前言

近年來,腫瘤免疫治療的一個巨大的轉變來自于以免疫檢查點信號為靶點的藥物的開發(fā)和應用,它們能夠恢復免疫系統(tǒng)抗腫瘤活性,增強了免疫系統(tǒng)作用于腫瘤的生物學和臨床表現(xiàn)。涉及免疫檢查點阻滯劑(ICB,即抗CTLA-4和抗PD-1/ PD-L1藥物)的治療策略是幾種轉移性腫瘤中的標準治療策略,并已顯示出它們在早期疾病階段和輔助治療中的作用,尤其是黑色素瘤和非小細胞肺癌。

然而,有一部分患者并沒有從ICB中獲益,他們出現(xiàn)了原發(fā)性耐藥。此外,ICB的療效還受到獲得性耐藥的限制,最終導致疾病進展。在耐藥機制中,有導致腫瘤微環(huán)境(TME)中免疫細胞浸潤和功能減弱的腫瘤內(nèi)在途徑:(i)干擾素γ(IFN-γ)信號的基因組缺陷,如JAK1/2突變;(ii)腫瘤表面表達T細胞抑制性配體(包括PD-L1);(iii)改變腫瘤抗原呈遞;(iv)傳遞Wnt/β-catenin途徑的信號;(v)磷酸脂酶和張力蛋白同源物(PTEN)丟失;(vi)誘導吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)激活;以及(vii)調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)、髓源性抑制細胞(MDSCs)和腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)釋放相關因子(IL-4、IL-10、TGF-β、VEGF和精氨酸酶)到TME中,抑制參與抗腫瘤反應的免疫細胞。

抗原性的MHC/肽復合物與T細胞受體相互作用誘導的信號傳導是T細胞活化的先決條件,但不足以單獨啟動T細胞反應。共刺激分子的進一步信號傳導對于T細胞的最佳啟動、擴增和分化至關重要。這些分子主要分為兩大類:免疫球蛋白超家族(IgSF)和腫瘤壞死因子受體超家族(TNFRSF)。IgSF包括CD28、誘導型協(xié)調(diào)刺激因子(ICOS)和CD226。TNFRSF由CD27、OX40(CD134)及其配體OX40L(CD252)、4-1BB(CD137)、糖皮質(zhì)激素誘導的腫瘤壞死因子受體(TNFR)相關蛋白、死亡受體3、CD40和CD30組成。不同于標準的ICB阻斷腫瘤表面受體和抑制抗腫瘤免疫反應的T細胞,靶向OX40的藥物可以通過直接激活和調(diào)節(jié)免疫反應發(fā)揮作用。

OX40的分子特性

OX40是一種1型跨膜糖蛋白,主要由T細胞表達(結構性地由調(diào)節(jié)性T細胞表達,激活后由效應T細胞表達)。OX40的配體為OX40L,最初發(fā)現(xiàn)于HTLV-1轉換的T細胞,被稱為pg34,主要表達于APC,在NK細胞、肥大細胞和激活的T細胞上也有表達。下圖顯示了表達OX40和OX40L的人類細胞及其潛在的相互作用,允許活化的T細胞在炎癥信號后遷移到組織中。

OX40和OX40L的相互作用能夠在OX40的胞內(nèi)區(qū)域內(nèi)招募TNFR相關(TRAFs)分子,形成包含IKKα和IKKβ以及PI3k和PKB(Akt)的信號傳導復合物;OX40還與TCR信號協(xié)同作用,通過未知機制增強細胞內(nèi)Ca2+,從而增強NFAT入核。OX40可激活經(jīng)典的NF-κB1途徑或非經(jīng)典的NF-κB2途徑、PI3k/PKB和NFAT途徑,進而調(diào)控制T細胞分裂和存活的基因,以及促進細胞因子基因的轉錄以及細胞因子受體的表達,對于細胞存活至關重要。OX40信號傳導會引起包括CTLA-4和Foxp3的下調(diào)。

OX40介導的免疫應答

T細胞活化:OX40誘導具有抗凋亡(Bcl-2、Bcl-xl和Bfl-1)和細胞周期進展特性(Survivin)的蛋白質(zhì)的表達。OX40可抵消免疫細胞(包括CD4+和CD8+T淋巴細胞、NK細胞和B淋巴細胞)的抑制,同時直接刺激效應T細胞。

