針對糖基化進(jìn)行抗腫瘤藥物開發(fā)的研究進(jìn)展

田路路,戴蓓英

(中國藥科大學(xué)藥物科學(xué)研究院,江蘇 南京 211198)

糖基化是一種與糖鏈合成和連接有關(guān)的酶促反應(yīng)過程,它由糖基轉(zhuǎn)移酶調(diào)控,是各種生物過程的基礎(chǔ)。糖基化作為一種常見的蛋白質(zhì)翻譯后修飾方式,對調(diào)節(jié)細(xì)胞功能至關(guān)重要。異常的糖基化修飾可加速細(xì)胞增殖,減弱細(xì)胞與基質(zhì)間相互作用,促進(jìn)細(xì)胞遷移和分化,并參與調(diào)節(jié)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng),最終促進(jìn)腫瘤發(fā)展。鑒于糖基化在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用,越來越多的研究將糖基化作為研究對象來開發(fā)相應(yīng)的抗腫瘤藥物,本文對針對糖基化過程進(jìn)行抗腫瘤藥物開發(fā)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述和展望。

1 糖基化概述

1.1 糖基化糖基化是由糖基轉(zhuǎn)移酶調(diào)控的與糖鏈合成和連接有關(guān)酶促過程[1],是重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾形式之一,異常的糖基化修飾可加速細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞遷移和分化、減弱細(xì)胞與基質(zhì)間相互作用并參與調(diào)節(jié)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng),最終促進(jìn)腫瘤發(fā)展[2]。一個(gè)細(xì)胞或組織中糖基化修飾的完整模式是由許多糖基化修飾酶的同步作用組裝而成的,這些糖基化修飾酶包括糖基轉(zhuǎn)移酶和糖苷酶,用來糖化各種不同的糖類,如糖蛋白、糖脂和蛋白聚糖。特定蛋白質(zhì)的糖基化程度取決于蛋白質(zhì)序列中糖基化位點(diǎn)的存在和頻率,以及細(xì)胞或組織中特定糖基化酶的表達(dá)和活性[3]。糖基化是蛋白質(zhì)翻譯后修飾中最復(fù)雜的一種,參與許多生理事件,對每一個(gè)細(xì)胞過程都有巨大的影響。糖基化對細(xì)胞內(nèi)以及細(xì)胞和蛋白質(zhì)之間的識(shí)別、信號和相互作用事件是必不可少的,并可以在折疊和定義糖蛋白構(gòu)象方面發(fā)揮重要的結(jié)構(gòu)作用[4-5],并且在細(xì)胞黏附、細(xì)胞外基質(zhì)相互作用、對蛋白水解酶和免疫識(shí)別的保護(hù)以及膜組織的許多特性中也是必不可少的[4]。

1.2 糖基轉(zhuǎn)移酶具有特定糖基結(jié)構(gòu)的糖蛋白的修飾需要糖基轉(zhuǎn)移酶(glycosyltransferase,GTs)發(fā)揮作用以依次添加相應(yīng)的糖基結(jié)構(gòu)形成糖鏈,因此糖基轉(zhuǎn)移酶是糖基化過程中糖鏈合成的關(guān)鍵酶之一。每種糖基轉(zhuǎn)移酶都有特定的亞細(xì)胞定位,它們都依據(jù)著嚴(yán)格的底物專一性和有序性以確保糖鏈中糖基的固定序列[6]。如果糖基轉(zhuǎn)移酶在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生定位錯(cuò)誤或者其表達(dá)出現(xiàn)異常,就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生物學(xué)功能的失常從而導(dǎo)致許多疾病的發(fā)生。糖基轉(zhuǎn)移酶的異常改變與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),糖基轉(zhuǎn)移酶可通過形成異常糖鏈來調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)信號通路,進(jìn)而影響腫瘤細(xì)胞間或細(xì)胞與胞外基質(zhì)的相互作用,影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程甚至是腫瘤患者的預(yù)后,而腫瘤細(xì)胞的特殊微環(huán)境也可以反過來通過表觀遺傳調(diào)控以及相關(guān)信號通路來調(diào)控相關(guān)糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)或者是亞細(xì)胞定位,進(jìn)而引起糖鏈結(jié)構(gòu)的變化。

