NK細胞的免疫檢查點
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概述
人類自然殺傷細胞 (NK) 占所有循環(huán)淋巴細胞的15%。NK細胞發(fā)現(xiàn)于20世紀70年代,主要與殺死感染的微生物和惡性轉(zhuǎn)化的同種異體和自體細胞有關。NK細胞表現(xiàn)出抗腫瘤細胞毒性,無需事先致敏和產(chǎn)生細胞因子以及調(diào)節(jié)各種免疫反應的趨化因子。
根據(jù)細胞表面CD56的密度,將NK細胞分為CD56bright和CD56dim兩者類型,它們具有不同的表型特征。CD56bright NK細胞具有產(chǎn)生豐富細胞因子的能力,而CD56dim NK細胞具有更強的細胞毒性,表達更多的免疫球蛋白樣受體和FcγRIII(Fcγ受體III,又稱CD16)。
激活性受體和抑制性受體均在NK細胞表面表達,有助于NK細胞執(zhí)行功能。MHC-I(主要組織相容性復合物Ⅰ類)抗原特異性的抑制性受體可密切調(diào)節(jié)NK細胞介導的細胞毒性和淋巴因子的產(chǎn)生。這種MHC-I識別抑制性受體形成了NK細胞表面受體的三個家族,即KIRs(殺傷細胞免疫球蛋白樣受體)、LIRs(白細胞免疫球蛋白樣受體)和NKG2A(自然殺傷細胞2族A)。
NK細胞的殺傷作用不僅需要通過抑制性受體檢測轉(zhuǎn)化細胞上的MHC-I分子,還需要通過激活性受體激活NK細胞。自然細胞毒性受體(NCR)是一組自然殺傷細胞表面激活性受體,包括NKp46、NKp30和NKp44。CD16(或FcγRIII)也是一種激活性受體,主要由CD56dim NK細胞亞群表達,對IgG包被靶細胞的抗體依賴性細胞毒性(ADCC)至關重要。
腫瘤通過建立免疫抑制腫瘤微環(huán)境來逃避免疫系統(tǒng)。涉及NK細胞的免疫逃避包括多種機制,腫瘤利用NK細胞抑制性受體進行免疫逃避就是這樣一種機制,稱為免疫檢查點抑制,并已被證明是最有效和最受歡迎的治療靶點。
KIRs
KIR家族(也被稱為CD158)是一類具多樣性和多態(tài)性的NK細胞受體亞型,包含抑制性和激活性KIRs,每個受體識別特定的HLAⅠ類同系物(HLA-a、-B或-C)作為配體。抑制性KIR2DL1、KIR2DL2和KIR2DL3識別HLA-C作為它們的配體,而HLA-B和HLA-A作為其他KIRs的配體,包括抑制性KIR3DL1和KIR3DL2。除了NK細胞外,T細胞亞群和NKT細胞(不變自然殺傷性T細胞)也表達KIR。作為KIRs和KIRs配體的MHC-I分子(HLA-A、-B和-C)本身表現(xiàn)出廣泛的自然多態(tài)性。KIR等位基因組合的多樣性(染色體19q13,14上共有17個KIR基因),每個基因內(nèi)的多態(tài)性,以及每個表達KIR的NK細胞,使得這個復雜的KIR序列能夠識別MHC-I表達的微小變化。
IPH2101和lirilumab(IPH2102/BMS-986015)是針對KIR2DL1/2/3 NK細胞抑制受體的IgG4單克隆抗體,目前正在各種血液學(AML、CLL、NHL)或?qū)嶓w惡性腫瘤(乳腺癌和卵巢癌)進行臨床評估和開發(fā)。據(jù)報道,高達10mg/kg的IPH2101仍然具有良好的耐受性。然而到目前為止,IPH2101作為單一療法還沒有取得令人滿意的效果。在IPH2101作為單藥治療RRMM的劑量遞增I期試驗,只有11例(34%)的患者獲得了疾病穩(wěn)定的最佳反應。
lirilumab的II期試驗因未能達到為MM患者設定的客觀療效標準(M蛋白下降50%)而終止,總共9名入選患者中,僅有1名(11%)和6名(66%)達到最低反應和疾病穩(wěn)定。然而,lirilumab增強了elotuzumab介導的細胞殺傷作用,目前正在進行一項I期(NCT2252263)研究,評估elotuzumab和lirilumab聯(lián)合治療多發(fā)性骨髓瘤患者的安全性。
最近,這組抗KIR抗體的第三個成員IPH4102,一種人源化抗KIR3DL2單克隆抗體,已經(jīng)進入臨床評估階段。IPH4102,也稱為Lacutamab,在復發(fā)/難治性皮膚T細胞淋巴瘤的I期臨床評估中耐受性良好,最常見的不良反應包括水腫、疲勞和淋巴細胞減少。臨床活性也令人鼓舞,44例患者中有16例(36%)獲得了總體療效。復發(fā)/難治性皮膚T細胞淋巴瘤伴Sézary綜合征的患者表現(xiàn)出更好的臨床反應(43%)。目前,一項II期臨床試驗(NCT03902184)正在研究IPH4102作為單一藥物或聯(lián)合化療治療T細胞淋巴瘤。
