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靶點說 | neuronilin-1

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前言

免疫檢查點抑制劑的出現(xiàn)在腫瘤免疫治療領(lǐng)域取得了巨大的成功,但大多數(shù)患者仍然未能獲得理想的臨床反應(yīng)。人們提出了許多關(guān)于免疫治療抵抗的解釋,包括低抑制性受體(IR)配體表達(dá),新表位的低免疫原性,高腫瘤負(fù)荷與炎癥反應(yīng)比以及免疫排斥等。

檢查點阻斷療法的廣泛作用機(jī)制是通過IRs逆轉(zhuǎn)固有的T細(xì)胞抑制。這些藥物干擾了腫瘤微環(huán)境(TME)中CD8+T細(xì)胞表達(dá)的IRs與相應(yīng)配體的結(jié)合,從而促進(jìn)了效應(yīng)T細(xì)胞細(xì)胞因子的產(chǎn)生和T細(xì)胞對刺激的反應(yīng)增殖。另一方面,IR阻斷對TME中免疫抑制細(xì)胞(尤其是Treg細(xì)胞)功能的細(xì)胞內(nèi)在影響值得進(jìn)一步研究。盡管CTLA-4、TIGIT、和TIM標(biāo)記了更多抑制性的Treg細(xì)胞,但PD1和LAG3的作用是模棱兩可的,并且可能與具體情況有關(guān)。最近的一篇論文表明,抗PD1治療可使治療中進(jìn)展過度的患者體內(nèi)的PD1+Treg細(xì)胞恢復(fù)活力。因此,對于該領(lǐng)域來說,檢查點阻斷如何協(xié)調(diào)促進(jìn)CD8+T細(xì)胞激活和加強(qiáng)Treg細(xì)胞抑制之間的平衡是至關(guān)重要的。

近年來,神經(jīng)纖毛蛋白-1(neuronilin-1,NRP1)因其強(qiáng)大的雙重功能:增強(qiáng)Treg細(xì)胞抑制和限制CD8+T細(xì)胞的持久反應(yīng),在免疫腫瘤學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。盡管最初被認(rèn)為是一種Treg細(xì)胞標(biāo)志物,新的研究表明NRP1不僅對TME中固有的Treg細(xì)胞穩(wěn)定性是必需的,而且它還顯著地抑制CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤功能。另外,它在髓系細(xì)胞亞群中也高度表達(dá),但其在這方面的功能不太明確。已有的臨床前結(jié)果進(jìn)一步證明NRP1拮抗作用與已建立的免疫療法相結(jié)合的可行性。NRP1在TME中作為一個關(guān)鍵的免疫調(diào)節(jié)劑具有誘人的開發(fā)前景。

NRP1的基礎(chǔ)生物學(xué)

神經(jīng)纖毛蛋白(neuronilins,NRPs)是一種單次跨膜、非酪氨酸激酶表面糖蛋白,在所有脊椎動物中都存在,在物種間高度保守。已知存在兩種同源的NRP亞型,即NRP1和NRP2,由不同的基因編碼,這兩種NRP最初被發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)元粘附分子。后來發(fā)現(xiàn)它們與血管生物學(xué)有關(guān),正常胚胎血管發(fā)育需要NRP1和NRP2參與小淋巴管和毛細(xì)血管的形成。過去10年的研究表明,NRP是一種多功能蛋白質(zhì),參與除神經(jīng)和血管發(fā)育以外的多種生物過程,其中NRP1起在免疫和腫瘤發(fā)生中起主要作用。