1.3 腫瘤相關(guān)糖類抗原腫瘤相關(guān)糖類抗原(tumor-associated carbone antigens,TACAs)是一類廣受關(guān)注的抗腫瘤免疫治療抗原,與正常細(xì)胞相比,多種TACA在癌細(xì)胞表面過度表達(dá)[7]。TACAs根據(jù)非糖部分的不同,可分為兩個(gè)大類:一是糖蛋白抗原,包括Thomsen-nouveau (Tn)、Thomsen-Friedenreich(TF) 和唾液酸化的Tn (sTn)抗原,這類抗原通過α-linker連接到蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基的羥基;二是糖脂抗原,它是連接到了神經(jīng)酰胺脂類的糖類,通過脂質(zhì)的疏水相互作用錨定在細(xì)胞表面的糖類抗原。而糖脂抗原可進(jìn)一步分為以下幾個(gè)小類:一是神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside,GD),如 GD2、GD3、GM2、GM3 和巖藻糖基化的GM1;二是Globo 類,例如 Globo-H、Gb3、Gb4 和 Gb5;三是血型決定素,例如 Lewisx、Lewisy 及其唾液酸化的衍生物等[8]。TACAs可以與原提呈細(xì)胞上的糖結(jié)合受體結(jié)合產(chǎn)生相互作用,進(jìn)而誘導(dǎo)免疫抑制信號從而促進(jìn)免疫逃逸[9]。其中幾種重要的TACA:神經(jīng)節(jié)苷脂GD2和糖蛋白黏蛋白1(MUC1)是目前腫瘤免疫治療研究的熱點(diǎn)。

2 癌癥中的糖基化改變

與致癌轉(zhuǎn)化相關(guān)的糖基化變化在70多年前首次被報(bào)道[10-11],單克隆抗體技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了該觀察結(jié)果[12]。一般來說,癌細(xì)胞發(fā)生了與正常糖基化途徑不一樣的轉(zhuǎn)變,由于一種或多種因素導(dǎo)致細(xì)胞的聚糖表達(dá)改變。首先,聚糖表達(dá)的改變可歸因于糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)不足或過表達(dá)[13],第二,聚糖表達(dá)的改變可能是由于肽主鏈和新生聚糖鏈的三級構(gòu)象的變化。第三,差異可能源于不同受體底物的可變性,以及糖核苷酸供體和輔因子的可用性和豐度[14]。最后,聚糖表達(dá)的變化也與高爾基體中相關(guān)糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)和定位有關(guān)[15]。糖蛋白或糖脂的糖基結(jié)構(gòu)的變化通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞周期失調(diào)、降解細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)和基底膜、促進(jìn)腫瘤擴(kuò)散和血管生成以及促進(jìn)免疫逃逸而參與癌癥的進(jìn)展[16]。最常見的與癌癥相關(guān)的糖基化改變是唾液酸化、巖藻糖化、O-糖鏈截短體以及N-糖鏈的分支增多。

2.1 唾液酸化唾液酸化是細(xì)胞糖基化的重要修飾,因?yàn)橥僖核峄穷愒诩?xì)胞識(shí)別、細(xì)胞黏附和細(xì)胞信號傳遞中具有重要作用。糖基轉(zhuǎn)移酶表達(dá)改變導(dǎo)致的整體唾液化水平升高與癌癥密切相關(guān),特別是α2,6 -和α2,3 -連接唾液化水平升高[17]。

