調(diào)NKG2D配體在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)，可以增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。一些用于腫瘤常規(guī)治療的藥物（如氟尿嘧啶、順鉑、組蛋白去乙酰化酶抑制劑丙戊酸鈉、硼替佐米等）能夠上調(diào)NKG2D配體在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)[22]。此外，馬玲娣等[23]發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)物苦參堿也可上調(diào)NKG2D配體的表達(dá)。但迄今為止，NKG2D配體誘導(dǎo)劑尚未進(jìn)入臨床試驗(yàn)。NKG2D配體表達(dá)的調(diào)控機(jī)制復(fù)雜，至今尚未闡明，仍需要對(duì)NK細(xì)胞及NKG2D誘導(dǎo)劑進(jìn)行更多的基礎(chǔ)研究，進(jìn)一步探索它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)臨床研發(fā)針對(duì)靶點(diǎn)NKG2D配體的藥物意義重大。

1.6 IDO1抑制劑

吲哚胺-2,3-雙加氧酶1（indoleamine 2,3-dioxygenase 1, IDO1）是一種肝外單體45 kDa的血紅蛋白氧化酶，它是色氨酸-犬尿氨酸代謝過(guò)程中的一種關(guān)鍵雙加氧酶[24]，已被證明與腫瘤的免疫逃逸密切相關(guān)[25]。已經(jīng)確定Treg可對(duì)T細(xì)胞的活化、增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生進(jìn)行負(fù)性調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致T細(xì)胞應(yīng)答沉默[26]。而IDO1介導(dǎo)的Trp分解代謝又可促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）的分化[8]，通過(guò)激活I(lǐng)DO1，腫瘤細(xì)胞可以有效地逃避宿主的免疫監(jiān)視。 因此，應(yīng)用小分子IDO1抑制劑是癌癥患者重建免疫原性反應(yīng)的有效治療手段[27]。

自2003年首次發(fā)現(xiàn)IDO1參與腫瘤發(fā)生以來(lái)，已有數(shù)千種小分子抑制劑被報(bào)道，但迄今為止，只有5種化合物正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，見(jiàn)表1。其中，D1MT主要用于治療轉(zhuǎn)移性前列腺癌、急性髓性白血病、原發(fā)性惡性腦腫瘤、轉(zhuǎn)移性胰腺癌、轉(zhuǎn)移性乳腺癌、轉(zhuǎn)移性黑素瘤以及非小細(xì)胞肺癌，正在NewLink基因公司進(jìn)行Ⅰ/Ⅱ期臨床研究。INCB024360（epacadostat）在Incyte 公司進(jìn)行的Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)，用于單一療法以及與各種抗體結(jié)合治療晚期或轉(zhuǎn)移性癌癥。然而，最近的Ⅲ期臨床試驗(yàn)ECHO301結(jié)果顯示Epacadostat與Pembrolizumab聯(lián)合治療黑素瘤中與單用Pembrolizumab相比并無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)，直接導(dǎo)致該公司宣布終止了Epacadostat治療尿路上皮癌、頭頸部腫瘤和腎細(xì)胞癌等其他四項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)以及該藥物和PD-1抑制劑Nivolumab聯(lián)合治療非小細(xì)胞肺癌和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的兩項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)[28]。GDC-0919為羅氏公司近期收購(gòu)的小分子IDO抑制劑，被FDA批準(zhǔn)與羅氏公司推出的PD-L1抗體類(lèi)藥物Atezolizumab合用針對(duì)實(shí)體瘤患者進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn)（NCT02471846），該臨床試驗(yàn)仍在進(jìn)行中，暫時(shí)沒(méi)有公開(kāi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最近，兩個(gè)第二代/第三代IDO1抑制劑PF-0684003（EOS-200271）和BMS-986205（ONO-7701）也進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段。PF-0684003正在進(jìn)行Ⅰ期臨床試驗(yàn)，主要用于治療Ⅳ級(jí)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或Ⅲ級(jí)間變性膠質(zhì)瘤患者。BMS-986205正在Bristol-Myers Squibb公司的進(jìn)行Ⅰ/Ⅱ期晚期癌癥患者的評(píng)估。

