靶向TIGIT的腫瘤免疫治療研究進展
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前言
在過去的十幾年中,T細(xì)胞免疫檢查點的發(fā)現(xiàn)和抑制檢查點的單克隆抗體的開發(fā)極大地改變了免疫治療的結(jié)果。然而,PD-1的治療仍然只有10-30%的患者表現(xiàn)出長期,持久的反應(yīng),大多數(shù)人群缺乏響應(yīng),還有獲得性耐藥以及免疫相關(guān)不良事件(IRAE)也是巨大的障礙。克服PD-1治療局限性的機制之一是針對與腫瘤微環(huán)境相關(guān)的其他免疫檢查點。
目前,TIGIT被認(rèn)為是最有前景和潛力的靶點之一,多種證據(jù)支持TIGIT在限制腫瘤的適應(yīng)性免疫和固有免疫方面起著關(guān)鍵作用。近日,百濟和君實的交易又使TIGIT再一次成為熱點。下面,小編就帶大家來一起回顧一下TIGIT在腫瘤免疫學(xué)中的作用以及目前基于TIGIT的腫瘤免疫治療的研究進展。
TIGIT功能軸與配體
TIGIT(也稱為WUCAM、Vstm3、VSIG9)是Ig超家族的一種受體,在限制適應(yīng)性和固有免疫方面起著關(guān)鍵作用。TIGIT參與了一個復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),涉及多個IRs(例如,CD96/TACTILE,CD112R/PVRIG)、一個競爭性共刺激受體(DNAM-1/CD226)和多個配體(例如,CD155,CD112)。因此,與CD28/CTLA-4/CD80/CD86通路有一些相似之處,抑制性受體和共刺激受體競爭性地與同一配體結(jié)合。
TIGIT由活化的CD8+T和CD4+T細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)和濾泡輔助性T細(xì)胞表達(dá)。與DNAM-1/CD226形成鮮明對比,TIGIT在原始T細(xì)胞弱表達(dá)。在癌癥中,TIGIT與PD-1在小鼠和人類腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞和CD8+腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TIL)上共表達(dá)。它還與其他IRs共表達(dá),如在腫瘤中耗竭的CD8+T細(xì)胞上的TIM-3和LAG-3。此外,TIGIT在健康人和癌癥患者的外周血單核細(xì)胞中高表達(dá),并在TME中進一步上調(diào)。
TIGIT結(jié)合兩個配體,CD155和CD112,在單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)和許多非造血細(xì)胞(包括不同組織學(xué)類型的腫瘤細(xì)胞)上表達(dá)。TIGIT結(jié)合CD155的親和力高于競爭受體CD226和CD96。
TIGIT與CD112弱結(jié)合,CD112R結(jié)合CD112的親和力高于CD226。有趣的是,CD155的表達(dá)在活性氧依賴的DNA損傷反應(yīng)激活時增加,該反應(yīng)調(diào)節(jié)NK細(xì)胞與T細(xì)胞和骨髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)的相互作用。此外,F(xiàn)ap2蛋白來自核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum)是一種與結(jié)直腸癌相關(guān)的厭氧革蘭氏共生菌,可直接與TIGIT結(jié)合,但不能與CD226結(jié)合,從而抑制NK細(xì)胞和T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明,腸道微生物組以TIGIT介導(dǎo)的方式調(diào)節(jié)固有免疫反應(yīng)。
TIGIT結(jié)構(gòu)與信號通路
TIGIT由一個細(xì)胞外免疫球蛋白(Ig)可變結(jié)構(gòu)域、1型跨膜結(jié)構(gòu)域和一個胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成,胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域其具有兩個在小鼠和人類中保守的抑制基序:免疫受體基于酪氨酸的抑制基序(ITIM)和Ig尾酪氨酸樣(ITT)基序。結(jié)合到CD155的TIGIT晶體結(jié)構(gòu)顯示兩個TIGIT/CD155二聚體形成一個以TIGIT/TIGIT順式同源二聚體為核心的異四聚體,每個TIGIT分子與一個CD155分子結(jié)合。這種順反式受體聚集介導(dǎo)細(xì)胞粘附和信號傳遞。