LIRs(ILTs)
白細胞免疫球蛋白樣受體(LIR)或免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄物(ILT)與KIR一樣,屬于Ig超家族,由激活性受體和抑制性受體組成。在總共11個LIR成員中鑒定出5個抑制受體(LIRB1-5)。許多免疫細胞(NK、T、B和包括巨噬細胞和樹突狀細胞在內(nèi)的髓系細胞)不同程度地表達這些受體。其中,LIRB1(ILT2)和LIRB2(ILT4)除了其它配體外,還識別HAL-G作為它們的主要配體,從而導致免疫原性耐受。ILT2在自然殺傷細胞(正常NK細胞的36±18%)、T細胞、B細胞、單核細胞、樹突狀細胞亞群和髓源性抑制細胞(MDSCs)上表達,而ILT4主要在髓系細胞上表達。因此,ILT2和HLA-G相互作用可以抑制NK、T和B細胞的免疫功能,從而作為一個免疫治療靶點。
各種原發(fā)性腫瘤和轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤都表達HLA-G,它也被認為是各種癌癥進展和預后的指標。它的表達與各種癌癥中NK功能的降低有關,如肝細胞癌(HCC)、卵巢癌、非小細胞肺癌(NSCLC)、膠質(zhì)瘤和腎細胞癌(RCC)。此外,膜表面表達的HLA-G或可溶性HLA-G與ILT2的相互作用已證明抑制NK功能,包括細胞毒性、細胞因子產(chǎn)生和趨化因子分泌。
NGK2A和CD94
NKG2A(也稱為CD159)和CD94是C型凝集素家族的異二聚體抑制性受體,它識別非經(jīng)典MHC-I分子HLA-E作為配體。CD94-NKG2A及其HLA-E配體呈非多態(tài)性。HLA-E*0101和HLA-E*0103是全球人群中僅有的兩個HLA-E等位基因。外周血中近50%的NK細胞表達CD94/NKG2A,主要是那些不表達抑制性KIR的NK細胞。CD94/NKG2A與其他不同特異性的抑制性受體也存在共表達。此外,γδ和cd8+T細胞也表達CD94/NKG2A。NKG2A和CD94與正常細胞上表達的HLA-E反應可抑制信號激活,從而避免對正常旁觀者細胞的破壞。
腫瘤細胞(血液學和實體瘤)為了避免NK細胞的殺傷,表現(xiàn)出HLA-E表達的上調(diào)。在各種癌癥中,預后不良與HLA-E上調(diào)有關。用抗體阻斷CD94/NKG2A受體可作為一種治療策略。因此,天然制藥公司開發(fā)的抗CD94/NKG2A抗體(IPH2201 Monalizumab)已用于各種試驗。體外和體內(nèi)研究結(jié)果表明人源化抗NKG2A抗體對血液惡性腫瘤的應用是安全有效的。在體外實驗中,monalizumab可改善慢性淋巴細胞白血病的NK細胞功能障礙。Monalizumab作為單藥治療婦科惡性腫瘤具有良好的耐受性(靜脈給藥或SC給藥可達10mg/kg),未報告DTLs或SAEs。這項正在進行的大量預處理隊列試驗顯示,41%的可評估患者(128人)病情穩(wěn)定。
此外,Monalizumab也正在與durvalumab、 cetuximab和ibrutinib進行聯(lián)合評估。monalizumab聯(lián)合cetuximab對先前治療過、復發(fā)和/或轉(zhuǎn)移的頭頸部鱗狀細胞癌(SCC)的安全性和有效性進行了初步評估,結(jié)果顯示聯(lián)合用藥的ORR(客觀緩解率)為27.5%,5個月的中位PFS(無進展生存率)和10個月的中位總生存率(OS)。如果與以往研究中單用cetuximab療效的歷史記錄相比,這是一個令人鼓舞的結(jié)果(ORR12.6%,PFS 2.3 m,OS 5.6 m)。聯(lián)合治療的不良反應與單用cetuximab相似。最近的體內(nèi)分析表明,NKG2A對CD8+T細胞的誘導會阻礙疫苗治療的效果,阻斷NKG2A受體可提高疫苗治療的療效?偟膩碚f,阻斷NKG2A代表了一種令人興奮的治療方法,特別是,它與其他免疫腫瘤治療藥物的結(jié)合是前進的方向,并值得進一步的探索。
TIGIT和CD96
TIGIT(具有免疫球蛋白和ITIM域的T細胞免疫受體)是一種在NK和T細胞上表達的免疫抑制性受體,如活化的NK、T、mT(記憶T細胞)、fTh(濾泡輔助性T細胞)和調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)。與TIGIT相比,CD96是同一免疫球蛋白超家族的成員,具有類似的抑制作用,但與配體CD155的結(jié)合親和力較低。CD226是一種激活性受體,與TIGIT和CD96競爭結(jié)合CD155。CD155(主要)和CD112作為TIGIT和CD96結(jié)合的配體,以抑制T細胞和NK細胞介導的免疫。
