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各大公司正在将注意力转向肿瘤微环境 抗体药物、细胞疗法

2019-03-11 11:01:34来源:生物谷
据世界卫生组织(WHO)统计,癌症是世界第二大死因。仅2018年,全球就有960万人死于癌症,约占当年死亡人数的六分之一。许多制药公司正在加大力度开发针对癌症的新攻击线,他们认为,如果要使癌症统计数据变得不那么令人畏惧,有必要探索传统抗癌方法的替代方法。
众所周知,癌症研究的重点是该疾病的潜在遗传和表观遗传缺陷。然而,现如今,制药公司正在将注意力转向肿瘤微环境(TumorMicroenvironment,TME),这是一个由癌细胞周围元素组成的战场。
什么是肿瘤微环境?
除癌细胞外,肿瘤由多种不同的细胞类型组成,它们共同构成肿瘤微环境。这些包括基质细胞、成纤维细胞、构成肿瘤内血管的内皮细胞、细胞外基质以及目前研究人员最感兴趣的许多不同的免疫细胞。肿瘤通过分泌生长因子、免疫抑制分子和其他信号分子来影响它们的微环境,这些分子为肿瘤的繁殖提供了完美的环境。
在这个战场上,战争迷雾可能会混淆免疫系统,使其无法区分朋友和敌人。反之,驱散迷雾将可以帮助免疫系统更有效地对抗。
现有的免疫疗法已经走向商业化并获得巨大成功。但值得注意的是,仅使少数癌症患者受益。人们开始思考,如果新开发的免疫疗法开始靶向TME的其他因素,可能会获得更好的效果。去年,欧洲第10届蛋白质和抗体工程峰会(PEGS)讨论了TME靶向可能性。常见策略可能包括但不仅限于:抗体药物、细胞疗法、溶瘤病毒和联合疗法。
1.抗体药物
单克隆抗体(mAb)是最常见的免疫治疗方法。这些抗体生长在克隆的免疫细胞中,目标是肿瘤表达的特定抗原。免疫治疗的mAb有许多不同的作用机制。例如,有些mAb标记肿瘤,使其免受免疫细胞的破坏;而另一些则阻断有助于肿瘤生长和扩散的抗原。或者,抗体-药物偶联剂(ADC)通过与毒素或放射性粒子结合,直接将其传递到肿瘤上。双特异性和多特异性抗体也正在成为可以提供显着优势的癌症免疫疗法选择。
在临床前研究中正在开发和测试几种药物,包括韧粘素C-和纤连蛋白的额外结构域B(EDB)的ADC。临床上,正在测试识别特异性纤连蛋白剪接变体EDB的抗体,其与IL2和TNF缀合以将免疫细胞募集到肿瘤中用于晚期黑素瘤,目前正在进行3期研究(clinialtrials.gov:NCT02938299)。
马萨诸塞州综合医院免疫生物学主任DeniseL.Faustman博士正在开发一种抗体疗法,该疗法可以帮助那些对检查点抑制剂无效的患者。
“如果你看一下检查点抑制剂失败的数据,”她说,“你会发现,当这些检查点治疗失败时,调节T细胞(Tregs)上的主导蛋白是肿瘤坏死因子受体2(TNFR2)。Tregs是调节或抑制免疫系统其他部分的T细胞,当TNRF在Tregs上表达时,Tregs变得超级抑制。
TNFR2存在于健康人群中最具免疫抑制性Tregs的一小部分表面,但在某些肿瘤的微环境中大量存在。“在迄今为止的所有癌症靶点中,我从未见过一种优先在TME中表达并且作为T细胞抑制因子和致癌基因,以及在人体内低表达。”她指出,TNFR2在TME中的Treg上过度表达,使其具有超抑制作用,而TNFR2本身也是一种增殖途径,因此也可以扩增细胞,阻止有效的治疗,这就是它的不同之处。
通过癌基因表达或肿瘤驻留调节性T细胞和髓系抑制细胞的过表达,促进肿瘤的直接增殖。根据DeniseFaustman博士领导的研究,多功能TNFR2拮抗性抗体可能有针对性地改变TME(图片来源:GEN)
经过10年的工作,她在临床前测试中有一种抗体,它优先结合TME中增殖性Treg表面的TNFR2,杀死这些细胞,同时保持身体的天然免疫反应完好无损。
她希望她的新疗法能够在12-18个月内进入人体试验。由于TNFR2在正常细胞表面低表达,她希望该疗法比现有疗法具有更少的副作用。
BicycleTherapeutics正在开发双环肽-药物偶联物(BDC)。首席执行官KevinLee博士表示,单克隆抗体存在的问题包括体积大、体内半衰期长。特别是使用ADC。当多种长效抗体用于联合免疫疗法时,它们可能导致免疫系统过度活化,从而导致副作用和功效丧失,因为“你一直踩着汽车的油门”。
该公司开创了一种新的免疫疗法,这种免疫疗法基于双环肽(bicyclicpeptides),这是一种大小为9至15个氨基酸的合成肽与小型中心分子支架相连。
肽往往不受欢迎,因为它们通常不如抗体特异。但该公司已吸引阿斯利康为开发呼吸系统疾病、心血管疾病和代谢疾病候选药物提供超过10亿欧元的资金。
Lee强调,双环肽比抗体小得多并且能够快速穿透肿瘤。因此,它可以发挥其作用而不必依赖于体内长循环半衰期。研究药物目前正处于第一阶段测试中。BDC最终能否胜过有希望的ADC吗?我们将不得不等待,看看它们是否像公司所说的那样在临床工作得很好。