NRP1蛋白由一個長的N端胞外結(jié)構(gòu)域組成,接著是一個跨膜區(qū)和一個由43-44個氨基酸組成的非常短的胞內(nèi)區(qū)。細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域由三個主要片段組成,即兩個CUB(補(bǔ)體C1r/C1s,Uegf,骨形態(tài)發(fā)生蛋白1)結(jié)構(gòu)域(表示為a1/a2)和兩個凝血因子V/VIII結(jié)構(gòu)域(表示為FV/VIII或b1/b2),然后是MAM(與meprin蛋白酶同源,A5抗原,受體酪氨酸磷酸酶μ和К)結(jié)構(gòu)域(表示為“c”)。CUB結(jié)構(gòu)域是連接信號素配基所必需的,而FV/VIII結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的結(jié)合以及不同配體(如信號素和VEGF)的對接位點。已知MAM結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)受體的同源二聚或異源二聚。盡管最初人們認(rèn)為NRP1是一個非信號受體,因為它的胞內(nèi)區(qū)很短,但后來發(fā)現(xiàn)c端保守的PDZ(PSD-95/Dlg/ZO-1同源性)結(jié)構(gòu)域結(jié)合基序(SEA)與GAIP相互作用蛋白c-末端/synectin結(jié)合,后者介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號傳遞和受體內(nèi)化。

NRP1能夠與廣泛的配體結(jié)合,解釋了其多樣的生物學(xué)功能。NRP1首先被確定為分泌的III類信號素的共同受體,如信號素3A(Sema3A),后來發(fā)現(xiàn)NRP1與多種生長因子結(jié)合,最顯著的是VEGF1,以及其他包括轉(zhuǎn)化生長因子β、血小板衍生生長因子C和D、和C-Met。有趣的是,最近的研究表明,NRP1還與細(xì)胞外microRNA/AGO2復(fù)合物結(jié)合并促進(jìn)其內(nèi)部化,增加了NRP1調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的另一種機(jī)制。

免疫系統(tǒng)中的NRP1

髓系細(xì)胞

NRP1在人類和小鼠的中樞神經(jīng)和血管系統(tǒng)中廣泛表達(dá)于多種組織和細(xì)胞中,而NRP1在免疫系統(tǒng)中的表達(dá)受到更多的限制和調(diào)節(jié)。NRP1被鑒定為人類樹突狀細(xì)胞(DC)的標(biāo)志物,稱為血液DC抗原4(BDCA4,或CD304),在所有漿細(xì)胞樣DC(pDCs)中均有表達(dá)。pDCs被稱為“專業(yè)的”I型干擾素(IFN)產(chǎn)生細(xì)胞型,當(dāng)用抗NRP1抗體治療時,顯示人類pDCs病毒感染時IFN-α釋放減少,提示NRP1在抗病毒免疫中具有免疫調(diào)節(jié)作用。其他表達(dá)NRP1的抗原呈遞細(xì)胞(APC)包括單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,尤其是幾種組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞,例如小膠質(zhì)細(xì)胞和脂肪組織巨噬細(xì)胞(ATM)。單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞NRP1的表達(dá)通常被認(rèn)為是促血管生成和抗炎的,因此有助于組織重塑和傷口愈合。在最近的一份報告中,發(fā)現(xiàn)NRP1+ATM可通過維持葡萄糖動態(tài)平衡來預(yù)防肥胖和代謝綜合征。

T細(xì)胞

在適應(yīng)性免疫中,NRP1被認(rèn)為是小鼠胸腺源性Treg(tTreg)細(xì)胞的標(biāo)記物,盡管這并不適用于人類Treg細(xì)胞。相反,NRP1在靜止的CD4+輔助性T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞上表達(dá)非常低。在抵抗實驗性自身免疫性腦炎(EAE)的小鼠模型中,NRP1在EAE耐受性CD4+T細(xì)胞(同時在Foxp3+和Foxp3-)中上調(diào),并在功能上促成其抑制表型。其他報告有NRP1表達(dá)的T細(xì)胞亞群包括T濾泡輔助細(xì)胞和IL-17表達(dá)的不變自然殺傷性T細(xì)胞。最后,NRP1在人類胸腺上皮細(xì)胞(TEC)上結(jié)構(gòu)性表達(dá),在TEC與胸腺細(xì)胞接觸期間上調(diào)未成熟胸腺細(xì)胞,隨后被Sema3A阻斷以引導(dǎo)胸腺細(xì)胞遷移。