TIGIT固有表達抑制NK和CD8+T細胞功能,從而幫助腫瘤(結(jié)腸直腸癌)在體內(nèi)生長。TIGIT與荷瘤小鼠和結(jié)腸癌患者的NK細胞耗竭有關,而這種耗竭通過其阻斷而恢復,從而激發(fā)了強大的抗腫瘤免疫。NK細胞的存在對于TIGIT和/或PD-L1阻斷或雙重阻斷這兩個檢查點的治療效果非常重要,因為NK細胞缺失與IFN-γ-或TNF-分泌TIL(CD8+)頻率較低和PD-1表達TIL(CD8+)頻率較高相關。NK細胞占肝臟淋巴細胞的25-50%,這表明它們對肝臟免疫的重要性。此外,HCC患者的生存和預后與血液和腫瘤組織中的NK細胞數(shù)呈正相關。HCC患者的腫瘤進展與腫瘤浸潤性NK細胞功能紊亂有關,主要是CD11b-CD27-NK亞群。Sun等人發(fā)現(xiàn)衰竭的腫瘤浸潤性CD96+NK細胞,發(fā)現(xiàn)其表達與HCC患者不良臨床結(jié)局相關。當CD96-CD155相互作用或TGF-β1被阻斷時,NK細胞衰竭被逆轉(zhuǎn)。
近年來,檢查點抑制劑的聯(lián)合應用越來越受到重視,以達到協(xié)同效應。據(jù)報道,抗TIGIT加抗PD-L1阻斷劑可防止荷瘤小鼠和結(jié)腸癌患者的NK細胞衰竭。另一方面,抗CD96聯(lián)合阿霉素化療、抗CTLA-4或抗PD-1在三種不同的腫瘤模型中顯示出更有效的抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。膀胱癌(BC)患者的衰竭NK細胞在外周和腫瘤中均顯示TIM-3和TIGIT的上調(diào)。事實上,TIGIT和CD96在各種癌癥中NK細胞衰竭中的作用仍在研究中,還需要進一步的揭示,以確定其作為單藥治療或與其他檢查點聯(lián)合使用的潛力。
Siglec-7/9
唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素(Siglecs)是一種免疫調(diào)節(jié)性唾液酸結(jié)合受體,屬于I型凝集素家族。Siglecs在各種免疫細胞上表達,這些免疫細胞包括淋巴和髓系來源的免疫細胞。Siglecs在兩個性質(zhì)上表現(xiàn)出多樣性:表達和對含唾液酸配體的特異性。這些Siglec大多是抑制性受體,如Siglec-2、Siglec-3、Siglec-5、Siglec-6、Siglec-7、Siglec-8、Siglec-9、Siglec-10和Siglec-11。在抑制性Siglec中,Siglec-7和Siglec-9被報道在人類NK細胞上表達。與經(jīng)典NK細胞抑制受體NKG2A/CD94和KIRs類似,抑制性siglec在其胞內(nèi)段C端也含有一個或多個ITIM和ITIM樣基序。連接后,ITIM被Src家族激酶磷酸化,招募并激活Src同源2(SH2)結(jié)構域的蛋白質(zhì),主要是酪氨酸磷酸酶SHP1和SHP2或細胞因子信號轉(zhuǎn)導3蛋白的抑制因子(SOCS3)。
Siglec-唾液酸相互作用參與免疫耐受的調(diào)節(jié),并可作為誘導抗腫瘤免疫的靶點。針對這些抑制檢查點抗體(抗Siglec-2;Inotuzumab ozogamicin和抗Siglec-3;Gemtuzumab ozogamicin)與細胞毒性劑結(jié)合的抗體偶聯(lián)藥物,已經(jīng)在臨床測試了療效。人類NK細胞主要上調(diào)Siglec-7和Siglec-9。此外,在癌癥中,外周NK細胞也上調(diào)Siglec-9,主要在cd56dimcd16+NK細胞上。Fab片段阻斷Siglec-7和Siglec-9可提高NK細胞體外抗腫瘤細胞(K562)的細胞毒性。在移植人NK細胞和人腫瘤細胞的免疫缺陷小鼠體內(nèi)模型中,腫瘤細胞的殺傷是通過抑制NK細胞的唾液聚糖依賴性介導的。已開發(fā)的NK-92MI細胞系的Siglec-7陰性表型表明對白血病細胞具有高度和持續(xù)的細胞毒性。唾液酸酶治療后,乳腺、腦、結(jié)腸、肝臟或淋巴組織的各種重塑腫瘤株(Siglec-7豐富型腫瘤細胞系)對NK細胞殺傷的敏感性增加。唾液酸酶與靶向HER2抗體的體外融合增強了NK細胞對HER2+腫瘤細胞的殺傷作用。通過唾液酸酶切斷唾液酸配體,特別是Siglec-7和Siglec-9結(jié)合的配體,可以增強NK細胞介導的殺傷作用。這表明,這種抗體唾液酸酶結(jié)合物使腫瘤細胞的表面糖蛋白選擇性去唾液酸化可以使腫瘤更容易受到的ADCC的影響。
