免疫檢查點抑制劑的抗體藥總結

來源“生物制藥小編”。

前言

近些年，關于免疫檢查點（Immune checkpoint）調控的生物藥研發越來越火爆，單在國內就有多家藥企申報PD1或者PDL1抗體。本文嘗試對目前已經上市或者在臨床研究的免疫檢查點抗體藥做一個簡單的小結。

免疫檢查點藥物分為兩大類，一類是以PD1為代表的抑制劑，一類是激活劑，激活劑目前還都在臨床研究。這次我們說抑制劑。

CTLA-4（Cytotoxic T Lymphocyte Antigen 4）抗體

CTLA-4，又名CD152，由CTLA-4基因編碼的一種跨膜蛋白質，表達于活化的CD4+和CD8+T細胞，與T細胞表面的協同刺激分子受體（CD28）具有高度的同源性。CTLA-4和CD28均為免疫球蛋白超家族成員，二者與相同的配體CD86(B7-2)和CD80(B7-1)結合。CTLA-4的免疫調控功能的關鍵體現在控制CD4+FoxP3-、CD8+T細胞以及調節性T細胞（Treg）。CTLA-4能夠中止激活的T細胞的反應（T cell response）以及介導Treg的抑制功能。目前的研究表明CTLA-4抑制T細胞的反應主要是通過兩種途徑（如圖二）：一是通過與CD28競爭性的結合B7或者招募磷酸酶到CTLA-4的胞內結構域部分從而降低TCR（T cell receptor）和CD28的信號。另一種是降低CD80和CD86在抗原呈遞細胞（APC）的表達水平或者通過轉胞吞作用（transendocytosis）將它們從APC移除，這樣就減少了CD28參與進行T細胞激活。此外，CTLA-4還會介導樹突細胞結合CD80/CD86并誘導色氨酸降解酶IDO的表達，從而導致TCR的抑制。CTLA-4抗體通過結合CTLA-4來減少Treg，激活TCR。

目前獲批上市的CTLA-4抗體只有BMS的Ipilimumab（商品名Yervoy，2011年獲FDA批準用于治療黑色素瘤）。Tremelimumab最早由Pfizer開發，目前是Medimmune在研究，不過由于臨床表現不佳，并沒有獲批治療任何癌癥。

PD-1（Programmed death-1）抗體/PD-L1抗體

PD-1是表達在T細胞表面的另一種重要的免疫抑制跨膜蛋白，為CD28超家族成員，其最初是從凋亡的小鼠T細胞雜交瘤2B4.11克隆出來。PD-1有兩個配體，PD-L1（又叫CD274或B7-H1）和PD-L2（又叫CD273或B7-DC）。PD-L1比PD-L2表達更為廣譜，主要在造血和非造血細胞（包括上皮細胞、血管上皮細胞、基質細胞等）中，由促炎癥細胞因子（proinflammtory cytokine，包括I型和II型Interferon， TNFα以及VEGF）誘導表達。在腫瘤的微環境中，腫瘤細胞能夠表達PD-L1或者PD-L2。這兩個配體與PD-1的結合會導致PD-1的胞內結構域的酪氨酸磷酸化，并招募酪氨酸磷酸酶SHP-2，從而減少TCR信號通路的磷酸化，降低了TCR通路下游的激活信號以及T細胞的激活和細胞因子的生成。因此PD-1通路的抑制會加速和加強自身免疫。

目前批準上市的PD-1抗體有Merck的pembrolizumab（商品名Keytruda）和BMS的nivolumab（商品名Opdivo）。這兩個藥去年（2016年）都獲得比較好的銷售成績（Opdivo46億美金，Keytruda14億美金）。目前Opdivo的適應癥有黑色素瘤、非小細胞肺癌（NSCLC）、腎細胞癌（renalcell carcinoma）、經典型霍奇金淋巴瘤（classicalHodgkin Lymphoma）、頭頸鱗狀細胞癌（SquamousCell Carcinoma Of The Head And Neck）、膀胱上皮癌（Urothelialcarcinoma）。Keyruda的適應癥范圍相對小一些，主要用于黑色素瘤（melanoma），非小細胞肺癌和頭頸鱗狀細胞癌。其他在臨床研究的PD-1抗體有Curetech的Pidilizumab和MedImmune的AMP-514（MEDI0680）。

上市的PD-L1抗體目前只有Roche/Genentech的Atezolizumab（商品名Tecentriq），2016年5月份獲批膀胱癌，10月份獲批非小細胞肺癌，上市僅半年時間拿下銷售額1.566億美金。其他在臨床研究的包括BMS的BMS936559，Astrazeneca的Durvalumab和EMDserono與Pfizer合作的Avelumab。

LAG-3（Lymphocyte Activation Gene-3）抗體

LAG-3(lymphocyte activation gene 3，LAG-3，CD223)和CD4是同源蛋白，但是以更高的親和力與主要組織相容性復合體Ⅱ類分子(major histocompatibility complex classⅡ,MHCⅡ)結合，主要表達在活化的T淋巴細胞、B淋巴細胞、自然殺傷細胞(natural killer cell, NK)和漿細胞樣樹突狀細胞(plasma cytoid dendritic cells, pDCs)，并負調控T細胞功能。研究表明LAG-3選擇性地上調Treg表面的CD4，因此LAG-3抗體在體內可降低Treg活性。抑制或敲除LAG-3會解除Treg對T細胞的抑制功能。另外，在缺少CD4+T細胞的情況下，LAG-3抗體能夠增加CD8+T細胞的功能。T細胞失能或者耗竭時會表達多種免疫檢查點分子，在慢性感染模型及自身抗原識別模型中LAG-3和PD-1通常都有共表達現象。協調抑制LAG-3及PD-1能夠增強免疫應答，因此目前關于LAG-3抗體的臨床試驗都是單獨或者與PD-1聯用來觀察效果。

