劉倩,王娟,李冉,高愛琴,黨琦
1 濰坊醫學院臨床醫學院,山東濰坊 261053;2 山東第一醫科大學附屬中心醫院腫瘤科;3 臨清市人民醫院腫瘤科;4 山東省腫瘤防治研究院(山東省腫瘤醫院)胸部放療科;5 山東省腫瘤防治研究院(山東省腫瘤醫院)Ⅰ期臨床研究中心
靶向負性免疫檢查點分子如程序性死亡受體1(PD-1)、程序性死亡配體1(PD-L1)、細胞毒性T 淋巴細胞相關抗原4(CTLA-4)的免疫檢查點抑制劑(ICI)是近年來腫瘤治療領域“里程碑”式的新突破,給腫瘤患者帶來了長期生存獲益,已成為腫瘤治療的“第四模式”。然而,上述ICI 在實體腫瘤中的總體應答率僅為15%~40%[1]。究其原因在于,由腫瘤細胞及免疫細胞組成的復雜的免疫抑制性腫瘤微環境(TME)限制了ICI 的療效[2]。因此,探索新的免疫治療靶點和免疫聯合治療策略是改善免疫抑制性TME,以提高ICI 療效的重要途徑之一。T 細胞活化V 結構域Ig 抑制因子(VISTA),又稱B7-H5、PD-1H、Gi24、Dies1、SISP1、DD1alpha、C10orf54,是B7 家族抑制性免疫檢查點分子成員之一。近年研究表明,VISTA 在TME 中的腫瘤細胞及免疫細胞中均存在異常高表達,抑制抗腫瘤免疫應答,并介導了免疫治療的耐藥[3]。針對VISTA 的藥物研發已進入臨床研究階段。因此,VISTA 是非常有前景的免疫治療新靶點,靶向抑制VISTA可能成為當前ICI潛在的聯合增效策略之一[4-8]。本文通過匯總有關VISTA 的研究進展,為后續VISTA 抑制劑及聯合抑制VISTA 以克服免疫治療耐藥提供理論基礎。
TME 可誘導VISTA 異常高表達。VISTA 幾乎表達于TME 中所有免疫細胞亞群的細胞膜或細胞質中,直接或間接抑制T 細胞增殖、激活及免疫功能,介導腫瘤免疫逃逸。
1.1 VISTA 在腫瘤浸潤免疫細胞中的表達和功能 VISTA 參與維持T 細胞靜默表型。CD4+T 細胞中高表達的VISTA,可通過抑制其增殖活化和細胞因子的產生,介導免疫逃逸[9]。調節性T細胞(Treg)中高表達的VISTA 可誘導其在TME 中浸潤和聚集[10],抑制抗腫瘤T 細胞免疫。然而,CD8+T 細胞中VISTA 表達的作用機制尚不明確。VISTA 不僅在T細胞中高表達,亦高表達于多種腫瘤相關髓系細胞,如腫瘤相關巨噬細胞(TAM)、骨髓來源的抑制細胞(MDSC)、樹突狀細胞(DC)等,并抑制上述細胞的抗腫瘤免疫反應。TAM 中VISTA 的過表達促進TAM向M2 樣極化,從而導致T 細胞失能[11]。VISTA 能夠增強MDSC 對CD4+T 細胞、CD8+T 細胞、DC 細胞的免疫抑制效應。DC 中的VISTA 通過抑制細胞外調節蛋白激酶的激活來控制白細胞介素23的表達,進而抑制其抗原提呈能力[12]。因此,阻斷VISTA 可逆轉免疫抑制TME[9]。值得注意的是,除了原發性高表達,VISTA 也有誘導性高表達的特點。在前列腺癌和惡性黑色素瘤患者中,分別用CTLA-4 抑制劑和PD-1 抑制劑治療后,VISTA 在腫瘤浸潤淋巴細胞和TAM 中表達顯著增加[13-14]。VISTA 的誘導性高表達可能是癌癥患者免疫治療反應率低的原因之一。因此,VISTA 可能是抗PD-1 或抗CTLA-4 治療免疫耐藥機制中的關鍵分子。