高親和力Siglec-9抗體通過阻斷唾液酸在腫瘤靶細胞上的表達而增強NK細胞的細胞毒性。這些針對Siglec-9的抗體也提高了NKG2A阻斷劑誘導的抗腫瘤反應。Siglec-9在非小細胞肺癌、卵巢癌和結(jié)直腸癌中對腫瘤浸潤的CD8+T細胞上調(diào)。黑色素瘤中的腫瘤內(nèi)效應記憶CD8+T細胞亞群也顯示Siglec-9通過磷酸化SHP1參與上調(diào)和抑制。體外和體內(nèi)靶向唾液酸聚糖-SAMP/Siglec通路可增強抗腫瘤免疫。其他抑制性受體如PD-1也由表達Siglec-9的T細胞共同表達,這提示了共同抑制的可能性。Siglec-9在不同類型的免疫細胞上表達,提示Siglec-9的多模式作用。這些數(shù)據(jù)支持了這樣一種觀點,即抗Siglec-7和抗Siglec-9阻斷抗體可以開發(fā)用于癌癥免疫治療,并可與其他免疫檢查點抑制劑結(jié)合使用。
LAG-3
LAG-3(淋巴細胞活化基因-3)也是免疫球蛋白超家族受體的一員,具有抑制性。LAG-3被發(fā)現(xiàn)在活化的CD4+T細胞、CD8+T細胞和NK細胞表面上調(diào)。除了這些細胞外,Lag-3還表達在其他幾種免疫細胞上,包括TIL、調(diào)節(jié)性T細胞、iNKT細胞、B細胞和DC細胞。它識別MHCII類分子,與CD4分子結(jié)構相似,但與MHC-II分子結(jié)合的親和力大于CD4。LSECtin在肝臟和其他幾種腫瘤中表達,是DC-SIGN家族的一員,也被描述為表達LAG-3免疫細胞的潛在配體。LAG-3參與抑制T細胞效應器功能,并參與T細胞衰竭。它還促進調(diào)節(jié)性T細胞的抑制活性。阻斷LAG-3已被證明可以誘導T細胞功能的改善。Relatlimab是一種抗LAG-3單克隆抗體,目前正在進行的幾項臨床試驗中進行研究,無論是單獨使用還是與PD-1阻斷劑聯(lián)合應用,都可以用于各種癌癥。LAG-3和PD-1在T細胞功能調(diào)節(jié)中顯示出協(xié)同作用,以促進腫瘤免疫逃逸。
盡管LAG-3在NK細胞上有表達,但其在NK細胞調(diào)控中的作用尚未得到充分證實。在小鼠模型中敲除LAG-3基因?qū)е翹K細胞不能殺死某些腫瘤。然而,這種缺失對MHC I類錯配的細胞溶解活性沒有影響。另一方面,人類NK細胞卻表現(xiàn)出相反的結(jié)果。阻斷LAG-3通路的抗體不能誘導人NK細胞產(chǎn)生細胞毒性?扇苄訪AG-3能與MHC-II分子結(jié)合,對人類NK細胞的殺傷能力也沒有影響。在HIV患者中,病毒控制與NK細胞上LAG-3的低表達以及其他抑制分子有關。Wiskott-Aldrich綜合征蛋白(WASp)缺乏與癌癥的高易感性相關,很可能是由于NK細胞和DC的抗癌能力受損所致。WASp敲除的NK細胞顯示出細胞衰竭和NK細胞記憶LAG-3表達增強相關。這似乎有一個明顯的關聯(lián),然而,LAG-3對NK細胞功能的直接影響和潛在機制還需要進一步研究。與NK細胞相比,其對NKT(自然殺傷性T細胞)功能的調(diào)節(jié)已被廣泛報道。在慢性HIV患者中,iNKT細胞耗竭和IFN-γ產(chǎn)生減少與LAG-3表達升高有關。LAG-3信號通路通過阻斷S期細胞周期,下調(diào)活化的CD1d限制NKT細胞的增殖。
可溶性重組LAG-3-Ig融合蛋白Eftilagimod alpha(IMP321)已被用作免疫佐劑,用于預防各種感染和癌癥。它也被應用于癌癥的單一治療或聯(lián)合化療。在體外的短期試驗中,IMP321能夠在健康個體(60個捐贈者中的52個)誘導NK細胞產(chǎn)生細胞因子(IFN-γ和/或TNF-α),以及在較低程度上在21個未經(jīng)治療的轉(zhuǎn)移性癌癥患者體內(nèi)誘導產(chǎn)生細胞因子。在轉(zhuǎn)移性腎癌患者中,IMP321在劑量遞增研究(P003)中,作為單藥治療誘導NK細胞活化。標準化療的IMP321與乳腺癌患者數(shù)月內(nèi)NK細胞活化增強相關。因此,LAG-3具有激活T細胞和NK細胞的潛力。因此,它可以作為檢查點抑制的潛在靶點進行進一步的研究。此外,在最近對CIML NK細胞的研究中,CD56bright、CD16-和CD62L+NK細胞被鑒定為細胞因子誘導的記憶樣(CIML)NK細胞的優(yōu)勢亞群,NKG2A的持續(xù)表達參與抑制HLA-E陽性靶細胞的殺傷。CIML-NK細胞亞群KIR+和NKG2C+表達LAG-3,表明CIML-NK細胞是雙重檢查點抑制的潛在靶點。
