靶向共刺激受体途径增强肿瘤免疫治疗的研究进展

王会剑 白 宇

昆明医科大学第三附属医院泌尿外科，云南昆明 650000

过去十年里，免疫检查点抑制剂（immune-checkpoint inhibitors，ICIS）的免疫疗法使各种类型肿瘤的治疗取得快速发展。识别和开发免疫检查点的特定抑制剂一直是非常重要的。《科学》杂志宣布，基于ICIS的研究和嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）修饰T 细胞技术的发展，免疫疗法成为2013 年的突破性进展[1]。这一里程碑之后，Allison 和Honjo 分别因其在细胞毒性T 淋巴细胞相关蛋白4（cytotoxic T lymphocyte associated protein 4，CTLA4）和程序性死亡受体1（programmed death antibody 1，PD-1）方面的研究获得2018 年诺贝尔生理学和医学奖[2]。但现有ICIS的临床疗效有限，发现和识别更多免疫检查点变得尤为重要，靶向共刺激受体途径通路是当前的研究热点。但是，目前为止，还没有一个单一的药物在批准和常规临床应用方面取得突破。因此，对免疫标志物的持续监测将是不可或缺的。在研究针对靶向共刺激受体途径进展的同时，应尽一切努力推进持续非侵入性或微创性免疫监测技术的发展。

1 抗CTLA-4、PD-1 和程序性死亡配体（programmed death liand，PD-L1）

Ipilimumab，一种能够抑制CTLA-4 结合CD80和CD86 的全人源单克隆抗体，是第一个获得美国食品药品监督管理局批准用于晚期黑色素瘤患者的ICIS[3]。随后抗PD-1 抗体Nivolumab 和Pembrolizumab 被批准用于晚期黑色素瘤患者，目前用于各种不同种类型肿瘤的患者[4]。随着美国食品药品监督管理局批准适应证的增加，美国肿瘤患者符合ICIS 治疗条件的比例从2011 年的1.54%增加到2018 年的43.63%。然而，这些患者中只有12.46%预计会对ICIS 有反应[5]。即使在抗PD-1 或PD-L1 抗体获得美国食品药品监督管理局批准的肿瘤中，获益的大小也是不同的。在一项meta 分析中，比较了ICIS 相对于传统治疗的客观缓解率（objective response rates，ORR），发现了一个较为广泛的优势比范围，从转移性黑色素瘤患者的4.26到结直肠癌（colorectal cancer，CRC）患者的1.0。在纳入meta 分析的160 项研究中，合并ORR 为20.21%[6]。这些研究结果提示，尽管被批准用于其特定适应证的ICIS，在不同肿瘤类型间及不同患者间的疗效存在很大差异。因此，在抗CTLA4、抗PD-1 或PD-L1 抗体之外，扩大以ICIS 为基础的治疗方法是一个非常值得探索的过程。

2 靶向共刺激受体

共刺激信号通路是目前临床研究方面最为先进的。在T 细胞的激活、分化、效应功能和生存中起着至关重要的作用。因此，恢复T 细胞反应的一种有效的治疗策略就是激活共刺激受体。重要的共刺激受体包括糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体GITR、OX40和4-1BB。

2.1 GITR

GITR 在最初将其描述为糖皮质激素诱导因子[7]之后，Chatzileontiadou 等[8]确定GITR 为调节性T（regulatory T，Treg）细胞的选择性标志物。GITR 在自然杀伤（natural killer，NK）细胞和非小细胞肺癌、肾细胞癌或黑色素瘤患者的肿瘤浸润性淋巴细胞（tumourinfiltrating lymphocytes，TIL）上也有表达，除了肿瘤内Treg 细胞的组成性表达外，效应T 细胞的GITR 表达水平较低[9]。据预测，促进GITR 激动作用的药物可通过刺激效应T 细胞的激活和增殖及减少循环肿瘤内Treg 细胞的数量来诱导抗肿瘤反应[10]。这种免疫调节作用在涉及抗GITR 单克隆抗体的临床试验中已有体现[11]。但作为单一疗法，这些药物对治疗的反应或临床效果的证据有限。如抗GITR 抗体TRX518 已被证实在治疗难治的实体肿瘤患者中增加了效应器T细胞与Treg 细胞的比率，这被认为是治疗抗肿瘤反应的替代标志：43 例患者中29 例病情进展，4 例病情稳定，其余10 例未评估疗效[12]。

