楊凡 綜述;紀(jì)鋒,郭志剛 審閱(南京師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京 210046)
近年來,基于特異性靶點(diǎn)的免疫療法已經(jīng)成為腫瘤治療領(lǐng)域的熱點(diǎn)。分化抗原簇70(cluster of differentiation 70,CD70)屬于腫瘤壞死因子受體超家族成員之一,為一種Ⅱ型穿膜糖蛋白,最初與CD30一同作為霍奇金淋巴瘤的標(biāo)志物,并被克隆出Ki-24抗體[1-2]。根據(jù)命名規(guī)則,將Ki-24命名為CD70[3]。早在1993年,GOODWIN 就發(fā)現(xiàn)了CD27 配體(CD27 ligand,CD27L)是一種Ⅱ型穿膜糖蛋白[4],一系列研究結(jié)果[5]表明CD27L 與CD70 是同一種分子。CD70與CD27結(jié)合可誘導(dǎo)NF-κB和c-Jun激酶信號通路的激活,進(jìn)而發(fā)揮一系列生理作用,如促進(jìn)細(xì)胞存活,基因表達(dá)和促炎反應(yīng)等[6]。B 細(xì)胞中的CD70 通過與PI3K 和MEK 信號通路結(jié)合,使其靶標(biāo)的PKB 和ERK1/2 磷酸化,促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞的增殖與分化[7-8]。正常情況下,CD70 只在活化的T 細(xì)胞和B 細(xì)胞以及成熟的樹突狀細(xì)胞短暫表達(dá)。而近年研究[9-14]發(fā)現(xiàn),CD70在多種血液惡性腫瘤和實(shí)體瘤中異常表達(dá),特別是在淋巴瘤、腎細(xì)胞癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、鼻咽癌以及Epstein-Barr 病毒(Epstein-Barr virus,EBV)感染所誘導(dǎo)的腫瘤中。INAGUMA等[15]發(fā)現(xiàn),在惡性胸膜間皮瘤中異常表達(dá)的CD70 可以通過調(diào)節(jié)MET 蛋白表達(dá),激活MET-ERK 信號通路,從而增強(qiáng)腫瘤的遷移與侵襲能力。因此,靶向CD70所開發(fā)的藥物對于腫瘤治療來說是一種很有潛力的策略。筆者總結(jié)了近年以CD70 為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物的相關(guān)研究進(jìn)展,以期為抗腫瘤藥物的研發(fā)提供新的思路與策略。
除了在血液來源正常的細(xì)胞中短暫表達(dá)外,CD70 在多種血液惡性腫瘤以及一些實(shí)體瘤中高度且穩(wěn)定的表達(dá),如霍奇金淋巴瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、黑色素瘤、腎細(xì)胞癌等。CD70在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)的機(jī)制可能為CD70 與T 細(xì)胞表達(dá)的CD27 結(jié)合,啟動凋亡蛋白Siva 使B 細(xì)胞或T 細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用而發(fā)生凋亡,從而發(fā)生免疫逃逸[16]。LENS等[17]發(fā)現(xiàn),與正常淋巴組織相比,B細(xì)胞淋巴瘤和慢性淋巴細(xì)胞白血病異常表達(dá)CD70 與CD27,腫瘤細(xì)胞可以通過自分泌方式來利用CD27-CD70 的相互作用傳遞增殖信號,促進(jìn)細(xì)胞增殖。研究[18]發(fā)現(xiàn),CD70 在胸腺鱗狀細(xì)胞癌中也呈高表達(dá),但在非典型胸腺瘤與胸腺瘤中不表達(dá)。因此,CD70免疫組織化學(xué)可能有助于將胸腺鱗狀細(xì)胞癌與其他類型胸腺的上皮腫瘤區(qū)分開來。另外,在不同類型的腫瘤中CD70表達(dá)水平也不盡相同,如在非霍奇金淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、原發(fā)性黑色素瘤、胸腺鱗狀細(xì)胞癌以及間變性星形細(xì)胞瘤中表達(dá)高達(dá)80%以上,而在套細(xì)胞淋巴瘤和非小細(xì)胞肺癌中則低于30%[19-24]。因此,研發(fā)靶向CD70 的抗腫瘤藥物對于治療不同類型腫瘤的效果也是不同的。