TIM-3
共抑制受體TIM-3(T細胞免疫球蛋白和粘蛋白結(jié)構域3)識別galectin-9作為配體,在各種癌癥和慢性感染中上調(diào)。此外,TIM-3可變IgV結(jié)構域也被報道與其他配體結(jié)合,如HMGB1(高遷移率組蛋白B1蛋白)、Ceacam-1(癌胚抗原細胞粘附分子1)和PtdSer(磷脂酰絲氨酸)。TIM-3的表達是多種多樣的,包括幾種類型的免疫細胞,包括CD4+T細胞、CD8+T細胞、調(diào)節(jié)性T細胞、B細胞、NK細胞、NKT細胞和髓樣細胞。TIM-3與其配體的結(jié)合通過耗盡T細胞和NK細胞來誘導免疫耐受。這種途徑的上調(diào)與各種慢性感染和癌癥中T和NK細胞的耗竭有關,使TIM-3成為T和NK細胞免疫的負調(diào)節(jié)因子。相應地,它的阻斷作用逆轉(zhuǎn)了T細胞或NK細胞功能障礙。TIM-3和PD-1的共表達參與介導了多種癌癥和慢性病毒感染中CD8+T細胞衰竭。研究表明,TIM-3和/或PD-1阻斷可逆轉(zhuǎn)T細胞耗竭,并減緩腫瘤生長。針對TIM-3的抗體,如Sym023、Cobolimab、LY3321367、BGB-A425和MBG453,以及幾種抗PD-1/PD-L1抗體,正在進行臨床研究,以確定其對各種癌癥的療效。
TIM-3在NK細胞上的表達有幾個方面的原因。它被認為是成熟、活化和預后的標志物。與CD56+/CD3+NKT和CD56-/CD3+T細胞群相比,TIM-3在靜止CD56+/CD3+NK細胞群中高表達。健康成人血液中部分成熟CD56dimCD16+NK細胞亞群顯示TIM-3表達,而其在未成熟CD56brightCD16-NK細胞亞群中的表達不均一。此外,幾種細胞因子(IL-12、IL-15和IL-18)強烈誘導TIM-3的表達,主要是在未成熟的CD56bright NK細胞中。IL-12和IL-18誘導的NK細胞活化和IL-15誘導的成熟是TIM-3在這些細胞中表達的主要原因,識別出TIM-3在NK細胞中的表達作為活化和分化或兩者兼而有之的標記。TIM-3在外周NK細胞中的上調(diào)在一些癌癥中被觀察到,即胃癌、肺腺癌、晚期黑色素瘤和膀胱癌,導致NK細胞衰竭。腫瘤生長的NK細胞中TIM-3水平的增加表明TIM-3的表達是一個預后的生物標志物。GIST(胃腸道間質(zhì)瘤)和膀胱癌患者的腫瘤浸潤性NK細胞也表達TIM-3。與TIM-3和PD-1在T細胞中的共表達相似,衰竭的腫瘤浸潤NK細胞在MHC-I缺陷腫瘤中也顯示出可檢測的共表達。然而,GIST患者在TIM-3+腫瘤浸潤性NK細胞中缺乏PD-1共表達。
CD200R
CD200R是另一種在T、B、NK和髓系細胞上表達的抑制性受體。它識別CD200作為其配體,除了在各種腫瘤上表達外,CD200還表達于各種正常組織,如中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視網(wǎng)膜、毛囊細胞、血管內(nèi)皮細胞和胸腺細胞,以及活化的T、B和DC細胞。CD200被認為是腫瘤進展的標志物,因為它在造血和非造血源的各種癌癥上過度表達,其表達與最差預后相關。此外,CD200的表達也可以誘導癌細胞。事實上,癌細胞表達CD200對CD200–CD200R信號抑制抗癌反應沒有影響。因此,CD200阻斷劑是一種潛在的治療選擇,不局限于治療表達CD200的腫瘤。抑制性CD200-CD200R通路通過調(diào)節(jié)巨噬細胞和DC細胞間接抑制T細胞的效應器功能。因此,阻斷CD200–CD200R的相互作用可以抑制腫瘤生長,這支持了拮抗性CD200或CD200R抗體作為癌癥治療的一種選擇。Samalizumab(人源化抗CD200抗體)耐受性良好,CD4陽性T細胞和CD200陽性B-CLL呈劑量依賴性變化,Th1細胞因子反應中等。