髓系細(xì)胞-T細(xì)胞相互作用

NRP1也由從人類外周血中分離出來的傳統(tǒng)樹突狀細(xì)胞表達(dá),它可能通過同型相互作用介導(dǎo)樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞之間免疫突觸的形成來促進(jìn)早期T細(xì)胞啟動。由于Treg細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)NRP1,在沒有炎癥或外來抗原暴露的情況下,Treg細(xì)胞通過NRP1–NRP1相互作用使DC在免疫突觸上的作用時間更長,這是一種維持免疫耐受處于穩(wěn)態(tài)的機(jī)制。此外,在移植的情況下,細(xì)胞膜蛋白從APCs轉(zhuǎn)移到T細(xì)胞,稱為trogocytosis,通過幾種已知的NRP1配體(如Sema3A和VEGF)使CD4+T細(xì)胞對抑制信號敏感。此外,VEGF作為一種免疫抑制細(xì)胞因子,可以以NRP1依賴的方式抑制脂多糖誘導(dǎo)的DC成熟。

總之,很明顯,NRP1介導(dǎo)重要的免疫調(diào)節(jié)功能,包括自我耐受和免疫穩(wěn)態(tài),類似于一些已知的IRs的活性。然而,NRP1與經(jīng)典IRs的區(qū)別在于,它對多種細(xì)胞類型,特別是免疫抑制細(xì)胞產(chǎn)生這樣的影響。這些特征強(qiáng)調(diào)了為什么在癌癥的背景下檢查NRP1的功能可能是改進(jìn)免疫治療的關(guān)鍵步驟。

NRP1在小鼠和人TME中的表達(dá)和功能

NRP1與癌癥之間已建立的聯(lián)系得到了三個關(guān)鍵的觀察結(jié)果的支持:(1)NRP1在多種人類癌癥類型的惡性細(xì)胞中高表達(dá);(2)NRP1在TME中大量表達(dá),包括基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞;(3)NRP1的表達(dá)通常與不良的臨床預(yù)后相關(guān)。從腫瘤細(xì)胞的角度來看,NRP1通過多種功能支持腫瘤細(xì)胞的生長,包括細(xì)胞存活、新生血管生成和轉(zhuǎn)移。

在腫瘤-免疫界面,NRP1通過在TME的免疫室中協(xié)調(diào)多種抑制過程來促進(jìn)免疫逃避。一方面,NRP1在樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中的生理作用,有助于這些細(xì)胞的抗炎表型,被腫瘤“劫持”以促進(jìn)腫瘤血管生成和腫瘤相關(guān)免疫抑制。另一方面,NRP1直接影響適應(yīng)性抗腫瘤免疫,這是通過調(diào)節(jié)腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)抑制途徑來實現(xiàn)的。

Tregs細(xì)胞中的NRP1:穩(wěn)定性的守護(hù)者

NRP1在人體組織和免疫細(xì)胞亞群中的表達(dá)反映了在小鼠模型中的發(fā)現(xiàn)。最顯著的例外是Treg細(xì)胞。NRP1最初被認(rèn)為是小鼠tTreg細(xì)胞的標(biāo)記物,部分原因是它與Helios明顯共表達(dá)。事實上,小鼠Nrp1基因是Foxp3介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控的直接靶點,異位表達(dá)和染色質(zhì)免疫沉淀實驗證明了這一點。隨后的研究表明,NRP1在血液或淋巴結(jié)中的人類外周Treg細(xì)胞上不表達(dá)。相反,健康的供體Treg細(xì)胞在體外激活時上調(diào)NRP1,表明免疫過程可能在體內(nèi)調(diào)節(jié)了NRP1的表達(dá)。盡管NRP1調(diào)控可能具有物種特異性的決定因素,但下面討論的結(jié)果表明其對Treg細(xì)胞表型和功能的影響仍然是保守的。

