单克隆抗体药物在急性髓系白血病中的研究进展

刘霁萱 刘姝玮

急性髓系白血病(acute myelogenous leukemia,AML)以原始髓系祖细胞恶性增殖为主要特征,不能进一步分化成体内正常成熟白细胞。作为一种常见的血液恶性肿瘤,AML 患者占急性白血病患者的70%,是国内十大恶性高发肿瘤之一,发病率为3.4/10 万［1］。据流行病统计可获得的数据,截止到2020年,美国AML 新增确诊病例预计将达到19940例［2］。在如今的临床治疗方案中,对AML 主要采取“诱导治疗+巩固治疗”的联合疗法,即在诱导期采用化学疗法抑制异常增殖的白细胞,采取造血细胞移植(allo-HCT)后,辅助化疗等手段降低AML 的复发［3］。但传统的化疗手段对于AML 患者效果并不理想,而allo-HCT 虽然能有效提高治愈率,但复发率也较高。单克隆抗体作为新兴有效的免疫治疗手段,在新的时期显示出对AML 独特的治疗前景。

1 单克隆抗体技术概述与应用

1.1 单克隆抗体的基本技术 抗体是具有由4 条多肽链通过二硫键而相互连接形成的基本结构,其中高变区的氨基酸序列决定了抗体的特异性［4］。当运用适当技术制备并培养特定B 细胞时,可分泌产生只针对靶点抗原且高度一致的特异性抗体,这种能高效发挥免疫作用的诱导抗体即为单克隆抗体。根据对疾病治疗的性质,单克隆抗体药物可分为预防性单抗和治疗性单抗两大类。预防性单抗可以用于防治因病毒感染所导致的流感、感染等疾病。而在对癌症的免疫治疗中,治疗性单抗技术运用在患者体内,通过诱导抗体依赖性细胞毒性 (ADCC)、促进肿瘤抗原靶向抗体的交叉呈递或触发独特型网络等关键机制,刺激宿主肿瘤抗原特异性免疫反应,诱导癌细胞凋亡或被吞噬细胞清除［5］。

在当前的研究中,使用杂交技术生成单克隆抗体是一种基本且标准的应用手段。首先要用特定抗原对动物进行适当的免疫,其次将动物体内制备的B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,生成杂交瘤细胞,最终培养、选择并提取所需的单抗［6］。虽然杂交瘤技术是极具开创性的,但是传统的小鼠衍生单抗治疗效果有限。因此当前的DNA 编码或mRNA 编码的单抗设计方案,抗体噬菌体显示库的开发,立体特异性靶向以及单抗所衍生出的双特异性抗体等新兴技术和平台,更加促进单抗技术的发展和成熟［7-11］。

1.2 单克隆抗体技术在癌症中的研究进展 从1975年首次提出单克隆抗体的概念起,单抗被认为在癌症的免疫治疗中具有独特的治疗前景。甚至经过多年的研究,各种基于单抗的癌症治疗方法正在获得极大的进展,包括直接应用单抗靶向癌细胞、间接应用单抗改变宿主对癌细胞的应答、通过单抗将细胞毒性部分传递给癌细胞以及使T 细胞重新定向到靶细胞［12］。如今,无论在固体肿瘤还是造血性癌症中,单抗都占有举足轻重的地位。在已有的研究中表明,抗表皮生长因子受体(EGFR)单抗的应用与鳞状细胞肺癌患者整体存活率的适当提高有关［13］。而对于人表皮生长因子受体-2(HER2)阳性乳腺癌而言,有效的治疗手段则主要依靠使用单克隆抗体和酪氨酸酶抑制剂来阻断HER2 信号通路［14］。Pembrolizumab 作为一种程序化死亡配体1(PD-L1)单抗,在对晚期老年性脑癌患者的临床研究中也证明了其安全性和有效性,显示出患有单抗对PD-L1 阳性固体肿瘤的治疗可行性［15］。在造血性癌症方面,单抗也有很显著的临床研究进展。在急性淋巴细胞白血病 (ALL) 中,靶向CD22单抗药物(inotuzumab ozogamicin)带来了革命性的治疗模式,显著改善了复发/难治(R/R)ALL 患者的临床疗效［16］。同时,针对CD3 的人源化非 Fcγ 受体 (FcγR) 结合单克隆抗体 (mAbs) 在CD3 T 细胞急性淋巴白细胞白血病 (T-ALL)的异种移植 (PDX) 模型中具有抗白血病特性,显示出提高宿主存活率的理想结果［17］。2017年的一项研究中,一种靶向蛋白酪氨酸磷酸酶受体G(PTPRG)的新型单抗在研究中能检测出慢性粒细胞白血病 (CML)患者中PTPRG 的下调,为其开发提供了新思路［18］。这些研究成果表明了单抗的巨大潜力,为其在AML 中的应用和新发展提供了有力证据。