1.2 VISTA 在腫瘤細胞中的表達和功能 除了在腫瘤浸潤免疫細胞中高表達,VISTA在腫瘤細胞的細胞膜或細胞質中也異常高表達。研究證實,VISTA在胃癌中的高表達與腫瘤細胞的低分化和高Ki-67 表達相關[3]。在人成纖維肉瘤細胞、口腔鱗狀細胞癌細胞中,VISTA 可直接增強腫瘤細胞的侵襲和轉移能力[15]。除了直接調控腫瘤細胞惡性生物學行為,腫瘤細胞源性VISTA 在、胃癌[3]等腫瘤中還可通過抑制免疫應答,間接促進腫瘤的生長。上述機制在小鼠惡性黑色素瘤模型中得到證實,腫瘤細胞中VISTA 表達上調時,DC 的抗原提呈能力下降,Treg等具有免疫抑制功能的細胞數量會增加,促進腫瘤發展[16]。以上研究進一步支持VISTA作為抗腫瘤治療新靶點的可能性。
目前研究已證實的VISTA結合伴侶包括含V-set和免疫球蛋白結構域3(VSIG3)、PSGL-1,含V-set 和免疫球蛋白結構域8(VSIG8)。其中VSIG3和PSGL-1是VISTA 最有潛力的兩個結合伴侶。在中性pH 條件下,VISTA 與VSIG3 結合,抑制趨化因子配體5 和細胞因子白介細胞素17的產生,從而誘導免疫抑制作用[17]。而在酸性條件下,VISTA 與翻譯修飾后的PSGL-1 結合,下調γ 干擾素(IFN-γ)的水平、抑制T細胞增殖和T 細胞受體介導的核轉錄因子-kappa B信號轉導[18],發揮免疫抑制作用。
鑒于VISTA在惡性腫瘤生物學行為及免疫微環境中的重要作用,進一步深入了解VISTA 的上下游信號分子機制將為抗腫瘤治療策略的開發提供潛在的指導價值。在惡性黑色素瘤細胞中,鼠類肉瘤病毒癌基因同源物B(BRAF)通過V 集免疫調節受體-叉頭框蛋白D3(VSIR-FOXD3)信號通路上調VISTA的表達[19],提示BRAF 抑制劑與VISTA 抑制劑可能存在協同抗腫瘤效應。乳腺癌細胞中p53 通過誘導VISTA 的過表達,介導免疫耐受[20]。結腸癌中,乏氧誘導的缺氧誘導因子1α(HIF-1α)與VISTA 啟動子結合可以上調髓系細胞中VISTA 的表達,增強MDSC介導的對T細胞增殖和激活的抑制作用,與預后不良相關[21]。在纖維肉瘤細胞、口腔鱗癌細胞、肝癌細胞的研究中發現,腫瘤細胞中的VISTA 增強了膜型1-基質金屬蛋白酶和基質金屬蛋白酶2 的激活,從而促進腫瘤的侵襲和轉移[15]。阻斷VISTA 可重編程腫瘤相關的耐受性MDSC 和DC,引發內源性Toll樣受體/髓樣分化因子88介導的促炎反應,進而顯著增強TME 中T 細胞的抗腫瘤活性[22]。然而,對腫瘤中VISTA 介導的信號通路的認識仍不全面,需要進行更多研究進一步探究其分子機制。
盡管多項基礎研究證實了VISTA的免疫抑制效應,但其在判斷腫瘤預后中的價值卻仍有爭議。惡性黑色素瘤中,VISTA在腫瘤浸潤炎性細胞中表達與較低的生存率相關[23]。在非小細胞肺癌中,VISTA在CD4+T淋巴細胞的表達與淋巴結轉移和較短的總生存期相關[24],提示VISTA 可作為上述腫瘤中的負性預后指標。然而,在早期食管癌等腫瘤細胞中,VISTA 的高表達與CD4+T、CD8+T 細胞的浸潤、M1 型巨噬細胞的浸潤增加有關,是預后良好的指標[25]。上述研究提示VISTA 在不同瘤種、不同疾病進展階段可能存在動態變化,不可一概而論,仍需深入細致研究。