在癌癥的情況下,NRP1的Treg細(xì)胞表達(dá)通過至少兩個平行的途徑增強(qiáng)免疫抑制:通過充當(dāng)VEGF的共受體促進(jìn)Treg細(xì)胞向腫瘤募集,以及通過信號素-4A(Sema4a)維持腫瘤特異性Treg細(xì)胞的穩(wěn)定性。在Cd4CreNrp1L/L的NRP1敲除的小鼠腫瘤模型中,盡管大量Nrp1缺陷的Treg細(xì)胞在體外具有相同的抑制功能,但腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞的比例和功能顯著增加。這導(dǎo)致在植入式和自發(fā)性腫瘤模型中提高了無瘤生存率并減緩腫瘤生長。由于NRP1在血管生成中起到VEGFR2共受體的作用,研究表明NRP1+Treg細(xì)胞在體外沿著VEGF梯度遷移。此外,在野生型小鼠中,通過皮下注射Vegf–/–纖維肉瘤腫瘤,與Vegf+的腫瘤相比,在野生型小鼠體內(nèi)腫瘤生長的減少可以重現(xiàn)。這些觀察結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在腫瘤模型中,作為Treg細(xì)胞建立免疫抑制的關(guān)鍵成分,VEGF對Treg細(xì)胞的趨化反應(yīng)的重要性。

此外,除了細(xì)胞遷移外,NRP1對維持腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞功能和表型至關(guān)重要。通過抗體阻斷或Treg細(xì)胞特異性基因缺失(通過Foxp3CreNrp1L/L)破壞NRP1通路,阻礙了腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞抑制功能,從而恢復(fù)了抗腫瘤免疫,而避免了自身免疫的外周脫靶效應(yīng)。與Nrp1+/+野生型相比,Nrp1–/–腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞的Bcl2降低,活性caspase-3增加,表明生存路徑的失調(diào)。此外,Nrp1–/–瘤內(nèi)Treg細(xì)胞下調(diào)激活標(biāo)記物(包括Helios、IL-10、ICOS、CD73)而出現(xiàn)特征性T輔助細(xì)胞系標(biāo)記物(如Tbet、CXCR3、IRF-4和RORγT)。研究表明,NRP1定位于T細(xì)胞活化過程中的免疫突觸,通過磷酸酶和張力蛋白同源物(PTEN)抑制Akt(又稱蛋白激酶B或PKB)活性,從而減輕Akt介導(dǎo)的對Foxo1/3的拮抗作用,穩(wěn)定Treg細(xì)胞功能。后續(xù)研究表明,雖然腫瘤內(nèi)Nrp1缺陷的Treg細(xì)胞保留了Foxp3的表達(dá),但出現(xiàn)促炎性表型和IFN-γ的增加,表明其抑制功能的喪失。有趣的是,Nrp1–/–Treg細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ會引起鄰近Nrp1+Treg細(xì)胞功能紊亂。在MC38腫瘤模型中,為了調(diào)節(jié)抗PD1的免疫治療,需要Treg細(xì)胞增加對IFNγ的敏感性來達(dá)到腫瘤清除的目的。事實上,攜帶缺乏IFN-γ受體的Treg細(xì)胞的小鼠對抗PD1不敏感。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究NRP1作為治療藥物的拮抗作用提供了重要的臨床依據(jù)。

許多研究報告了癌癥患者的NRP1+Treg細(xì)胞增多。這種Treg細(xì)胞表型在胰腺癌和結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移的外周血中也有報道。在慢性淋巴細(xì)胞白血病中,在患者血液中觀察到B細(xì)胞和Treg細(xì)胞上NRP1升高,在沙利度胺治療后減少。還有報道稱,在宮頸癌患者的腫瘤引流淋巴結(jié)(TDLN)中,NRP1+Treg細(xì)胞增多,尤其是腫瘤轉(zhuǎn)移的TDLN。此外,人NRP1+Treg細(xì)胞的功能更為抑制,F(xiàn)OXP3和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的TNFR相關(guān)蛋白(GITR)在NRP1+Treg細(xì)胞中的表達(dá)增加。有趣的是,針對VEGF結(jié)合域的NRP1拮抗劑通過誘導(dǎo)NRP1蛋白內(nèi)化,使人腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞抑制降低約20%。最后,還有研究報告了外周血中NRP1+Treg細(xì)胞的升高,原發(fā)性黑色素瘤和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者的腫瘤中NRP1+Treg細(xì)胞的比率與無病生存率呈負(fù)相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)共同支持了NRP1+Treg細(xì)胞在癌癥中功能增強(qiáng)的觀點。此外,在癌癥患者外周血中觀察到NRP1+Treg細(xì)胞的增加。這一發(fā)現(xiàn)在IRs中是唯一的,它們在血液樣本中的表達(dá)往往很低,可能表明循環(huán)Treg細(xì)胞上的NRP1表達(dá)可作為臨床結(jié)果的預(yù)處理或治療預(yù)后生物標(biāo)志物。