2 单克隆抗体在AML 中的应用

2.1 吉妥珠单抗奥唑米星(gemtuzumab ozogamicin,GO)近40年来,AML 的标准治疗方案是柔红霉素(Daunorubicin,DNR)与阿糖胞苷联合7+3 常规诱导化疗法(DA)［19］。虽然该种方法对新发AML 患者的初始缓解率很高,但许多患者治疗后出现复发,总生存期(OS)仍然不容乐观。CD33 抗原在绝大多数 AML 细胞表面表达,但在正常造血干细胞表面不表达,因此可作为靶向治疗AML 的良好靶点之一。吉妥珠单抗奥唑米星是细胞毒素卡奇霉素(CLM)与人源化CD33 单克隆抗体共价连接后形成的抗体偶联药物,可与CD33 抗原高度结合［20］。GO 与CD33 抗原结形成抗原-抗体复合物可进入细胞溶酶体,水解并释放卡奇霉素,促使双链及单链DNA 断裂,肿瘤细胞裂解凋亡。

为探究GO 对AML 治疗有效性,Lambert 等［21］进行了Ⅲ期ALFA-0701 临床试验。试验将271例年龄为50～70 岁的新发CD33 阳性且无既往治疗史的AML 患者随机分组分别进行DA［DNR+阿糖胞苷(AZA)］或DA+GO(3 mg/m2,d1,d4,d7),经治疗完全缓解(complete response,CR)的患者再次根据原始分组进行2个疗程DA 或DA+GO(3 mg/m2)巩固化疗。实验结果表明接受DA+GO 治疗患者的2年无事件生存率(EFS)为40.8%［95%CI(32.8,50.8)］显著高于仅接受DA 治疗患者的17.1%［95%CI(10.8,27.1)］［22］,其中位EFS分别为17.3个月和9.5个月［HR=0.56,95%CI(0.42,0.76)］。另外吉妥珠单抗单独用药的安全性和有效性也在MyloFrance-1 试验中得到证实。该试验对57例首次复发的CD33 阳性AML 患者进行单疗程GO 治疗,试验结果显示26%的患者达到CR,中位缓解时间达到11.6个月。因此可以得出,GO 辅助标准化疗对新发及复发AML 患者病情的改善均具有积极作用。

吉妥珠单抗奥唑米星最初于2000年获美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市,用于治疗首次复发的60 岁以上CD33 阳性AML 患者,但因在后续临床试验中未能证明其有效性［23］,最终于2010年退出市场。在调整用药剂量并配合大量临床数据支撑后证明其有利的风险-收益比后,最终于2017年获得FDA 批准重新上市,用于治疗复发性CD33 阳性AML。截至目前,吉妥珠单抗奥唑米星仍然是AML 治疗的主流手段之一。

2.2 莫洛利单抗 CD47 是一种在细胞表面的跨膜免疫球蛋白,在许多血液学和实体癌中广泛表达［24,25］,其中81%的AML 患者细胞表面CD47 表达率至少是正常骨髓细胞(normal bone marrow,NBM)的2 倍［26］,这表明CD47 参与了肿瘤细胞的免疫逃逸过程。CD47 可充当信号调节蛋白(SIRP)-α 的配体,当信号在巨噬细胞和树突细胞等吞噬细胞上表达时可激活并启动信号转导级联反应,从而抑制吞噬作用［27］。莫洛利是针对CD47 抗原的单克隆抗体药物,可阻断CD47/SIRP-α之间相互作用,增强抗原提呈细胞的吞噬功能从而对治疗AML 产生积极影响。

为探究莫洛利单抗的有效性,Sallman 等［28］集中对43例“7+3 标准化疗”无效的AML 患者(中位年龄73 岁)进行莫洛利单抗+阿糖胞苷联合用药治疗,其中19%有中等细胞遗传学风险。根据既往数据显示,联合用药和阿糖胞苷单药使用在安全性上没有统计学差异。最终本次试验共获得有效样本反馈29例,其中客观缓解率(objective response rate,ORR)为69%,CR 为50%,部分缓解率为13%,中位生存期(median survival time,MST)达到10.2个月［29］。44%的细胞遗传学异常受试者达到细胞遗传水平CR,更有63%的AML 患者白血病干细胞(Leukemia stem cells,LSCs)被完全清除。在联合用药总体不良事件(Adverse Event,AE) 中也均未观察到药物免疫相关AE。该试验结果于2020年欧洲血液学学会(EHS)发表,FDA 在对其数据进行全面评估后于2020年9 月14 日授予莫洛利单抗突破性药物资格(BTD),用于治疗MDS、AML 以及弥漫性大B 细胞淋巴瘤(DLBCL)。目前,莫洛利单抗+阿糖胞苷联合用药方案正在进行双盲、安慰剂对照以及随机三期强化试验,后续将参照CR 以及CR 持续时间等指标深入评估其安全性和有效性,极大可能为AML 的治疗策略开辟出全新道路。