5.1 阻斷VISTA作為抗腫瘤策略的臨床前研究 在胰腺癌肝轉移等小鼠腫瘤模型中發現,阻斷VISTA可以重新激活抗腫瘤免疫,如DC 的活性增強,CD8+T 細胞的數目增多、殺傷功能增強,IFN-γ、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等細胞因子分泌增加,Treg免疫抑制功能減弱,從而顯著抑制腫瘤的生長[26]。研究證實,阻斷VISTA 與抗PD-L1 的聯合治療明顯上調了T 細胞的活化基因(Stat1、Gzmk、Ifi27l2a 和Txn1)表達,增加CD8+T細胞數量,更顯著地抑制小鼠腦轉移瘤的生長[27]。這些成果為克服免疫治療耐藥提供了新思路。
CA-170是由美國Curis公司研發的靶向VISTA、PD-L1和程序性死亡配體2(PD-L2)的小分子免疫檢查點抑制劑,在重塑T 細胞的活性和增殖能力方面表現出強大的效應。體內外研究發現,CA-170 能夠增加CD4+T 細胞、CD8+T 細胞的數量,并上調T 細胞上共刺激分子OX-40、顆粒酶B、IFN-γ 的表達。在小鼠肺癌模型中,CA170 治療增加了體內效應CD8+T 細胞的浸潤和功能,減少了MDSC 和Treg 的數量,從而顯著抑制腫瘤的生長[28]。因此,CA-170通過逆轉免疫抑制TME,激活內源性抗腫瘤免疫,達到抗腫瘤效果。CI-8993 是已經終止研究的藥物JNJ-61610588 的延續,作為一種拮抗VISTA 的具有活性可結晶(Fc)段的人源免疫球蛋白單克隆抗體,通過增加單核細胞、CD4+T、CD8+T 細胞的數量和活性調控TME。在小鼠MB49膀胱癌模型和小鼠CT26結腸癌模型中,與單藥相比,CI-8993 與抗PD-1、抗CTLA-4聯合應用,可顯著縮小腫瘤體積。由于VISTA 阻礙T 細胞激活的啟動階段,PD-1/PD-L1 阻礙T細胞的效應階段,由此推測,同時阻斷VISTA 和PD-1/PD-L1 有更強的T 細胞激活效應。這說明雖然單獨應用CI-8993 的抗腫瘤療效有限,ICI 聯用有助于提高抗腫瘤療效。W-0180 是一種靶向VISTA的單克隆抗體,體外試驗表明阻斷VISTA 可以促進自然殺傷細胞增殖、CD8+T 細胞的抗腫瘤活性并誘導細胞因子產生。動物模型中,W-0180治療顯著增強了CD8+T 細胞的抗腫瘤活性,進而抑制腫瘤生長[29]。這說明,靶向VISTA 治療能解除T 細胞的免疫抑制,并促進T細胞活化,進而維持機體對腫瘤的免疫應答。HMBD-002是一種不依賴Fc的免疫球蛋白4(IgG4)型抗VISTA 抗體,通過阻斷巨噬細胞上的VISTA,將免疫抑制的TAMs 逆轉為抗腫瘤的M1表型,并促進CD8+T細胞增殖、TNF-α分泌、C-X-C基序趨化因子10(CXCL10)表達上調和顆粒酶B 的釋放[30]。HMBD-002 能有效抑制小鼠腫瘤生長,其腫瘤生長抑制率分別為CT26 結腸癌84%、4T1 乳腺癌53%、HCT15 大腸癌65%、A549 肺癌62%,且其免疫毒性風險較低[31]。進一步研究發現,HMBD-002 與PD-1 抑制劑聯合應用可以減少CD8+T 細胞耗竭,促進M1 型巨噬細胞活化,最大程度地抑制小鼠CT26結腸癌腫瘤生長[32]。說明阻斷VISTA可能是逆轉或延緩當前PD-1/PD-L1抑制劑耐藥的有效策略。