NRP1對CD8+T細(xì)胞的影響

與NRP1在小鼠胸腺來源的Treg細(xì)胞上的結(jié)構(gòu)性表達(dá)不同,其在原始CD8+T細(xì)胞上的表達(dá)是檢測不到的(無論是小鼠還是人類),其只在T細(xì)胞激活時才被誘導(dǎo)。CD8+T細(xì)胞對NRP1的轉(zhuǎn)錄上調(diào)是在使用LCMV特異性(P14)TCR轉(zhuǎn)基因T細(xì)胞對CD8+T細(xì)胞分化的早期分子和功能分析中首次發(fā)現(xiàn)的,其中NRP1轉(zhuǎn)錄在效應(yīng)CD8+T細(xì)胞和效應(yīng)器到記憶的過渡期達(dá)到峰值。Nrp1上調(diào)與一組編碼參與T細(xì)胞遷移和粘附的蛋白質(zhì)的基因相一致,如CCR5、CD44和p-選擇素糖蛋白配體1(PSGL-1)。這就提出了一個問題:NRP1是否也像在神經(jīng)元或內(nèi)皮細(xì)胞中一樣調(diào)節(jié)CD8+T細(xì)胞的遷移。與這一發(fā)現(xiàn)相一致,研究人員還觀察到多克隆腫瘤內(nèi)效應(yīng)CD8+T細(xì)胞以及激活的腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞上NRP1表達(dá)的上調(diào)(包括轉(zhuǎn)錄和蛋白水平)。因此,TCR參與似乎是推動NRP1在CD8+T細(xì)胞中表達(dá)的必要條件,這是大多數(shù)已知的T細(xì)胞共受體所共有的特征。然而,盡管觀察到上調(diào),NRP1在CD8+T細(xì)胞早期啟動過程中的功能作用尚不清楚。

一些早期觀察表明NRP1可能是CD8+T細(xì)胞中的一種IR樣分子。它首先在免疫抑制的腸道CD8+T細(xì)胞亞群(Foxp3+CD8+Treg細(xì)胞)以及已知與CD4+Treg細(xì)胞相關(guān)的分子(如PD1和CD103)上被高度誘導(dǎo)。這些CD8+Treg細(xì)胞可能通過下調(diào)T細(xì)胞的效應(yīng)器功能來維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)。在隨后的報告中,使用Gag特異性(TCRGag)CD8+T細(xì)胞來了解調(diào)節(jié)CD8+T細(xì)胞耐受性和免疫性的細(xì)胞內(nèi)在機(jī)制,經(jīng)測定,和PD1、LAG3和CTLA4一樣,NRP1優(yōu)先表達(dá)于耐受性、自反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞上,盡管NRP1對于耐受性是不必要的。另外的證據(jù)表明NRP1可能在T細(xì)胞功能障礙中起作用,T細(xì)胞功能障礙是指由于缺乏共刺激或持續(xù)的抗原暴露而導(dǎo)致T細(xì)胞缺乏營養(yǎng)或衰竭。T細(xì)胞功能障礙表現(xiàn)為高IR共表達(dá)和效應(yīng)標(biāo)記物表達(dá)減少,研究發(fā)現(xiàn)NRP1屬于上述所有T細(xì)胞功能障礙狀態(tài)共有的174個基因的核心轉(zhuǎn)錄特征。