對于NK細胞,有證據(jù)表明CD200–CD200R抑制途徑直接參與了NK細胞的抑制。在AML患者中,CD200的過度表達抑制了NK細胞的抗腫瘤反應,從而增加了這些患者復發(fā)的風險。AML患者的NK細胞亞群表達CD200R,提示CD200-CD200R相互作用抑制了NK細胞。此外,在CD200hi患者中,阻斷CD200的抗體可恢復NK細胞的活性。這些數(shù)據(jù)表明CD200-CD200R相互作用直接導致AML患者NK細胞的抑制。這是唯一直接表明表達CD200的靶細胞能夠抑制NK細胞的細胞毒性和IFNγ產(chǎn)生活性的研究。Liu等人在研究CD200+黑色素瘤生長和轉(zhuǎn)移限制中的CD200信號部分時發(fā)現(xiàn),在CD200缺乏的轉(zhuǎn)移性腫瘤生長的肝臟中,NK細胞的數(shù)量顯著減少。然而,CD200缺乏如何影響肝臟局部NK反應仍有待解釋。這提示CD200-CD200R檢查點是血液學和實體瘤檢查點阻斷的一個很好的靶點。由于NK細胞與AML和多發(fā)性骨髓瘤中的其他檢查點受體(如KIR和NKG2A)相關,因此在這類患者中可以驗證聯(lián)合檢查點靶點。
CD47
CD47,也被稱為整合素相關蛋白(IAP),是免疫球蛋白超家族中廣泛表達的糖蛋白。其作為參與β3整合素介導的信號轉(zhuǎn)導的白細胞膜蛋白被首次發(fā)現(xiàn)。它是一種跨膜蛋白,除了整合素外,還與血小板反應蛋白-1(TSP-1)和信號調(diào)節(jié)蛋白α(SIRPα)相互作用。在CD47所執(zhí)行的功能中,它與SIRPα和TSP-1的結(jié)合,確立了其作為一種抑制受體的作用,通過抑制吞噬、抗原呈遞和T/NK細胞抑制參與癌癥的免疫逃避。因此,用抗體靶向這個信號通路顯示出潛在的治療腫瘤的能力。
CD-47在NK細胞介導的抗病毒或抗腫瘤細胞毒性中起抑制作用。NK細胞毒性與HNSCC細胞CD47表達有關。高表達CD47的HNSCC細胞株表現(xiàn)出較低水平的NK細胞毒性。用中和MHC-1或抗CD47抗體預處理細胞可增加NK細胞對HNSCC細胞系的細胞毒性。SIRPα和TSP-1均與NK細胞介導的細胞毒性有關。在免疫功能正常的同基因小鼠中,抗SIRPα抗體通過阻斷CD47的相互作用而顯著抑制RCC或黑色素瘤細胞的腫瘤形成。除了巨噬細胞和CD8+T細胞外,NK細胞的選擇性耗竭大大削弱了抗SIRPαAb的抗腫瘤作用。然而,在體外,NK細胞對腫瘤細胞的殺傷作用不受同一抗體的抑制,提示NK細胞的CD47功能與SIRPα無關。與此類似,TSP-1也被證明在抑制NK細胞早期增殖和促進晚期擴張中發(fā)揮作用,但CD47的作用尚未被證實。因此,在這方面仍有許多問題有待解決。然而,用抗體攻擊CD-47是值得探索的,不僅在巨噬細胞、樹突狀細胞和T細胞,而且在NK細胞。CD47與PD-L1的雙重阻斷作用也已被研究,并被證明能增強對循環(huán)腫瘤細胞的免疫治療作用。抗CD47抗體Magrolimab(Hu5F9-G4)正在多個I期和II期臨床試驗中與其他藥物(如利妥昔單抗、西妥昔單抗、阿扎胞苷、acalabrutinib和atezolizumab等)進行不同組合的研究。
CTLA-4
CTLA-4(細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4)是一種共抑制受體,可在多種免疫細胞上表達,如荷瘤小鼠的活化T淋巴細胞(CD4+T細胞和CD8+T細胞)、調(diào)節(jié)性T細胞、腫瘤浸潤性NK細胞和脾臟Kit+CD11b?NK細胞,并在IL-2刺激下誘導小鼠NK細胞。CTLA-4與共刺激受體CD28競爭癌細胞或抗原呈遞細胞上的配體B7-1(CD80)和B7-2(CD86)。CTLA-4被公認為T細胞活化的負調(diào)節(jié)因子和外周T細胞耐受性和自身反應性的調(diào)控者。用抗體阻斷CTLA-4(ipilimumab)可以改善各種癌癥的T細胞功能。
已有研究表明CTLA-4/CD28/CD80/CD86通路參與NK細胞介導的細胞毒性。在體內(nèi),CD28觸發(fā)NK細胞的增殖,它們的細胞毒性和細胞因子的分泌已經(jīng)在許多研究中被描述。癌細胞上的配體B7-1和B7-2似乎也能提高人類NK細胞的細胞毒性。同樣,NK細胞表達的CTLA-4作用樹突狀細胞的B7-1可以抑制IFN-γ的產(chǎn)生。在小鼠中,腫瘤細胞產(chǎn)生的IL-18可誘導具有B7-H1依賴性免疫清除功能的Kit+CD11b?NK細胞。Kit+CD11b?NK細胞也報告CTLA-4上調(diào);然而,其在NK細胞控制的癌癥中參與腫瘤進展的情況尚未被研究。這些研究揭示了這一途徑在NK細胞介導的細胞毒性中的不可否認的作用。然而,人類NK細胞中不存在CD80-CD28/CTLA-4介導的共刺激。共刺激CD28/B7也被否認在小鼠CMV感染的外周NK細胞中起任何重要作用。