Treg細胞耗竭:對于抗CTLA-4治療,有證據(jù)表明TME中的Treg細胞通過表達Fcγ受體的巨噬細胞選擇性耗竭,這表明OX40定向抗體也可以在不降低表達受體的效應T細胞的情況下消耗TME中的OX40+Tregs。Zhang等人表明,OX40共刺激導致FOXP3基因表達的抑制,這對Treg分化至關重要,這是通過兩個獨立的機制:增強激活蛋白1轉錄因子BATF和BATF3的表達以及激活AKT-雷帕霉素的哺乳動物靶標(mTOR)途徑。臨床前模型中有證據(jù)表明,經(jīng)抗OX40單克隆抗體治療后,腫瘤浸潤的Treg細胞產(chǎn)生IL-10減少,從而使樹突狀細胞(DC)成熟,這可能是通過下調(diào)轉錄因子干擾素調(diào)節(jié)因子1的mRNA的表達。因此,它創(chuàng)造了一個允許的免疫狀態(tài),導致骨髓細胞的積累和先天免疫和適應性免疫的發(fā)展,這是抗OX40抗腫瘤作用的重要一步。

其他免疫途徑:OX40是否影響B(tài)細胞反應存在爭議。然而,最初的數(shù)據(jù)表明,雖然OX40對產(chǎn)生體液反應并不重要,但它可以激活ICOS途徑,并通過刺激高Ig生成細胞來促進Th2反應。由DC表達,通過OX40+T細胞作用的OX40L信號在抗原提呈細胞(APC)激活中起作用。

OX40在腫瘤免疫微環(huán)境中的表達:在Marabelle等人進行的一項臨床前研究中,對攜帶B細胞淋巴瘤的小鼠模型和患有套細胞和濾泡性淋巴瘤的人類的腫瘤組織的分析表明,OX40和CTLA-4在腫瘤特異性Tregs(CD4+,Foxp3+)表面具有超出淋巴組織的高表達。此外,Burocchi等人發(fā)現(xiàn)小鼠結腸癌CT26中OX40表達的Tregs水平高于dLNs。

OX40作為生物標志物的應用

Ramser等人分析了人類原發(fā)性和復發(fā)性III期和IV期卵巢癌(OC)活檢中OX40+浸潤免疫細胞和腫瘤組織的陽性率。化療敏感性與原發(fā)性OC免疫細胞和復發(fā)OC腫瘤細胞上OX40高表達相關;免疫和腫瘤細胞OX40陰性的患者無復發(fā)生存率較差。在原發(fā)性結腸癌中,OX40在腫瘤浸潤淋巴細胞中的高表達與較好的生存率顯著相關,OX40高表達和低表達之間的差異為11個月。

盡管樣本數(shù)較少,但Martins及其同事的研究表明,與健康對照組相比,胃癌(GC)患者外周血中具有OX40表達的T細胞、單核細胞和中性粒細胞水平較高。此外,OX40+T細胞的百分比隨疾病進展而減少,I-II期和III-IV期GC的中位數(shù)分別為3．0%和1．4%。在一個由20名晚期GC患者組成的隊列中,在Nivolumab治療前,CD4+/CD8+T細胞上OX40的表達與無進展生存率呈正相關。在皮膚黑色素瘤患者中,前哨淋巴結T細胞中OX40的表達與不良預后特征(如腫瘤大小、潰瘍和淋巴結浸潤)呈負相關。

靶向OX40在動物模型中的抗腫瘤活性

以OX40為靶點的藥物對免疫細胞的調(diào)節(jié)和抗腫瘤活性已在一些臨床前癌癥模型中得到證實。在攜帶B細胞淋巴瘤的小鼠模型中,將刺激APC的TLR9激動劑與OX40小鼠單克隆抗體和/或抗CTLA4抗體聯(lián)合給藥,均可有效地根除大部分全身和中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)轉移,并減少注射部位腫瘤特異性Treg,即使劑量低于全身治療。這些結果更令人印象深刻的是,三種藥物聯(lián)合使用,腫瘤特異性Treg減少,并治愈了大多數(shù)小鼠。在這項研究中,腫瘤內(nèi)注射與全身注射相比產(chǎn)生了完全而持久的反應,并且似乎改善了免疫記憶,因為在注入新的淋巴瘤細胞系后,局部治療的小鼠不會復發(fā),并且對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的轉移有抵抗力。