事實上,最近的一項報告表明,CD8+T細(xì)胞NRP1在小鼠和人類中的表達(dá)僅限于以PD1高表達(dá)為標(biāo)志的腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞亞群,而在PD1-瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞上檢測到NRP1+T細(xì)胞最少。與NRP1-PD1-和NRP1-PD1+對應(yīng)物相比,NRP1+PD1hi細(xì)胞表現(xiàn)出較高的經(jīng)典IRs(如LAG3、TIM3、TIGIT、2B4)以及與細(xì)胞增殖相關(guān)的標(biāo)記物(如Ki67)和細(xì)胞毒性(如Granzyme B)。它們還表達(dá)較高水平的耗竭相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子,如NFATc1、TOX、Blimp1和IRF4,但與細(xì)胞存活(Bcl2)和記憶/衰竭前體細(xì)胞(TCF1)相關(guān)的基因水平降低。這非常容易令人想起在慢性病毒感染和腫瘤模型中定義的“終末期衰竭”CD8+T細(xì)胞。重要的是,NRP1在功能上參與了腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞的終末衰竭,而不僅僅是這種功能障礙狀態(tài)的后果。具體而言,從B16F10腫瘤中回收的CD8+T細(xì)胞經(jīng)中和抗NRP1抗體處理后,表達(dá)更高水平的穿孔素和顆粒酶B(介導(dǎo)CD8+T細(xì)胞毒性活性的關(guān)鍵分子),并且對體外自體腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的細(xì)胞殺傷作用。在同一研究中,體內(nèi)NRP1阻斷導(dǎo)致腫瘤生長減少,這與PD1阻斷進(jìn)一步協(xié)同作用,盡管這種協(xié)同作用在體外沒有觀察到增強(qiáng)的細(xì)胞毒性活性。體內(nèi)和體外的差異可能是由于通過阻斷Sema3A–NRP1軸來增強(qiáng)新近激活的CD8+T細(xì)胞的腫瘤募集。重要的是,在體內(nèi)抗NRP1方案下,除了CD8+T細(xì)胞外,阻斷NRP1對細(xì)胞類型(如Treg細(xì)胞)也可能有貢獻(xiàn)。實際上,后者似乎得到了利用CD8+T細(xì)胞特異性Nrp1缺陷小鼠株(E8ICreNrp1L/L)的研究的支持,這種小鼠的原發(fā)腫瘤生長與野生型相似。然而,在E8ICreNrp1L/L小鼠中,還觀察到在MC38結(jié)腸腺癌模型中,Nrp1基因敲除和PD1阻斷之間存在明顯的協(xié)同作用,進(jìn)一步支持了Nrp1有助于缺陷的CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的原發(fā)性腫瘤控制,盡管作用是間接的。

事實上,E8ICreNrp1L/L小鼠最顯著的表型是在術(shù)后腫瘤免疫小鼠模型中,它們對繼發(fā)性腫瘤的作用增強(qiáng)。這項觀察表明,NRP1在CD8+T細(xì)胞中的主要作用可能是它有助于缺陷的CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫記憶。具有臨床意義的是,這種模式類似于癌癥患者疾病復(fù)發(fā)的控制。進(jìn)一步的研究顯示,Nrp1–/–腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞更能維持類似干細(xì)胞的記憶/衰竭性T細(xì)胞祖細(xì)胞表型,而不是最終衰竭T細(xì)胞表型的不可逆分化。因此,這些Nrp1–/–記憶前體形成了一個更大的腫瘤特異性記憶CD8+T細(xì)胞池,這種情況在通過基因缺陷或抗體在阻斷任何其他IRs時都沒有報道。