CTLA-4+腫瘤浸潤性NK細胞是一個基于抗CTLA-4單克隆抗體的前瞻性免疫治療靶點。如上圖所示,阻斷CTLA-4可能間接地減輕被抑制的NK細胞。CTLA-4在Tregs上的表達被認為是其抑制功能所必需的。在西妥昔單抗治療的頭頸部癌患者中,NK細胞毒性抑制和CTLA-4陽性Tregs增加與預后不良相關。Ipilimumab是一種抗CTLA-4單克隆抗體,導致Tregs的耗竭,以Fc介導的方式對黑色素瘤患者產(chǎn)生臨床療效,部分原因可能是由于減輕了Tregs對NK細胞毒性的抑制。Ipilimumab還可以通過原代NK細胞以及IL-2激活的NK細胞和γδT細胞上的FcyRIIIA與黑色素瘤細胞系和組織上的CTLA-4反應來觸發(fā)ADCC作用。此外,Ipilimumab和CTLA-4陽性黑色素瘤細胞的相互作用也導致NK細胞釋放TNF-α。CTLA-4阻斷和IL-2免疫治療聯(lián)合應用可延緩黑色素瘤的生長和延長生存期,顯示協(xié)同作用。CTLA-4阻斷可增加免疫細胞(包括CD8陽性T細胞和NK細胞)的腫瘤浸潤,而IL-2可降低腫瘤浸潤性NK細胞耗盡和分化的比例。Ipilimumab在NK細胞表型上誘導IL-2Rα鏈表達,隨后增強對IL-2刺激和細胞毒性的反應,這與晚期黑色素瘤患者更好的臨床反應相關。
PD-1
程序性死亡受體-1(PD-1)在各種免疫細胞上表達,包括T細胞(CD4+&CD8+)、B細胞和髓細胞、NK細胞、NKT細胞和其他固有淋巴細胞。PD-1、PD-L1和PD-L2配體的上調(diào)在各種癌癥中已有報道,它們的相互作用導致T細胞抑制,導致免疫逃逸。大約四分之一健康人的外周血中可檢測到NK細胞上PD-1的高表達。然而,在癌癥患者,如卵巢癌患者的腹水、卡波西肉瘤患者的外周血、腎細胞癌和多發(fā)性骨髓瘤患者中,NK細胞上PD-1的表達上調(diào)。在消化道癌,如食道癌、胃癌、膽管癌、肝癌和結(jié)直腸癌中,外周血NK細胞和腫瘤浸潤性NK細胞也同樣上調(diào)。慢性感染如HIV(人類免疫缺陷病毒)、HCV(丙型肝炎病毒)、HCMV(人類巨細胞病毒)和結(jié)核分枝桿菌也顯示出NK細胞PD-1表達增強。
PD-1在NK細胞上的表達是多種多樣的,因癌癥而異。PD-1在CD56bright NK細胞中普遍缺乏表達。然而,CD56dimNK細胞已證明PD-1表達受限于NKG2A?KIR+CD57+表型,一種完全成熟的NK細胞。NKG2A?KIR+CD57+表型NK細胞被認為具有顯著下調(diào)的激活受體,如NKp30和NKp46。此外,PD-1表達與NK細胞抗腫瘤活性受損之間存在相關性,而抗體干擾PD-1和PD-L1的相互作用導致部分修復。PTLD兒童移植患者也顯示出NK細胞功能改變,PD-1增加,NKp46和NKG2D表達降低。另一方面,CD56bright NK細胞在慢性HCV患者中表達PD-1。同時,在消化道癌癥患者中,兩種類型的NK細胞(CD56bright 和CD56dimNK細胞)都顯示PD-1表達增加。此外,新發(fā)現(xiàn)的肝癌組織中浸潤的CD3?CD49a+CD56+NK細胞也顯示其表面有大量PD-1表達,這與肝細胞癌患者的生存率降低有關。
在一些癌癥中,NK細胞PD-1表達上調(diào)表明NK細胞處于功能失調(diào)狀態(tài),可能是由于缺乏MHC-I的腫瘤細胞過度刺激所致。比較PD-1+NK細胞和PD-1-NK細胞發(fā)現(xiàn)PD-1+NK細胞功能衰竭,細胞毒性和細胞因子生成受損,增殖能力降低?筆D-1單抗的阻斷已被證明能恢復NK細胞的功能。小鼠腫瘤細胞表達PD-1,抗PD-1阻斷劑誘導NK細胞產(chǎn)生抗腫瘤免疫應答。在體外,抗PD-1抗體增強了NK細胞介導的對自體MM細胞的殺傷作用。PD-1阻斷劑也促進了小鼠NK細胞對小鼠膠質(zhì)瘤干細胞的殺傷作用。
B7-H3
B7同源物3蛋白(B7-H3)是B7-CD28家族的配體分子,其受體可能存在于T細胞和NK細胞上,它似乎可以同時抑制T細胞和NK細胞的功能,但尚未被證實。B7-H3被認為可以同時共刺激和共抑制來調(diào)節(jié)T細胞功能。B7-H3通過與TLT-2結(jié)合來刺激T細胞活化,而與未知受體的結(jié)合導致T細胞的共同抑制。同時,通過激活未知受體,它可以抑制NK細胞和成骨細胞。