来自小鼠的数据模型表明，T 细胞衰竭可介导抗GITR 单药治疗的耐药性，因此，抗PD-1 抗体重新激活T 细胞可能会克服这种耐药性[13]。抗PD-1 抗体和抗GITR 抗体之间协同作用的机制可能是通过恢复小鼠体内平衡调节来提供CD226、T 细胞免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制基序结构域[14]。然而，抗GITR抗体BMS-986156 与Nivolumab 联合使用并没有使晚期实体肿瘤患者获得额外的临床疗效：接受联合治疗的患者其应答率与单独使用Nivolumab 相似，尽管在治疗后外周T 细胞和NK 细胞的数量都有所增加。因抗原识别和检测的不足，涉及BMS-986156 的试验已经停止，但测试其他抗GITR 抗体和抗PD-1 抗体的试验仍在进行[15]。由此可以看出，在非免疫原性肿瘤患者群体中，抗原识别和检测的不足是该试验成功的最重要制约因素。如果抗原识别的主要信号缺失，即使是增强的二级信号，如GITR 信号，也无法产生强大的免疫反应。当前已经研究了一种可能克服这一障碍的方法：在B16 黑色素瘤和CT26 结肠癌的临床预测模型中，抗GITR 抗体和ICIS 作为单药治疗的反应性均因先前暴露于环磷酰胺而增强，是因为环磷酰胺引起的免疫原性细胞死亡产生了一个初级信号，足以改善免疫反应[16]。环磷酰胺实现这一作用的一个可能机制是选择性地耗尽Treg 细胞；这些细胞被认为比其他免疫细胞更容易受到环磷酰胺的影响，因为他们的细胞内ATP58 水平较低[17]。抗GITR 抗体与抗PD-1/PD-L1 抗体联合试验失败的另一个可能原因是药物给药时机的复杂性。因此对每种药物活性的特定生物标志物之间的关系进行详细和准确的评估，将有助于确定最佳的治疗方案和给药时机。

2.2 OX40

OX40 在效应性和记忆性T 细胞的存活中起重要作用，但在初始T 细胞的启动过程中不起作用，在T细胞受体参与后由CD4+和CD8+T 细胞瞬时表达[17]，也在一系列原发肿瘤（包括非小细胞肺癌、结直肠癌、子宫内膜癌、肝癌、胃癌、头颈鳞癌）的瘤内Treg 细胞中表达[18]。与GITR 激动作用相反，在GITR 激动作用中，Treg 细胞数量的减少反映了生存潜力的减少或谱系的丧失，而OX40 激活并不能从本质上损害或改变Treg 细胞功能;Treg 细胞保留其抑制功能，但也获得了包括IFN-γ、TNF-α 和颗粒酶B 的表达[17]。除了与PD-1、CTLA4 和4-1BB 抗体联合使用外，OX40 激动剂也正在与ICOS、Toll 样受体（NCT03410901，NCT04196283）和CD40（NCT03893955）的药物联合使用，以及与靶向B 细胞成熟抗原的抗体-药物偶联物（NCT04126200）联合使用，以及针对4-1BB（NCT04126200）和CTLA4[19]的双特异性抗体结合进行测试。与其他激动性抗体类似，其如何影响OX40 的表达及任何此类效应的临床相关性仍不清楚。但最初观察到的是，OX40 激活抗体与环磷酰胺联合使用，可以通过耗尽肿瘤内Treg 细胞，导致小鼠模型中CD8+效应T 细胞大量流入，从而显著提高反应率[20]。例如，在小鼠模型中，先用激活OX40 的抗体，然后再用抗PD-1 抗体的顺序比同时或逆向顺序给药更有效[21]。因此，给药时机是提高OX40 定向联合治疗效果的关键因素。