在小鼠中,ITIM(Y227)或ITT樣基序殘基(Y233)的磷酸化可觸發(fā)TIGIT抑制信號。然而,在人NK細(xì)胞系YTS中,TIGIT/CD155結(jié)合通過一個ITT樣基序啟動主要的抑制信號,而ITIM基序介導(dǎo)一個較小的抑制信號。在TIGIT/CD155結(jié)合激活后,ITT樣基序在Tyr225處磷酸化,并與胞漿內(nèi)信號分子Grb2和β-arrestin 2結(jié)合以招募含有肌醇的SH2磷酸酶-1(SHIP-1)。SHIP-1阻礙磷酸肌醇3激酶和絲裂原活化蛋白激酶信號傳導(dǎo)。SHIP-1還抑制TRAF6和NF-κB的激活,導(dǎo)致NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ減少。
TIGIT的作用機制
TIGIT通過多種機制潛在地抑制固有和適應(yīng)性免疫。首先,在小鼠模型中,TIGIT通過與DCs上的CD155結(jié)合間接地阻礙T細(xì)胞的功能。TIGIT與DCs的結(jié)合誘導(dǎo)CD155磷酸化并觸發(fā)一個信號級聯(lián)反應(yīng),促進形成免疫耐受性DCs,降低IL-12的產(chǎn)生并導(dǎo)致IL-10的增加。
第二,TIGIT直接表現(xiàn)出免疫細(xì)胞的內(nèi)在抑制作用。在小鼠和人類中,TIGIT抑制NK細(xì)胞脫顆粒、細(xì)胞因子生成和NK細(xì)胞介導(dǎo)的CD155+腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性。TIGIT+NK細(xì)胞與表達(dá)CD155的MDSCs相互作用降低了ZAP70/Syk和ERK1/2的磷酸化,降低了NK細(xì)胞的細(xì)胞溶解能力。
第三,多項證據(jù)表明TIGIT阻礙CD155介導(dǎo)的CD226活化。CD226是一種共刺激受體,廣泛表達(dá)于免疫細(xì)胞,包括T細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞等,以及血小板。TIGIT以比CD226更高的親和力結(jié)合CD155,從而限制CD226介導(dǎo)的激活。另外,TIGIT還直接在細(xì)胞上順式結(jié)合CD226,破壞其與CD155的同源二聚體的結(jié)合能力。
第四,TIGIT/CD226表達(dá)的平衡調(diào)節(jié)T細(xì)胞和NK細(xì)胞的效應(yīng)功能。在TCR激活的CD4+T細(xì)胞中,用shRNA敲除TIGIT的表達(dá)增加了T-bet的表達(dá)和IFN-γ的產(chǎn)生;相反,CD226基因敲除可降低T-bet表達(dá)和IFN-γ的產(chǎn)生?梢酝ㄟ^平衡CD8+T細(xì)胞中的CD226和TIGIT來增強T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤排斥反應(yīng)。
第五,TIGIT作用于Tregs,增強免疫抑制功能和穩(wěn)定性。與TIGIT?Tregs相比,TIGIT+Tregs在外周和腫瘤部位上調(diào)了許多Treg基因標(biāo)志物,包括Foxp3、Helios、neuronilin-1、CTLA-4、PD-1和LAG-3。TIGIT+Tregs還抑制Th1和Th17的促炎性反應(yīng),但不抑制Th2。TIGIT激活后,TIGIT++Tregs產(chǎn)生IL-10和纖維蛋白原樣蛋白2,介導(dǎo)T細(xì)胞抑制。
TIGIT靶向藥物的臨床進展
目前,靶向TIGIT-PVR途徑變得越來越重要,一些生物技術(shù)/制藥公司正在致力于開發(fā)抗TIGIT的抗體或雙抗。截至2021年底,共有23種針對TIGIT的單抗或雙抗正在商業(yè)化開發(fā),并處于不同的臨床開發(fā)階段。
放眼全球,開發(fā)者不乏羅氏、百時美施貴寶、默沙東等頭部大藥企的身影。其中,進度最快的當(dāng)屬羅氏、默沙東,均處于臨床Ⅲ期。
國內(nèi)藥企在TIGIT進度也并不落后,百濟神州、信達(dá)生物、君實生物、百奧泰、復(fù)宏漢霖、康方生物等紛紛入局。其中,百濟神州的研發(fā)進度最快,已經(jīng)進入到臨床Ⅲ期,與羅氏、默沙東的進度持平。
2021年12月20日,百濟神州與諾華達(dá)成合作協(xié)議,諾華將獲得百濟神州TIGIT抗體的美國、加拿大、歐洲多國及日本的權(quán)益。為此,諾華將支付3億美元預(yù)付款,6億美元或7億美元的額外付款,18.95億美元里程碑金額以及20-25%的銷售分成。
實際上,2021年以來,海外大藥企圍繞TIGIT的重磅交易層出不窮。5月19日,百時美施貴寶宣布以2億首付、13.6億潛在里程金收購Agenus還在臨床前的TIGIT雙抗AGEN1777;6月14日,葛蘭素史克與iTeosTherapeutics達(dá)成合作協(xié)議,引進后者研發(fā)的TIGIT單抗EOS-448,葛蘭素史克支付6.25億美元預(yù)付款+14.5億美元里程碑金額。顯然,TIGIT單抗的軍備競賽已經(jīng)逐漸白熱化。
開發(fā)過程中的考量因素
一些因素,如抗體骨架的來源(小鼠、嵌合、人源化或全人類)、抗體的IgG骨架、FcγR結(jié)合狀態(tài)和劑量,在抗體的開發(fā)和最終臨床成功中起著關(guān)鍵作用。
來源
用于治療應(yīng)用的抗體的來源可以顯著影響分子的臨床成功。到目前為止,所有經(jīng)批準(zhǔn)的免疫檢查點阻斷劑要么是人源化的,要么是全人源的,臨床開發(fā)中的大多數(shù)抗TIGIT抗體都是完全人源抗體。