5.2 VISTA 抑制劑的最新臨床研究 上述臨床前研究成果推動了VISTA抑制劑的發展。當前已開發多種針對VISTA 的藥物,用于研究抗VISTA 治療在晚期實體腫瘤患者中的可行性,并且初步取得了陽性 的 結 果[28]。從http://www.clinicaltrials.gov 和https://db.pharnexcloud.com/(藥融云)和相關會議可檢索到當前針對VISTA的臨床試驗藥物信息。
JNJ-61610588是首個靜脈注射的抗VISTA 的單克隆抗體,該試驗提前終止,相關的數據未知。CA-170 的Ⅰ期劑量爬坡試驗(NCT02812875)中,50例可評估的受試者中,25例患者疾病穩定(包括7例惡性胸膜間皮瘤),8 例受試者腫瘤完全緩解,11 例受試者接受了至少7 個周期的治療;無劑量限制毒性事件;確定最大耐受劑量為1 200 mg BID;大多數治療相關不良反應為1~2級,多數呈自限性,未因不良事件出現減量或者停藥。基于爬坡試驗的良好安全性和有效性,進一步開展了Ⅱ期(CTRI/2017/12/011026)劑量擴展(400、800 mg)試驗,入組的62例患者中,總臨床獲益率(CBR)為59.5%,其中高度微衛星不穩定實體腫瘤40%、頭頸部鱗狀細胞癌46.2%、非小細胞肺癌(NSCLC)70%、經典型霍奇金淋巴瘤(CHL)77.8%。可以看出,CA-170 在NSCLC 和CHL中獲得了較高的CBR;其中,400 mg 劑量組CBR(73.7%)相較800 mg 劑量組CBR(44.4%)更高。62例受試者出現8例免疫相關不良事件,其中5例TSH升高,2 例出現皮疹,1 例3 級中性粒細胞減少癥和3級貧血,停用研究藥物后很快改善[33]。CA-170 的數據顯示其具有吸收快、生物利用度好和半衰期短等特點,因此理論上來講,CA-170 可能比PD-1 抑制劑有更好的安全性。臨床工作中可以利用其半衰期短暫的特點,靈活控制藥物用量,并管理免疫相關不良反應。上述研究初步顯示出CA-170廣泛的抗癌譜、顯著的抗腫瘤療效及良好的安全性。期待后續更多大型隨機對照臨床研究驗證。此外,還有諸多針對VISTA的其他藥物處于早期臨床試驗的招募階段,期待后續結果的發布能改變臨床診療策略。
綜上所述,VISTA 廣泛表達于TME 免疫細胞及腫瘤細胞中,通過直接促腫瘤效應或者間接介導免疫逃逸參與了腫瘤生長和進展過程。臨床前研究中,阻斷VISTA 不僅可抑制腫瘤進展,還可以增強PD1/PD-L1 抑制劑的抗腫瘤活性,為腫瘤治療提供了新靶點,為克服ICI 耐藥提供了新策略。但是,VISTA 抑制劑廣泛的臨床應用仍面臨諸多挑戰。①當前臨床試驗結果顯示靶向VISTA有良好的安全性及療效,但是仍需要進一步的大型臨床試驗證實。②研究VISTA 與VSIG3、PSGL-1 結合的空間定位和其在TME 中結合過程中上游和下游的信號通路,能為后續研究靶向藥物如何發揮最優效能提供新的見解。③基于VISTA的pH選擇性,調節腫瘤周圍的pH值是否能增強抗腫瘤效果,還需要探索。④VISTA 與其他免疫檢查點的抗腫瘤聯合治療的相關機制還需要深入研究,以探索VISTA 靶向治療的有效人群和聯合治療的最佳方案。