Oberst等人證明,人OX40L IgG4P Fc融合蛋白MEDI6383在體外和體內(nèi)模型中誘導T細胞活化,并克服了Tregs介導的抑制作用。在注射了A375黑色素瘤細胞的小鼠模型中,它的抗腫瘤功效主要依賴于T細胞,其已經(jīng)在納入晚期惡性腫瘤患者的1期試驗中進行了測試。在小鼠肉瘤模型(MCA205)中,Moran及其同事發(fā)現(xiàn),抗OX40單抗治療增加了TME中具有強T細胞受體信號的T細胞,而腫瘤引流淋巴結(dLN)中CD8+T細胞的增加較小。當與過繼性T細胞治療結合使用時,抗OX40單抗可將治愈率從9%提高到70%,腫瘤消退更大,生存期更長。Weinberg及其同事生成的數(shù)據(jù)表明,OX40信號與增強的特異性抗腫瘤免疫反應相關。一種結腸癌模型(CT26),用小鼠OX40L:Ig治療可延長無瘤生存期,并且這些小鼠對第二次CT26接種產(chǎn)生抵抗,仍然沒有腫瘤。

靶向OX40的藥物與其他療法的組合也在評估中。在臨床前模型中,與抗OX40和抗CTLA-4聯(lián)合治療可顯著提高CD4+和CD8+T細胞的增殖和活性,與抗OX40單藥治療相比,可轉化為更好的結果。當聯(lián)合使用抗PD-1和/或抗PD-L1時,抗OX40顯著增加了dLN和腫瘤自身分化T細胞的擴張和效應器特性,CD8+/Treg比值增加,表現(xiàn)為腫瘤迅速萎縮和持久反應。在另一個小鼠模型中,與對照組相比,抗OX40和靶向CD73(在TME中負責免疫抑制和促血管生成)的聯(lián)合治療使生存期延長,免疫應答和腫瘤反應增強。與抗PD-1和抗OX40單藥治療相比,給予ATOR-1015可使小鼠膀胱癌模型的生存期延長、腫瘤縮小以及完全緩解率提高。

根據(jù)免疫刺激的途徑,聯(lián)合策略中不同的給藥時機是至關重要的。Shrimali等人證明,在注射TC-1腫瘤細胞的小鼠模型中,同時給予OX40共刺激,其中抗PD-1對OX40靶向藥物有負面影響,降低存活率和腫瘤抑制率。他們顯示同時輸注可導致抗原特異性T細胞凋亡,減少TME中CD8+T細胞的浸潤。使用不同的腫瘤模型,Messenheimer等人還顯示,當同時服用抗PD-1時,OX40共刺激的療效降低。同時輸注會導致腫瘤浸潤性CD4+和CD8+T細胞的急性細胞因子釋放(TNF-α、IFN-γ、IL-4、IL-10)和抑制標志物(如CTLA-4和TIM-3)的表達。在本研究中,OX40靶向序貫治療后,抗PD-1或抗PD-L1(延遲6天)可獲得更好的效果減少T細胞衰竭的結果(腫瘤控制和生存)。應用抗PD-1并延遲OX40并不能改善預后。

OX40靶向藥物的開發(fā)

公開資料顯示,輝瑞、阿斯利康、百時美施貴寶等大型醫(yī)藥企業(yè)均有涉足這一領域。據(jù)不完全統(tǒng)計, 全球范圍內(nèi),已經(jīng)有十余款OX40抗體邁入臨床階段,研究進展較快的已經(jīng)進入2期臨床。

PF-04518600是輝瑞開發(fā)一款靶向OX40的激動性抗體,具有潛在的免疫刺激活性。給藥后, PF-04518600可選擇性結合并激活OX40,誘導記憶和效應T淋巴細胞的增殖。在存在腫瘤相關抗原(TAA)的情況下,這可能會促進T細胞介導的對表達TAA的腫瘤細胞的免疫反應。Clinicaltrials．gov網(wǎng)站信息顯示,輝瑞已登記了7項關于PF-04518600的臨床試驗,其中包括三項2期臨床試驗,針對的適應癥分別為轉移性腎癌、三陰性乳腺癌、晚期惡性腫瘤。