與效應(yīng)CD8+T細(xì)胞相比,NRP1在記憶性CD8+T細(xì)胞上的表達(dá)在不同的研究中有很大差異。在急性病毒感染期間,與效應(yīng)T細(xì)胞相比,長效記憶細(xì)胞的Nrp1基因轉(zhuǎn)錄下調(diào)(盡管比原始細(xì)胞高)。這種Nrp1表達(dá)下調(diào)在腫瘤特異性記憶CD8+T細(xì)胞上更為顯著,其中Nrp1轉(zhuǎn)錄在初始細(xì)胞中降低到基線水平。與這些觀察結(jié)果相反,一份報告將NRP1描述為在非炎癥條件下通過肝竇內(nèi)皮細(xì)胞交叉呈遞抗原產(chǎn)生的肝啟動記憶CD8+T細(xì)胞的表面標(biāo)記物,然而,對于這些記憶性CD8+T細(xì)胞來說,這在功能上是不必要的。這些研究之間的差異可以部分地由產(chǎn)生功能性記憶的不同體內(nèi)條件(例如炎癥環(huán)境和抗原類型)來解釋。因此,NRP1在記憶CD8+T細(xì)胞(其他IRs可能也一樣)上的表達(dá)是由記憶形成過程中的環(huán)境決定的。

綜上所述,NRP1在CD8+T細(xì)胞中的進(jìn)化生物學(xué)支持了存在獨立的IRs或免疫“檢查點”的假設(shè),它們分別控制腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞的效應(yīng)和記憶功能。進(jìn)一步的機(jī)制解釋這一假設(shè)是至關(guān)重要的,希望可以提高T細(xì)胞靶向免疫治療的持久性,包括免疫檢查點阻斷和過繼T細(xì)胞轉(zhuǎn)移。

NRP1靶向治療腫瘤:新一代的檢查點分子

NRP1的臨床研究主要集中在其作為VEGFR2的共受體對腫瘤血管生成的貢獻(xiàn)上,而不是通過結(jié)合信號素或其他配體的免疫調(diào)節(jié)功能?筃RP1單克隆抗體(MNRP1685A)的初始藥代動力學(xué)研究表明,與抗VEGF-A的bevacizumab聯(lián)合使用,可有效抑制人血管內(nèi)皮生長因子途徑。然而,隨后在I期研究中進(jìn)行的安全性分析顯示出高水平的不良事件,最顯著的是2級或3級蛋白尿出現(xiàn)在超過50%的受試者,最終終止了對這種藥物的治療研究。最近對抗VEGFR2藥物ramucirumab的調(diào)查發(fā)現(xiàn),對Treg細(xì)胞有顯著影響,為推測NRP1功能和表達(dá)是否對觀察結(jié)果有貢獻(xiàn)留下了空間。

迄今為止,只有一種抗NRP1單克隆抗體被臨床評估其對Treg細(xì)胞功能的抑制作用。ASP1488(人IgG4,Astellas Pharma Inc.)聯(lián)合Nivolumab正在進(jìn)行Ib期評估(NCT03565445),用于晚期實體瘤患者。這項試驗的結(jié)果預(yù)計將在2022年得出,這將是進(jìn)一步評估靶向NRP1的臨床意義和潛力的關(guān)鍵。免疫監(jiān)測Treg細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的變化,即使是在病人的外周,也可以為治療反應(yīng)和作用機(jī)制提供信息。

除此之外,對NRP1靶向治療的潛在結(jié)果的觀察也可以間接地從研究信號素家族(涉及其免疫調(diào)節(jié)的主要NRP1配體群)的靶向治療上獲得。為此,盡管T細(xì)胞上NRP1的主要配體Sema4A尚未在臨床上被靶向,但是針對Sema3A(已知的NRP1配體)的藥物的臨床前評估已經(jīng)取得了令人滿意的結(jié)果。Sema3A被認(rèn)為是一種血管系統(tǒng)正;蜃,它與NRPs和叢蛋白相互作用。盡管多項研究表明Sema3A的功能抑制腫瘤細(xì)胞生長和遷移,但是最近一項針對膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的研究表明,在患者衍生的異種移植(PDX)模型中,Sema3A的中和作用阻礙了腫瘤的生長。這些發(fā)現(xiàn)之間的差異仍有待研究;但是,不同腫瘤類型的腫瘤血管需求和免疫浸潤的差異可能決定了Sema3A是否具有促腫瘤或抗腫瘤功能。事實上,Sema3A內(nèi)在調(diào)節(jié)T細(xì)胞激活,因此,治療性阻斷這種相互作用可能介導(dǎo)增強(qiáng)的抗腫瘤免疫。