淋巴瘤中發(fā)生惡變的B細(xì)胞表面所表達(dá)的CD70可以作為細(xì)胞增殖促進(jìn)信號的傳感器,促進(jìn)腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移[25]。CD27與CD70信號通路通過B細(xì)胞-B細(xì)胞相互作用可以介導(dǎo)旁分泌生長信號,有助于淋巴瘤的發(fā)生。CD70 表達(dá)可以通過感染病毒如EBV和外周血淋巴細(xì)胞的人類T 細(xì)胞白血病/淋巴瘤病毒1 型以及通過EBV 編碼的潛伏膜蛋白1 的基因轉(zhuǎn)移而增強(qiáng)[26]。幾乎在所有霍奇金淋巴瘤病例中,永生化角質(zhì)形成細(xì)胞均與EBV 感染密切相關(guān)。HO 等[27]研究發(fā)現(xiàn),華氏巨球蛋白血癥的細(xì)胞同時(shí)表達(dá)CD70和可溶性CD27(soluble CD27,sCD27),能夠引發(fā)sCD27-CD70信號通路,促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種最常見的原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤,在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中CD70高表達(dá)能夠抑制免疫細(xì)胞的功能[28]。盡管CD70-CD27信號通路具有抗腫瘤作用,但在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織中異常表達(dá)CD70,可以通過CD70-CD27的相互作用啟動凋亡蛋白Siva 信號通路介導(dǎo)免疫細(xì)胞發(fā)生凋亡[13]。與正常組織相比,腎細(xì)胞癌組織中CD70 表達(dá)明顯升高,特別是在透明腎細(xì)胞癌和肉瘤樣腎細(xì)胞癌中CD70 表達(dá)總體上較高[20]。表達(dá)CD70的腎細(xì)胞癌誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能有兩種:一是通過表達(dá)CD27的淋巴細(xì)胞和表達(dá)CD70 的腎細(xì)胞癌細(xì)胞之間的直接接觸;二是通過CD70 裂解并釋放到腫瘤微環(huán)境中,隨后它可以靶向腫瘤淋巴細(xì)胞,與其CD27受體相互作用并啟動T 細(xì)胞凋亡[16]。因此,CD70 可能是靶向治療腎細(xì)胞癌的一個(gè)有效靶點(diǎn)。
CD70 在正常組織和腫瘤組織中的表達(dá)差異,使其具有最佳靶向特異性并能避免潛在的副作用。近年來,CD70被視為針對多種血液系統(tǒng)惡性腫瘤和實(shí)體瘤的抗體導(dǎo)向免疫治療的合適靶點(diǎn),一些靶向CD70 的藥物被開發(fā)并獲準(zhǔn)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段(表1)。表1列舉了以CD70為靶點(diǎn)開發(fā)并應(yīng)用到臨床的抗腫瘤藥物:單克隆抗體(monoclonal antibody,mAb)[29]、抗體藥物偶聯(lián)物(antibody-drug conjugate,ADC)[30]、嵌合抗原受體T(chimeric antigen receptor-T,CAR-T)細(xì)胞[31]等。
表1 靶向CD70的抗腫瘤藥物的臨床試驗(yàn)*
MCEARCHERN 等[32]合成了一種人源化IgG1 的CD70 抗體,將其命名為SGN-70。SGN-70 能夠通過抗體依賴細(xì)胞毒性作用(antibody dependent cytotoxicity,ADCC)、抗體依賴的細(xì)胞吞噬作用和補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒性作用起到抗腫瘤作用。SGN-70上的可結(jié)晶片段(fragment crystallizable,F(xiàn)c)與CD70結(jié)合,阻斷CD70-CD27 信號通路。SILENCE 等[33]開發(fā)了一種去巖藻糖基化的IgG1 mAb,可選擇性靶向并與CD70 結(jié)合,命名為ARGX-110(cusatuzumab)。去掉巖藻化糖可以顯著提高抗體與其Fc 受體(FcγRIIIa)的親和力及ADCC活性。ARGX-110通過阻斷CD70-CD27 信號通路和阻礙腫瘤微環(huán)境中的Treg細(xì)胞募集或激活而發(fā)揮作用。
ADC 是一種新型治療藥物,主要是mAb 通過化學(xué)接頭與生物活性藥物相連形成,在腫瘤部位遞送藥物和釋放細(xì)胞毒劑而起到殺傷腫瘤細(xì)胞的作用。合成ADC方式有多種,包括:抗體-蛋白質(zhì)毒素(或抗體片段-蛋白質(zhì)毒素融合)偶聯(lián)物、抗體螯合放射性核素偶聯(lián)物、抗體-小分子藥物偶聯(lián)物和抗體-酶偶聯(lián)物[34]。ADC可以與腫瘤細(xì)胞表達(dá)的靶抗原特異性結(jié)合,選擇性地將高效藥物遞送至腫瘤細(xì)胞中,治療指數(shù)寬,循環(huán)半衰期延長,偶聯(lián)物在循環(huán)中保持穩(wěn)定,能夠減少不良反應(yīng)[35]。CD70 作為腫瘤治療靶點(diǎn)的ADC 藥物也被研發(fā)出來,如SGN-75、MDX-1203 與SGN-CD70A 等被應(yīng)用于各種血液惡性腫瘤及一些實(shí)體瘤的治療中[36]。