KHK4083是日本協(xié)和發(fā)酵麒麟(Kyowa Hakko Kirin)公司開發(fā)的一種全人源OX40單克隆抗體,該公司利用其POTELLIGENT defucosylation技術提高了KHK4083的ADCC活性。目前, 協(xié)和發(fā)酵麒麟正在開發(fā)KHK4083用于治療潰瘍性結腸炎、特應性皮炎等適應癥。KHK4083針對潰瘍性結腸炎的一項2期臨床已經(jīng)完成。此外,根據(jù)協(xié)和發(fā)酵麒麟公司在2018年12月發(fā)布的一項針對特應性皮炎患者的1期臨床試驗數(shù)據(jù),KHK4083表現(xiàn)出了良好的安全性和耐受性。 目前,該公司正在開展一項2期臨床試驗,以評估KHK4083治療中重度特應性皮炎患者的安全性和有效性。

GBR830是Glenmark Pharmaceutical公司開發(fā)的靶向OX40的抗體藥物。據(jù)悉,GBR830可以抑制活化T細胞和調(diào)節(jié)性T細胞中OX40和OX40L的結合,從而潛在地減少與特應性皮炎癥狀相關的炎癥。Glenmark已經(jīng)完成了一項GBR830針對特應性皮炎患者的2期臨床。此外,該公司還正在中度至重度特應性皮炎患者中開展一項2期臨床,以評估GBR830的安全性和有效性。

除了上述幾款藥物,還有許多OX40抗體也正在臨床開發(fā)之中,包括BMS的BMS-986178、阿斯利康的MEDI-6469、艾伯維的ABBV-368等等。

在中國,布局 OX40抗體的公司并不少。ES102是一款由科望生物公司開發(fā)的,具有“first-in-class”設計理念的靶向激活OX40的六價抗體。 其獨特設計使得ES102即便在沒有外源性交聯(lián)的情況下也能強效激活OX40通路。據(jù)悉,與傳統(tǒng)的二價或四價OX40抗體相比較,ES102具有很強的免疫激活能力,并且已經(jīng)在臨床前顯示出顯著的單藥及聯(lián)合免疫檢查點抑制劑PD-1/PD-L1抗腫瘤藥效,同時在臨床前安全性評價中也展現(xiàn)了良好的安全性特征。目前, ES102在美國的臨床試驗正在進行中,而科望生物也正在準備開展其在中國的臨床試驗,并于不久前與君實生物達成臨床合作協(xié)議,將評估ES102聯(lián)合PD-1抗體特瑞普利單抗在腫瘤治療中的安全性和初步療效。

IBI101是信達生物制藥研發(fā)的OX40激動劑,擬用于治療多種實體腫瘤疾病。臨床前研究數(shù)據(jù)證實,IBI101作用機制明確,能顯著增強效應T細胞的活化,并介導調(diào)節(jié)性T細胞的清除,從而起到抑制腫瘤細胞生長的作用。2018年,IBI101的臨床試驗申請相繼獲得中國國家藥監(jiān)局和美國FDA的批準。根據(jù)信達生物公告,目前,該產(chǎn)品正在開展1期研究。其中,評估IBI101單藥或聯(lián)合抗PD-1抗體達伯舒(信迪利單抗注射液)治療晚期惡性腫瘤患者的1a/1b期研究已在中國完成首例患者給藥。

麗珠單抗是由麗珠醫(yī)藥開發(fā),以免疫共刺激分子OX40為靶點的全人源單克隆抗體,可激活T細胞上的OX40信號,促進T細胞的分裂、存活和分化,調(diào)節(jié)存活蛋白、細胞周期蛋白等的表達,增強免疫反應。 2019年5月,該產(chǎn)品在中國獲批臨床。

展望

目前,使用OX40靶向藥物的臨床試驗最大的教訓是它作為單藥或與ICB聯(lián)合使用時的安全性。雖然OX40靶向治療在荷瘤小鼠身上顯示了令人印象深刻的結果,但初步的臨床數(shù)據(jù)表明,其作為單一療法在人類中的療效并不高。OX40共刺激與針對抑制性受體如抗PD-1和抗PD-L1的免疫療法結合使用是一種很有前途的策略。根據(jù)生物學原理和臨床前數(shù)據(jù),OX40靶向藥物應作為序貫治療,然后是抗PD-1或抗PD-L1。測試組合方法、評估給藥時機和順序是很重要的。因此,需要進行更多的研究,以期找到一些反應的預測因子,更好地理解耐藥機制和免疫動力學,從而觸發(fā)免疫激活,提高OX40靶向藥物抗腫瘤的臨床活性,尤其是聯(lián)合用藥。

參考文獻:

1． New pathways in immune stimulation: targeting OX40． ESMO Open 2020;5:e000573．2． 智慧芽PharmSnap情報庫