2.3 维鲁单抗和纳武单抗 程序性死亡受体(programmed death-1,PD-1) 和程序性死亡配体(programmed death-1 ligands,PD-L1)抑制剂是一组靶向于免疫细胞上的免疫抑制分子 PD-1 及其配体PD-L1的免疫检查点抑制剂,可提高机体的抗肿瘤免疫反应,是近几年肿瘤治疗领域的研究热点。维鲁单抗是一种强抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(ADCC)活性的PD-1/PD-L1 免疫检查点抑制剂(ICI),最初于2020年获批在美上市用于治疗Merkel 细胞癌,4个月后又以迅雷之势拿下膀胱癌治疗批准,开始正式向实体癌治疗领域进发。目前AML 患者使用该药物治疗的研究仍处于临床阶段。Saxena 等［30］进行了1b/2 期临床试验以评估在R/R 的AML 患者中使用维鲁单抗+阿糖胞苷联合用药方案的安全性和有效性。该试验共召集了19例R/R AML 受试者(年龄22～83 岁,中位年龄66 岁)接受为期28 d(d1,d14)联合阿糖胞苷治疗(1～7 d,剂量为75 mg/m2)。结果表明,患者CR 可达10.2%,中位生存期可达4.8个月,且未出现3 级以上不良反应事件。

另外对于我国批准注册的首个以PD-1 为靶点的单抗药物,纳武单抗在R/R AML 治疗的临床研究中同样表现不俗。Daver［31］等在一项单臂非随机临床试验中,共有70例R/R AML 患者接受Nivolumab 治疗。在该项研究中,患者接受阿糖胞苷(1～7 d,剂量为75 mg/m2)辅助纳武单抗单抗(d1,d11,d14,剂量为3 mg/kg)注射治疗,每4～6 周重复1 次,直至出现症状缓解或不可耐受的毒副作用。试验结果表明其ORR 为33%,CR 为15%,总体ORR 为58%。

总体来看,维鲁单抗和纳武单抗的试验数据再次提示PD-1/PD-L1 抑制剂在AML 治疗中的无限潜力,其更是有望打破固有治疗策略,为AML 患者提供新的治疗思路。

2.4 伊匹单抗 与PD-1 相似,细胞毒性T-淋巴细胞相关蛋白质4(CTLA-4)是T 淋巴细胞表面的跨膜受体,可以作为免疫检查点被激活并参与下调免疫应答。PD-1 和 CTLA-4 是目前研究最活跃的两种检查点受体,它们在抗肿瘤免疫反应的不同阶段发挥作用［32］。伊匹单抗是CTLA-4 的抑制剂,在固体肿瘤的临床试验中获得了显著的成效,并在2011年获得FDA 批准用于治疗转移性黑色素瘤［33］。在一些已完成的临床Ⅰ期实验中,证实了伊匹单抗在移植后期治疗复发性AML 病患者方面具有特殊效果［34］。其中Davids 等［35］发起的1/1b 多项目研究,旨在确定伊匹单抗在异体造血干细胞移植后复发的AML 患者中使用的安全性和有效性。12例AML 患者从移植到伊匹单抗治疗的中位时间为22.5个月,随访中位数为15个月,1年生存率为49%,4例有反应的患者持续缓解＞1年。并且虽然在研究中有免疫介导的毒性作用和一直巫抗宿主病(GVHD)发生,但给予伊匹单抗是可行的。在2018年的ASH 会议上,Boddu 等［36］报告了14例可评估的R/R AML 患者中,使用纳武单抗+伊匹单抗+阿糖胞苷联合给药的治疗方案有着积极的治疗效果,43%的患者可以达到完全缓解的状态,预计1年总体存活率为58%。

为了进一步准确定位伊匹单抗阻断CTLA-4 后激活有效的移植物抗白血病 (GVL) 反应的分子和细胞途径,Penter 等［37］在最新的临床试验中发现,对造血干细胞移植后复发的AML 患者给予纳武单抗+伊匹单抗的联合治疗后,患者外周血中的T 细胞受体序列有着更高的转化率,并且血浆中促炎趋化因子的表达被伊匹单抗进一步放大。这项研究为伊匹单抗对探索AML的合理用药方案提供了分子层面的作用保证。随着临床研究的进一步深入,伊匹单抗在AML 的治疗效果和作用机制越发明朗,尤其是在与其他单抗或者药物联合治疗过程中,伊匹单抗无疑有更大的研究潜力。

3 小结

由于传统化疗和骨髓干细胞移植存在一定局限性,AML 一直是临床治疗的难点。目前,除已正式上市的吉妥珠单抗奥唑米星外,其他单抗药物仍处于临床探索阶段,其临床数据尚不能完全证明其安全性和有效性。单克隆抗体作为近年来高速发展的生物技术手段逐渐成为生物医药领域发展的主要方向,随着生物医学的不断成熟,希望文中提到的几种及其他类药物能够早日打破壁垒,应用于临床,为广大AML 和其他癌症患者带来福音。