2.2.1 SGN-75 LAW等[37]制備了一種用于治療腎細(xì)胞癌的ADC,他們通過將CD70 特異性抗體SGN-70與腫瘤藥物小分子甲基澳瑞他-F(monomethyl auristatin F,MMAF)通過纈氨酸-瓜氨酸二肽接頭方式連接,每個(gè)ADC 帶有4 或8 個(gè)藥物分子。當(dāng)該ADC 與腫瘤細(xì)胞表面的CD70 結(jié)合,將MMAF 內(nèi)化遞送到溶酶體,在溶酶體中藥物被釋放并產(chǎn)生毒性作用進(jìn)而殺死腫瘤細(xì)胞。OFLAZOGLU 等[38]以不可裂解的硫醚或馬來酰亞氨基己?;╩c)接頭將SGN-70 與MMAF 偶聯(lián)形成ADC,在存在抗體條件下,發(fā)現(xiàn)mcMMAF比vcMMAF更具有耐受性。偶聯(lián)4分子MMAF 與偶聯(lián)8個(gè)藥物分子的ADC都具有有效的抗腫瘤作用,且偶聯(lián)4 個(gè)藥物分子的ADC 治療效果更好,將其命名為SGN-75。
2.2.2 MDX-1203 MDX-1203是由CD70特異性抗體通過基于多肽的藥物分子共價(jià)連接小分子藥物MED-2460 或雙特異性藥物形成的ADC[39]。MDX-1203 是通過抗體與腫瘤細(xì)胞表面的CD70 結(jié)合將藥物運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi),藥物可與DNA 腺嘌呤堿基形成共價(jià)化合物,使DNA發(fā)生烷基化,阻止DNA復(fù)制,抑制細(xì)胞增殖并促使腫瘤細(xì)胞凋亡[40]。
2.2.3 SGN-CD70A PAL 等[41]通過纈氨酸-丙氨酸二肽接頭將SGN-70 與PBD(pyrrolobenzodiazepine)偶聯(lián)形成SGN-CD70A。PBD是一種DNA交聯(lián)劑,可以與雙鏈DNA 反應(yīng)形成鏈間DNA 交聯(lián),從而抑制DNA的修復(fù),發(fā)揮有效的細(xì)胞毒作用。但是,針對彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤和套細(xì)胞淋巴瘤患者治療時(shí),患者往往出現(xiàn)血小板減少癥的副反應(yīng)[42]。
CAR-T細(xì)胞療法是一種新開發(fā)的用于針對腫瘤的個(gè)性化治療方法[43]。通過將患者的腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的特異性蛋白作為靶點(diǎn)嵌合到患者的T 細(xì)胞表面,再回輸?shù)交颊唧w內(nèi),使T 細(xì)胞能夠特異性靶向腫瘤細(xì)胞起到殺傷作用。CAR-T細(xì)胞主要包含四個(gè)部分:抗原結(jié)合域、鉸鏈區(qū)、穿膜域和細(xì)胞內(nèi)信號域[44]。CD70在多種血液瘤以及實(shí)體瘤中表達(dá),而在正常組織中表達(dá)較少,因此可以作為CAR-T 細(xì)胞療法的有效靶點(diǎn)。
2.3.1 靶向CD70-CAR 細(xì)胞SHAFFER等[45]利 用CD70 與CD27 的相互作用,產(chǎn)生了靶向CD70 的CAR,它是由全長CD27 作為抗原識別域與CD3ζ 鏈的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合形成。靶向CD70 特異性T 細(xì)胞殺死CD70陽性腫瘤細(xì)胞,并在免疫缺陷小鼠異種移植瘤模型中也具有抗腫瘤活性。WANG 等[46]通過將CD27的不同部分與CD3ζ以及共刺激信號結(jié)構(gòu)域(41BB)融合嵌合形成CAR。SAUER 等[47]開發(fā)了一種CD70-CAR 細(xì)胞,用于治療急性髓系白血病,結(jié)果發(fā)現(xiàn),靶向CD70的CAR-T細(xì)胞可以特異性識別表達(dá)CD70 的活化病毒特異性T 細(xì)胞,并不影響正常的造血功能,具有廣泛的應(yīng)用前景。JI 等[48]通過將靶向CD70 的CAR 與聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)抑制劑聯(lián)合治療CD70陽性腎癌,結(jié)果發(fā)現(xiàn),PARP抑制劑可以通過調(diào)控腫瘤微環(huán)境來提高CAR-T 細(xì)胞的浸潤性,增強(qiáng)對實(shí)體瘤的殺傷作用。