B7-H3在胰腺、肝臟、小腸、結(jié)腸、心臟、胸腺、脾臟、胎盤和睪丸等各種正常組織上的表達有限。然而,B7-H3的異常表達可見于各種與預后不良相關的惡性腫瘤,包括腎細胞癌、乳腺癌、肺癌、食管鱗癌、胃癌、胰腺癌、膽囊癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌、卵巢癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、骨肉瘤,神經(jīng)母細胞瘤。肺癌、腎細胞癌、肝細胞癌、結(jié)直腸癌和膠質(zhì)瘤患者的循環(huán)血清B7-H3水平顯著高于健康志愿者。抑制NK細胞介導的細胞毒性是B7-H3表達細胞逃避腫瘤的多種機制之一。膠質(zhì)瘤的惡性程度和生存率降低與腫瘤和內(nèi)皮細胞中B7-H3的表達有關。膠質(zhì)瘤細胞上清液中可溶性B7-H3和細胞結(jié)合B7-H3均能抑制自然殺傷細胞介導的腫瘤細胞溶解。在B7-H3沉默的膠質(zhì)瘤細胞系的體內(nèi)模型中證實了對殺傷的敏感性。單克隆抗體介導的4Ig-B7-H3分子被鑒定為神經(jīng)母細胞瘤相關分子,對細胞轉(zhuǎn)染物或新分離的神經(jīng)母細胞瘤細胞進行掩蔽,保護其不被NK細胞殺死。類似地,在卵巢囊性畸胎瘤中的神經(jīng)母細胞瘤中,除了大量的HLA-I類分子外還表達B7-H3,這表明神經(jīng)母細胞瘤細胞對NK細胞介導的溶解具有保護性的免疫逃避機制。此外,與來自外周血的NK細胞相比,這些患者腹腔液分離的NK細胞上DNAM-1(CD226)和CD16等受體的表達強度較低。以B7-H3作為靶點的BiKE雙特異性抗體在治療NSCLC時,可以通過誘導自然殺傷細胞顯著抑制腫瘤細胞生長。
B7-H3結(jié)合Fc優(yōu)化的人源化IgG1單克隆抗體,Enoblituzumab,目前正在探索中。它已經(jīng)被證明可以抑制B7-H3陽性的腎和膀胱癌移植物的腫瘤生長。MGA271是一種Fc優(yōu)化的靶向B7-H3的人源化單克隆抗體,已在幾種腫瘤類型中顯示出安全性和抗腫瘤療效。這種抗腫瘤活性歸因于患者T細胞克隆性的增加。Enoblituzumab的進一步鑒定,包括其藥理學動力學和動力學,以及其安全性、劑量耐受性和抗腫瘤活性,以對抗年輕患者中B7-H3受體陽性表達的復發(fā)或難治性實體惡性腫瘤,正在一項開放標簽I期研究(NCT02982941)中進行評估。Orlotamab(MGD009,一種人源化B7-H3 x CD3 DART?蛋白),是一種除B7-H3外靶向CD3的雙特異性抗體,由Macrgenenics開發(fā),目前正在進行臨床研究(NCT03406949),評估該抗體與抗PD-1抗體(MGA012)聯(lián)合治療B7-H3表達的復發(fā)或難治性腫瘤的安全性和有效性?偠灾,B7-H3是一種潛在的基于檢查點的針對T細胞和NK細胞的免疫治療的候選物。
展望
自然殺傷細胞是一組獨特的抗腫瘤效應細胞,具有不受MHC限制的細胞毒性、產(chǎn)生細胞因子和免疫記憶等功能,使其成為先天性和適應性免疫反應系統(tǒng)中的關鍵角色。一些癌癥的發(fā)生與功能失調(diào)的NK細胞有關。因此,修復這種NK細胞可能是抗腫瘤免疫治療的一個潛在選擇。這種修復的一種方法是抑制免疫檢查點,即癌細胞通過控制免疫細胞表面的抑制受體進行免疫逃逸。免疫檢查點抑制在T細胞的情況下是成功的。NK細胞最近也被用于同樣的目的。針對NK細胞表面的這些抑制受體的免疫檢查點抑制劑,如monalizumab和lirilumab,已作為單藥治療進行,并顯示出良好的安全性,但僅在延長無進展生存期方面取得了輕微成功。因此,免疫檢查點抑制劑(如CTLA-4和PD-1抑制劑)的組合也可以在NK細胞的背景下嘗試,因為抗PD-1和抗PD-L1抑制劑也被證明可以增強NK細胞介導的細胞毒性。同樣,NKG2A增強腫瘤疫苗誘導的CD8 T細胞免疫也強調(diào)了聯(lián)合治療的潛力。因此,結(jié)合抗PD-1或抗PD-L1抑制劑和NK細胞特異性檢查點抑制劑(如抗KIR或抗NKG2A抑制劑)可用于基于檢查點抑制的聯(lián)合免疫治療。隨著B7-H3、CD200R、CD47和Siglecs7/9等新的檢查點的加入,將這些檢查點結(jié)合起來進行協(xié)同抗腫瘤反應是未來充分發(fā)揮NK細胞殺傷腫瘤作用的方向。
參考文獻:
1.NK Cell-Based Immune Checkpoint Inhibition. Front. Immunol., 13 February 2020
原文標題 : NK細胞的免疫檢查點
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