2.3 4-1BB

4-1BB 是一种诱导型共刺激受体，表达于CD4+和CD8+T 细胞和NK 细胞，以及其他抗原提呈细胞。除了促进T 细胞的增殖外，4-1BB 的激活还通过促进线粒体功能和生物发生来触发代谢物重编程，从而创造出更适合免疫治疗的肿瘤微环境（tumour microen vironment，TME）。CD8+T IL 在多种类型的肿瘤细胞中有更高水平的4-1BB 表达，包括肝细胞癌[22]和卵巢癌[23]。目前在第二代CAR 结构中使用4-1BB 作为共刺激受体，加强了4-1BB 激动剂的治疗原理，这些CAR结构目前正在某些晚期血液系统恶性肿瘤患者中进行试验[22]。然而，4-1BB 激动剂Utomilumab 和Urelumab 的研发受到疗效有限和肝毒性的影响。抗4-1BB 激动剂的抗肿瘤疗效和肝脏毒性既基于激动剂的内在强度（与FcγR 的交联度成反比），也基于Fc-FcγR 相互作用的性质[24]。作为弱激动剂，utomilumab 与激活的FcγR 相互作用，产生了一种免疫调节作用。如外周血中Treg 细胞缺失和效应T 细胞的扩增，尽管临床疗效有限，但ORR 为3.8%[25-26]。相比之下，Urelumab 对肝窦细胞和Kupffer 细胞上表达的FcγRIIB 具有很强的亲和力，可导致CD8+T 细胞毒性和肝脏炎症。因此，未来的4-1BB 激动剂有较为广阔的临床前景，目前正在进行首次人类研究测试（NCT04144842），相信在不久的将来，将会为免疫治疗提供更为广阔的选择。

3 ICOS 激动剂

诱导T 细胞共刺激受体（inducing T cell costimulatory receptors，ICOS）激动剂参与了多种免疫过程，如效应T 细胞的应答和T 细胞的分化。这种共刺激受体的表达是在T 细胞受体参与或CD28 共刺激信号作用下在CD4+和CD8+T 细胞上诱导的，尽管ICOS 在FoxP3+Treg 细胞[17]上也有结构性表达，但这种表达模式反映了ICOS 激活的矛盾性质。与其他靶向共刺激受体的激动性抗体类似，FcγR 结合的类型可以转向真正的激动作用而不是抗体依赖细胞介导的细胞毒性的激活。例如，vopratelimab 和KY1044 都是抗ICOS的IgG1 单克隆抗体，他们通过ADCC 诱导FcγR 介导的ICOS+TILs 的消耗，其中许多是Treg 细胞，从而增加肿瘤内效应T 细胞与Treg 细胞的比值[27]；然而，抗ICOS IgG4 单克隆抗体GSK3359609 是一种真正的激动剂，可以刺激效应T 细胞而不具有细胞耗竭效应[28]。抗ICOS 激动剂抗体与抗PD-1 或抗CTLA4 抗体的组合已获得不同程度的成功。

综上所述，针对共刺激受体的多种药物目前正在进行临床试验。到目前为止，还没有一个单一的药物在批准和常规临床应用方面取得进展。这在一定程度上反映了进行基于机制的临床试验的复杂性，对于这类药物的进一步发展，另一个考虑的重要因素就是充分和及时的抗原呈递及针对每个患者的肿瘤微环境中特定共刺激受体的表达。

4 问题与展望

本文概述了除抗PD-1、PD-L1 和抗CTLA4 抗体外，还概述了ICIS 的其他靶点共刺激受体。到目前为止，这些靶点大多正在进行临床试验[29]。他们与抗PD-1 或PD-L1 抗体联合治疗，偶尔也会联合化疗。尽管这可能不是识别新药组合的最佳方法，但可能使疗效提高[30]。在ICIS 实现了前所未有的飞跃之后，预计将有更多的药物成功地针对其他免疫检查点。随着不同T 细胞靶点的药物在未来获得批准，对不同肿瘤类型及肿瘤患者选择最佳药物将变得尤为重要。此外，肿瘤微环境和全身免疫系统的免疫特性在治疗期间可能随着时间的推移而改变。因此，对免疫标志物的持续监测将是必不可少的。但肿瘤内和肿瘤间异质性的存在及免疫生物标志物的动态变化将使这一目标具有挑战。因此，在研究靶向共刺激受体途径进展的同时，应尽一切努力推进持续非侵入性或微创性免疫监测技术的发展。