2.3.2 雙靶向CD70-CAR 細(xì)胞 盡管靶向CD19 的CAR-T細(xì)胞在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的治療中顯示出抗腫瘤功效,但是經(jīng)過靶向CD19的CAR-T細(xì)胞治療,患者緩解后仍會有21%~35%的復(fù)發(fā)率[49],如在急性淋巴細(xì)胞白血病患者中的復(fù)發(fā)率超過10%,在非霍奇金淋巴瘤患者中高達(dá)38%[50]。TU等[49]設(shè)計(jì)了同時(shí)靶向CD19 與CD70 的CAR,對在經(jīng)過化療藥物治療后發(fā)生多次復(fù)發(fā)的腫瘤患者進(jìn)行治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn),分別注射靶向CD19 與CD70 的CAR-T 細(xì)胞進(jìn)行治療,能夠維持患者無病生存。YANG 等[51]制備針對2 種腫瘤相關(guān)抗原CD70 和B7-H3(CD276)的二價(jià)串聯(lián)CAR(Tan-CAR)細(xì)胞,雖然沒有完全根除腫瘤,但與CAR-T 細(xì)胞治療組相比,Tan-CAR-T 細(xì)胞顯著延長小鼠肺癌模型的總體存活率,并且能夠以更低的劑量誘導(dǎo)腫瘤消退。
雖然有幾種ADC 藥物已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,但ADC 也存在一些缺陷:分子靶標(biāo)可能在一些正常的組織表達(dá),導(dǎo)致細(xì)胞毒性作用,也可能有一些ADC會過早釋放抗體偶聯(lián)物導(dǎo)致其無法充分到達(dá)靶細(xì)胞,作用效果下降[35]。如:MMAF作為ADC的藥物分子,會引起眼部毒性,表現(xiàn)為視力模糊、角膜異?;蚋裳郯Y[52]、呼吸困難、高鈣血癥和惡心等[39];SGNCD70A藥物治療會導(dǎo)致血小板減少癥、疲勞、貧血和外周性水腫[41]。此外,CAR-T 細(xì)胞療法也存在局限性,例如嚴(yán)重的毒性、難以浸潤到腫瘤內(nèi)部、T細(xì)胞耗竭、抗原逃逸和異質(zhì)性,以及CAR-T細(xì)胞的體外擴(kuò)增等問題[53]。在接受CAR-T 細(xì)胞治療的晚期腫瘤患者,尤其是接受多輪次化療的患者,可能導(dǎo)致獲得T細(xì)胞數(shù)量少、不夠健康或增殖能力低,而難以制造有殺傷力的CAR-T細(xì)胞[54]。
CD70 在多種血液惡性腫瘤和實(shí)體瘤組織中高表達(dá),在正常組織中的低/不表達(dá),使得CD70 成為腫瘤免疫治療的一個(gè)引人注目的靶點(diǎn)。目前,治療CD70 陽性腫瘤的方法主要有CD70 的特異性mAb、ADC以及CAR-T細(xì)胞療法。使用抗CD70的mAb及ADC 治療會給患者預(yù)后帶來嚴(yán)重的不良后果,如長期使用抗CD70 的特異性mAb 會導(dǎo)致T 細(xì)胞持續(xù)活化,引起T細(xì)胞耗竭;使用ADC可能會損傷正常組織細(xì)胞。盡管CAR-T細(xì)胞療法在血液惡性腫瘤中取得了重大進(jìn)展,但在實(shí)體瘤中仍存在諸多挑戰(zhàn)。腫瘤微環(huán)境就是影響CAR-T細(xì)胞治療效果的一個(gè)重要因素,其主要是由腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞在腫瘤發(fā)展過程中逐步形成的[55]。其中,實(shí)體瘤周圍的細(xì)胞外基質(zhì)中含有硫酸乙酰肝素蛋白聚糖,T細(xì)胞通過表達(dá)乙酰肝素酶(heparanase,HPSE)裂解該物質(zhì),進(jìn)而破壞細(xì)胞外基質(zhì),使T 細(xì)胞浸潤腫瘤組織中殺傷腫瘤細(xì)胞。研究[56]發(fā)現(xiàn),在長期體外培養(yǎng)的T 細(xì)胞中HPSE 表達(dá)會下調(diào),導(dǎo)致T細(xì)胞不能浸潤到腫瘤組織中。通過靶向GD2的CAR-T細(xì)胞中轉(zhuǎn)入HPSE治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,發(fā)現(xiàn)能夠增強(qiáng)CAR-T 細(xì)胞的浸潤性。在特發(fā)性肺纖維化病灶中發(fā)現(xiàn),CD70可減少細(xì)胞外基質(zhì)成分的產(chǎn)生與纖維化[57]??傊?,CD70 在腫瘤治療中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,但仍需要更多的研究驗(yàn)證其作為mAb 和CAR-T 細(xì)胞的靶點(diǎn)在臨床中的有效性及安全性。