目前主要有以下幾家公司進行LAG-3的臨床試驗：BMS的BMS986016，Regeneron和Sanofi合作的REGN3767，Novartis的LAG525。

TIM-3 (T cell immunoglobulin-3)抗體

TIM-3是TIM家族的一個受體蛋白，在T細胞，Treg細胞，先天免疫細胞（樹突細胞、自然殺傷細胞、單核細胞）表面表達。TIM-3有多種配體，如磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine）、半乳凝素9（galectin-9）、HMGB1和CEACAM-1。

和其他免疫檢查點分子不同的是，TIM-3并非在所有T細胞激活后得以上調，僅在CD4+輔助 T 細胞 1（Th1）和 CD8+細胞毒性 T 細胞中上調，參與協同抑制作用。在由其配體galectin-9 激活后，TIM-3 會抑制效應 T 細胞的活性，并引起外周耐受。TIM-3 在 T 細胞在腫瘤中的損耗中起著關鍵作用。TIM-3在用抗PD-1治療產生耐藥性的動物的T細胞中高表達。在獨立實驗中，當抗TIM-3抗體與抗PD-1藥物聯用時可抑制抗PD-1治療耐藥性的產生。

目前在臨床試驗的TIM-3抗體在clinicaltrials.org僅查到Tesaro的TSR-022（用于單獨或者和PD-1抗體聯用治療晚期或轉移性實體瘤）和諾華的MBG-453（用于單獨或者和PD-1抗體PDR001聯用治療晚期惡性腫瘤）。

TIGIT (T cell immunoglobulin and ITIM domain protein)抗體

TIGIT(又叫Vsig9,Vstm3, or WUCAM)，是含Ig及ITIM結構域的T細胞和NK細胞共有的抑制性受體，是Ⅰ型跨膜蛋白，包括IgV胞外段以及免疫球蛋白酪氨酸尾巴樣磷酸化片段。TIGIT和CD226（DNAM-1）競爭結合配體CD155（PVR，NECL5）和CD113（PVRL3，nectin-3（如圖六）。體外阻斷TIGIT后能增強NK和T細胞的活化及脫顆粒水平，并且也能增加細胞因子如IFN-γ的分泌；不同小鼠腫瘤模型中，TIGIT在NK和T細胞上表達顯著上調。

目前在臨床研究的TIGIT抗體主要是Genentech的MTIG7192A，單獨或者和PD-L1抗體Atezolizumab聯用治療晚期或者轉移性腫瘤。

VISTA（V-Domain Immunoglobulin-Containing Suppressor of T Cell Activation）抗體

VISTA，又叫Dies1（Differentiation of embryonic stems cells 1）、血小板受體 Gi24、PD-1 同源蛋白(PD-1H)，屬于免疫球蛋白家族，胞外結構域和PD-L1同源。人源的VISTA主要表達在CD4+細胞、 CD8+T細胞、CD11b+ 亞群的單核細胞、淋巴細胞、骨髓細胞、樹突細胞亞群和中性粒細胞。目前VISTA的細胞表面受體尚不清楚。VISTA對于抗原呈遞細胞和T細胞有抑制作用。

目前在臨床階段的VISTA抗體是強生的JNJ-61610588。

小結

免疫檢查點抑制劑在臨床上的成功使癌癥的免疫治療煥發了新生命。未來我們需要做的是如何提高免疫檢查點阻斷的效率以及免疫檢查點抑制劑組合療法來使那些單獨阻斷劑不能治療的病人獲得持久的抗腫瘤響應。要完成這個目標，有以下幾個問題需要解決：

免疫檢查點抑制劑的響應和抵制機制是什么？越來越多的證據表明對免疫檢查點抑制劑有響應的腫瘤，對腫瘤衍生新表位有持續但是無效的免疫響應。更好地理解共抑制通路的相似性和差異，以及共抑制通路的協同作用機制，對于免疫檢查點組合療法的優化設計是必須的。確定共抑制的通路是影響相似還是不同的分子通路也許會找到線索。

免疫檢查點阻斷的耐久性的機制是什么？免疫檢查點阻斷獲得的較長的效果是很顯著的，但是，相比之下耐久性的機制以及療法所必須的時間是不清楚的。將來的工作需要搞清楚免疫檢查點阻斷是如何影響記憶T細胞亞群的傳代、功能和維持。

有沒有生物標志物（biomarker）能夠預測對免疫檢查點阻斷的反應？開發生物標志物對于幫助患者分層以及預估患者是否對免疫阻斷單獨療法有反應，是否需要組合療法或者接受其他的治療是必要的。

如何開發有效的免疫檢查點阻斷的聯合療法來增加療效以及減少副作用。腫瘤使用多種手段來逃避免疫消除，因此更好地理解腫瘤微環境的免疫抑制是必要的。一些非免疫治療的手段能夠影響腫瘤對免疫的反應。

當前是癌癥免疫學和免疫治療的輝煌時代。癌癥免疫療法的快速進步為發現和開發前所未有的有效的癌癥治療提供了基礎。免疫學家、工程師、癌癥生物學家、計算生物學家以及臨床醫生等多學科的合作在這個基礎上將推動創新，實現癌癥免疫治療的巨大潛力。

參考文獻

Coinhibitory Pathways in Immunotherapy for Cancer, Annu.Rev. Immunol. 2016. 34:539–73

Lag-3,Tim-3,and TIGIT: Co-inhibitory Receptors with Specialized Functions in Immune Regulation, Immunity, 44, 989-1004,2016

The future of cancer treatment: immunomodulation, CARs and combination immunotherapy, Nature reviews clinicaloncology, Vol 13, 273-290, 2016