IDO1抑制劑仍處于臨床試驗(yàn)階段，雖然ECHO-301試驗(yàn)的陰性結(jié)果令人有所失望，但由于IDO1抑制劑可能會(huì)增強(qiáng)免疫功能，現(xiàn)在放棄對(duì)其研究還為時(shí)尚早。在免疫治療領(lǐng)域，進(jìn)一步探索IDO1抑制劑與其他抗腫瘤藥物的最佳聯(lián)合模式以及敏感瘤種的生物學(xué)特征，對(duì)于該制劑未來(lái)在腫瘤免疫治療領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。

表1 處于臨床研究階段的IDO1抑制劑Table1 IDO1 inhibitors used in clinical trials

1.7 溴結(jié)構(gòu)域抑制劑

CBP/EP300溴結(jié)構(gòu)域抑制劑是小分子免疫治療的一種新方法。溴結(jié)構(gòu)域可使帶有遺傳標(biāo)記的轉(zhuǎn)錄因子和蛋白質(zhì)有選擇地結(jié)合到乙?；M蛋白，從而改變基因染色質(zhì)的可及性。最近，小分子CBP/EP300溴結(jié)構(gòu)域抑制劑已經(jīng)被鑒定出來(lái)[29-31]。這些抑制劑通過(guò)以下兩個(gè)關(guān)鍵的活性，來(lái)加強(qiáng)NK細(xì)胞和T細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的免疫應(yīng)答：（1）CBP/EP300溴結(jié)構(gòu)域抑制劑已被證明可降低FOXP3的乙?；?，從而增加其降解，損害Treg細(xì)胞功能[30]；（2）CBP/EP300溴域抑制劑可上調(diào)NKG2D配體MICA在骨髓瘤細(xì)胞上的表達(dá)，進(jìn)而促使骨髓瘤細(xì)胞更好地激活NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生強(qiáng)有力的免疫反應(yīng)[32]。因此，CBP/EP300溴結(jié)構(gòu)域抑制劑量不僅可損害腫瘤微環(huán)境中Treg細(xì)胞功能，同時(shí)還可以通過(guò)上調(diào)NKG2D配體在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)，增強(qiáng)NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。這對(duì)于腫瘤免疫小分子治療是一項(xiàng)重要進(jìn)展。

2 總結(jié)與展望

本文強(qiáng)調(diào)了一些免疫小分子藥物和靶點(diǎn)，它們顯示出了巨大的抗腫瘤潛力。然而，作為單一療法，這些藥物并非對(duì)所有類(lèi)型的腫瘤患者有效，因此，探索更多潛在的小分子藥物和建立聯(lián)合治療策略是未來(lái)癌癥免疫療法的總趨勢(shì)。

天然產(chǎn)物是抗腫瘤藥物的重要組成部分，由于其通常具有多種靶點(diǎn)、不良反應(yīng)少和較少出現(xiàn)耐藥性，人們對(duì)天然產(chǎn)物的抗腫瘤活性已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，但天然產(chǎn)物在腫瘤免疫治療中的研發(fā)幾乎沒(méi)有，因此有必要對(duì)免疫調(diào)節(jié)活性進(jìn)行更多的基礎(chǔ)和臨床研究。

與基于生物學(xué)的療法一樣，這些小分子免疫療法理論上可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫活性，并且提供了優(yōu)于生物免疫療法的固有優(yōu)勢(shì)。它們具有廣泛的分子靶標(biāo)，可以進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)及腫瘤微環(huán)境中；小分子與生物制劑相比，具有良好的劑量控制，有助于減少生物學(xué)治療中出現(xiàn)的免疫相關(guān)不良反應(yīng)。因此，我們有理由相信，小分子治療方法將會(huì)成為單克隆抗體的理想替代治療，且在探索腫瘤免疫治療的過(guò)程中，免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用范圍必將進(jìn)一步擴(kuò)大。用于腫瘤免疫治療的小分子抑制劑將給人類(lèi)克服癌癥難題帶來(lái)新的希望。