已有的小分子或肽拮抗劑主要針對b1結(jié)構(gòu)域與VEGF-A的相互作用,以減少腫瘤細(xì)胞的遷移和血管生成,而新的候選藥物似乎還可以在體外內(nèi)在地調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的功能,這種組合作用可能允許降低劑量來減輕潛在的副作用。盡管人類Treg細(xì)胞在腫瘤中選擇性地表達(dá)NRP1,使其成為一個有吸引力的腫瘤特異性免疫靶點,但NRP1是由造血細(xì)胞和非造血細(xì)胞亞群(包括pDCs和內(nèi)皮細(xì)胞)結(jié)構(gòu)性表達(dá)的。因此,靶向NRP1的藥物在穩(wěn)態(tài)和疾病狀態(tài)下對這些細(xì)胞類型功能的影響將進(jìn)一步確定其臨床適用性。

展望

越來越多的文獻(xiàn)表明,NRP1是癌癥免疫治療中一種獨特的免疫調(diào)節(jié)劑。在TME中,NRP1內(nèi)在地調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞功能,共同阻礙抗腫瘤免疫,并與多個IRs同時表達(dá)。NRP1有利于腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞的功能,這主要是通過促進(jìn)它們在腫瘤床上的募集和在持續(xù)的炎癥中增強(qiáng)其功能穩(wěn)定性。惡性腫瘤患者的NRP1+Treg細(xì)胞豐度較高,治療干預(yù)與外周Treg細(xì)胞NRP1表達(dá)降低有關(guān)。雖然NRP1對CD8+T細(xì)胞效應(yīng)器功能影響較小,但與其他IRs相比,NRP1對記憶形成和持久反應(yīng)的影響是不同的。這些新的特點可能轉(zhuǎn)化為與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的檢查點抑制劑并不重疊的臨床療效,從而為聯(lián)合治療提供了有根據(jù)的理論依據(jù)。

隨著越來越多的對NRP1的免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)注,利用靶向NRP1來改善腫瘤治療的機(jī)會在增加,而關(guān)于NRP1基本生物學(xué)和轉(zhuǎn)化應(yīng)用的關(guān)鍵問題仍然存在。

我們能否進(jìn)一步了解NRP1在T細(xì)胞亞群(即Treg細(xì)胞、CD4+和CD8+T細(xì)胞)中的分子基礎(chǔ),特別是在人類中?這些機(jī)制的描述對于制定特定的干預(yù)策略、促進(jìn)組合免疫療法的優(yōu)化設(shè)計以及減少治療引起的免疫相關(guān)不良事件的方法至關(guān)重要。

在眾多的NRP1配體中,哪一種與腫瘤內(nèi)的Treg細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞最相關(guān)?這一問題的答案將有助于明確靶向相關(guān)腫瘤相關(guān)的NRP1-配體相互作用的阻斷策略,同時保留NRP1的生理功能。

NRP1靶向治療方法能否提供新的策略來提高過繼性T細(xì)胞治療的持久性,如嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞治療?在這種情況下,NRP1可能是一個可行的基因靶點,以克服CD8+T細(xì)胞功能障礙,并提高體內(nèi)反應(yīng)持續(xù)時間。

NRP1拮抗劑對TME中包括APCs和間質(zhì)細(xì)胞在內(nèi)的其他細(xì)胞的功能有內(nèi)在的影響嗎?如果是這樣的話,是否有增強(qiáng)抗腫瘤免疫的作用?

與標(biāo)準(zhǔn)的免疫檢查點治療相結(jié)合,如抗PD1/PD-L1抑制劑,是否能達(dá)到更好的臨床療效?最佳給藥方案是什么?

人外周血T細(xì)胞(Tregs或CD8+細(xì)胞)上的NRP1能否作為診斷腫瘤的標(biāo)志物?它能被用來確定免疫治療的最佳候選者或評估治療效果嗎?

參考文獻(xiàn):

Neuropilin-1: a checkpoint target with unique implications for cancer immunology and immunotherapy. Trends Immunol. 2020 Jun;41(6):493-511.

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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