2.细胞疗法
不同于血液肿瘤,CAR-T细胞疗法在实体瘤的应用面临着更为复杂的TME。很多时候,我们更注重于直接对肿瘤细胞的攻击,对肿瘤细胞赖以生存的微环境的研究相对较少。CAR-T在实体瘤治疗方面进展缓慢,其中一个原因就是TME对CAR-T的免疫抑制作用使得其不能产生好的治疗效果。
而肿瘤细胞与其周围基质之间动态的相互作用导致实体瘤的形成、进展、转移及耐药的产生。过往的研究表明,肿瘤微环境中基质的关键组份有利于肿瘤细胞的生长与转移,近年来研究人员发现了肿瘤基质同时也影响抗肿瘤的免疫效应,由此可知,在有效的T细胞治疗肿瘤的过程中,靶向相关的基质细胞同样是非常必要的。
其中,FAP(成纤维细胞激活蛋白,蛋白切割酶)的蛋白质在形成基质的物理性质中起着重要的作用。2017年,来自宾夕法尼亚大学的研究人员发现,与正常胰腺组织相比,FAP在胰腺肿瘤中过度表达。而且FAP的高表达与较差的预后相关。当他们在具有该疾病的小鼠模型中删除编码FAP蛋白质的基因时,小鼠的寿命得到了显着延长,并且有效减少了肿瘤向其他器官的扩散。已有临床前研究表明,靶向FAPCAR-T疗法抑制了肿瘤的形成,降低了肿瘤血管密度,破坏了肿瘤细胞的空间取向。
3.溶瘤病毒
溶瘤病毒可以将肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)募集到肿瘤微环境中,从而可以改变肿瘤的免疫排斥和免疫耗竭。此外,溶瘤病毒有助于维持效应TIL表型,从而可能逆转免疫浸润微环境中的免疫抑制。
勃林格殷格翰(BoehringerIngelheim)癌症免疫学和免疫调节首席科学家PhilippMueller博士说:“随着我们对检查点抑制有了更多的了解,我们明白它并不是对每个人都有效的。根据肿瘤适应症的不同,大约10%的患者能从中受益,但仍有大多数患者没有获得很大的好处。”
勃林格殷格翰正在进行一项溶瘤病毒的临床前测试,这是一种携带改良糖蛋白的水疱性口炎病毒,即VSV-GP。这种VSV-GP选择性地靶向癌细胞,该公司希望它能使那些对检查点疗法无反应的患者受益。这部分患者通常患有所谓的“冷肿瘤”,其通常具有低水平的突变并且表达很少的新生抗原(neoantigen)。
“癌细胞的先天免疫反应途径存在缺陷,易受病毒感染,”Mueller解释说。溶瘤病毒疗法的目的是使病毒选择性地穿透并攻击肿瘤细胞而不影响健康组织,诱导患者的免疫系统激活以对抗肿瘤。
去年11月,牛津大学和PsiOxusTherapeutics的研究人员以临床阶段溶瘤病毒enadenotucirev为基础,设计了一种编码BiTE(双特异性T细胞衔接器,bispecificT-cellengager)的溶瘤病毒,能同时靶向癌细胞和免疫抑制性基质细胞。该项研究发表在CancerResearch上。
这也是科学家首次以这种方式特异性靶向实体瘤中的癌症相关成纤维细胞。研究人员表示,如果进一步的安全性测试成功,最早可在今年进行临床试验。
4.联合疗法
TME也可能是改善现有治疗方法的关键。
溶瘤病毒联合检查点抑制剂的赛道火热,因为溶瘤病毒被认为是一种开启局部免疫反应以“加热”肿瘤的手段,这对于检查点抑制剂来说,简直就是雪中送炭,该组合有望应用到更多的癌症类型。此外,潜在的组合还包括CAR-T细胞疗法与溶瘤病毒的联合等。
例如,2019年2月20日,MustangBio公司和全国儿童医院(NationwideChildren’sHospital)合作并签订了一项全球独家许可协议,以开发针对胶质母细胞瘤的MB-101(IL13Rα2特异性CAR)和C134的组合治疗。
Abcam定制服务主管JamieCampbell表示,针对患者的联合治疗是靶向TME的主要趋势。我认为单一疗法不会成为常态。他解释说,重复或三次治疗将是未来的常态,因此拥有高质量的试剂是显示这些昂贵药物如预期效果的核心。Abcam为针对TME的制药公司提供用于研究、药物发现和诊断的试剂和工具。
他指出的另一个趋势是,客户希望试剂能作为一组患者是否会从特定治疗中受益的指标。他解释说,由于基于抗体和蛋白质的治疗方法比小分子方法更昂贵,因此有必要证明新药将是有效的。
之所以存在这些趋势,一个重要原因是第一代癌症免疫疗法的有限成功,即检查点抑制剂和嵌合抗原受体(CAR)疗法。最初,这些免疫疗法产生了极大的热情。例如,2013年,癌症免疫治疗被Science杂志评为年度突破。对癌症免疫治疗的兴趣仍然很高,但开发人员越来越意识到很多患者中包括副作用、部分反应和缺乏疗效在内的挑战。

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责任编辑:邹林梅

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