FcγR結(jié)合狀態(tài)
幾乎所有商業(yè)開發(fā)的免疫檢查點阻斷抗體都有IgG骨架。已知基于IgG的抗體通過其Fc區(qū)域與先天效應(yīng)免疫細(xì)胞上的FcγR相互作用,并在靶細(xì)胞中誘導(dǎo)抗體依賴性細(xì)胞毒性(ADCC)。ADCC是治療性抗體研制過程中考慮的最常見因素,但其對免疫檢查點阻斷劑活性的作用尚不完全清楚。
在臨床發(fā)展中,抗TIGIT抗體的FcγR結(jié)合區(qū)在某些分子中是活躍的,而在其他分子中是失活的。根據(jù)公開信息, tiragolumab、ociperlimab、vibostolimab、EOS-448、etigilimab和AGEN-1307具有活性FcγR結(jié)合區(qū),而domvanalimab和BMS-986207,具有非活性FcγR結(jié)合區(qū)?贵w中FcγR結(jié)合區(qū)的存在或缺失是否會對抗TIGIT抗體的臨床療效產(chǎn)生影響仍有待觀察。
劑量
各種因素,包括親和力,藥效學(xué)因素和藥代動力學(xué)因素都影響到最大耐受劑量和藥物預(yù)期產(chǎn)生最大效果的劑量。多個臨床項目的I期研究結(jié)果表明,抗TIGIT抗體具有良好的耐受性。
研究使用不同劑量范圍的抗體,每兩周(Q2W)或每三周(Q3W)給藥一次。在臨床開發(fā)過程中,任何抗TIGIT抗體的單藥治療或與抗PD-1抗體聯(lián)合治療均未記錄劑量限制性毒性,表明針對該靶點的分子具有廣泛的治療指數(shù)?筎IGIT抗體單藥治療后觀察到的臨床活性很低,甚至為零,表明需要與抗PD-1/PD-L1或其他藥物聯(lián)合治療。
安全性
當(dāng)作為單一療法以及與PD-1/PD-L1阻滯劑聯(lián)合使用時,發(fā)現(xiàn)抗TIGIT抗體通常具有良好的耐受性。超過10%的患者報告的最常見不良事件包括疲勞和瘙癢,都是1級。在接受vibostolimab單藥治療的兩名患者中報告了兩個2級事件,即貧血和腹瀉。抗TIGIT抗體單一療法未報告3級或以上不良事件。
挑戰(zhàn)與展望
TIGIT是腫瘤免疫治療的一個很有前途的靶點,特別是與PD-1阻斷劑聯(lián)合應(yīng)用。然而,隨著基于TIGIT的癌癥患者臨床試驗的進展,我們需要解決許多關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)。首先,TIGIT阻斷劑對癌癥患者的作用機制是什么?這些效應(yīng)主要是由其在CD8+T細(xì)胞、Tregs或兩者中的直接活性介導(dǎo)的嗎?TIGIT能阻斷TME中APCs的重編程以增加T細(xì)胞的啟動或激活嗎?這些影響是否會因疾病階段的不同而有所不同?TIGIT阻斷劑能否在體內(nèi)介導(dǎo)NK細(xì)胞介導(dǎo)的對MHCⅠ類缺陷腫瘤的反應(yīng)性,這是否為PD-1難治性癌癥患者提供臨床益處的機會?而且,除了PD-1/TIGIT雙重阻斷劑外,CD112R或CD96阻斷劑是否有任何潛在的協(xié)同效應(yīng),如小鼠腫瘤模型和體外研究所示?在這方面,我們必須記住,CD96作為IR的作用仍然存在爭議。此外,CD112R阻斷可以潛在地增強自體人類腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞的證據(jù)仍然缺失。
另外,CD226在PD-1/TIGIT雙重阻斷中起著重要的調(diào)節(jié)作用。TME中CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的下調(diào)可能是PD-1/TIGIT雙重阻斷成功的主要障礙。因此,有必要設(shè)計新的策略來增加CD226的表達(dá)和信號傳遞,以防止其在TME中的下調(diào)。值得注意的是,一項正在進行的臨床試驗是在多種癌癥中測試抗CD226的激動劑(NCT04099277)。然而,由于CD226在介導(dǎo)血小板粘附和活化中的作用,潛在的血液學(xué)不良事件需要仔細(xì)監(jiān)測。最后,使用不同工程化Fc抗TIGIT單抗的臨床試驗可能有助于確定FcγR協(xié)同在TIGIT阻斷中的作用。
總之,TIGIT在發(fā)現(xiàn)后僅10年,就已經(jīng)作為免疫治療的靶點進入臨床試驗。隨著對TIGIT介導(dǎo)的免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)研究的深入,將有助于針對癌癥患者進行TIGIT阻斷劑的優(yōu)化組合策略設(shè)計,也將有助于開發(fā)靶向TIGIT療法來治療其他表達(dá)該蛋白的慢性疾病。
參考文獻:
1. TIGIT in cancer immunotherapy. J Immunother Cancer 2020;8:e000957.
2. Targeting TIGIT for Immunotherapy of Cancer: Update on Clinical Development. Biomedicines. 2021 Sep; 9(9):1277.
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