乳氨酸鏈通常以唾液酸為末端,例如α2,6-唾液酸化乳糖胺(Sia6LacNAc)是β-半乳糖苷α2,6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶I(ST6Gal-I)的產(chǎn)物,而ST6Gal-I是一種在包括結(jié)腸癌、胃癌和卵巢癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤中表達(dá)失調(diào)的酶[18],而且已被報(bào)道為結(jié)腸癌中預(yù)后不良的預(yù)測標(biāo)志[19]。

SLea和SLex也是與癌癥相關(guān)的主要唾液酸化抗原。SLex是選擇素的配體,在癌癥中,SLex與選擇素的相互作用,從而形成癌細(xì)胞和血小板的栓塞并有利于它們在內(nèi)皮細(xì)胞上的阻滯來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移級聯(lián),因此促進(jìn)癌細(xì)胞的黏附和轉(zhuǎn)移[20]。SLea四糖,是一種被廣泛應(yīng)用于臨床的癌癥相關(guān)標(biāo)志物,是通過血清學(xué)檢測腫瘤相關(guān)糖類抗原CA19-9檢測出來。CA19-9檢測主要用于已確診為胰腺癌、結(jié)直腸癌、胃癌或膽管癌的患者,主要用于監(jiān)測對治療的臨床反應(yīng)[21]。

2.2 巖藻糖基化巖藻糖基化是由一系列巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶合成的,巖藻糖基化是一種不可延伸的修飾,通常分為末端巖藻糖基化和核心巖藻糖基化。核心巖藻糖化包括通過α-TVIII(由FUT8編碼)將FUC 1,6-巖藻糖加到N-糖鏈最內(nèi)側(cè)的GlcNAc殘基上,FUT8和核心巖藻糖基化的過度表達(dá)是幾種癌癥的重要特征,比如肺癌和乳腺癌[22-23]。巖藻糖基化的α-甲胎蛋白的是早期檢測肝細(xì)胞癌(HCC)的公認(rèn)生物標(biāo)志物,通過檢測該指標(biāo)可區(qū)分肝細(xì)胞癌、慢性肝炎和肝硬化[24]。另外還有研究發(fā)現(xiàn),表皮生長因子受體(EGFR)核心巖藻糖基化的增加與二聚化和磷酸化的增加有關(guān),這導(dǎo)致EGFR介導(dǎo)的與腫瘤細(xì)胞生長和惡性相關(guān)的信號傳導(dǎo)增加[22]。

2.3 O-聚糖截短體的產(chǎn)生腫瘤的另一個(gè)共同特征是截短的O-聚糖的過度表達(dá),GalNAc型O-聚糖,也稱為粘蛋白型O-聚糖,經(jīng)常在大多數(shù)跨膜和分泌型糖蛋白中發(fā)現(xiàn)。在惡性腫瘤期間,糖蛋白中也會(huì)發(fā)生異常的糖基化,這些糖蛋白表現(xiàn)出短鏈或截短型糖鏈的異常表達(dá),如二糖湯姆森-弗里登賴希抗原(T抗原,也稱為核心蛋白1)和單糖GalNAc(也稱為Tn)及其唾液酸化形式(分別為ST和STn),這是O聚糖不完全合成不完全的結(jié)果[25]。腫瘤中STN的異常合成是由于ST6GalNAc-I過度表達(dá)所致[26],STN被認(rèn)為是一種重要的預(yù)后指標(biāo)和抗癌疫苗設(shè)計(jì)的靶點(diǎn)[27]。

2.4 N-聚糖分支的改變在癌變過程中,癌細(xì)胞中經(jīng)常發(fā)生的糖基化變化是復(fù)雜的β1,6-分支N-連接糖鏈表達(dá)增加[28], GlcNAc-分支N-糖鏈表達(dá)增加是由于GnT-V活性增強(qiáng)。GnT-V是甘露糖乙酰-氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶5(MGAT5)基因編碼的一種酶,腫瘤中異常激活的RAS-RAF-MAPK信號通路調(diào)節(jié)MGAT5的表達(dá)[28]。有研究證實(shí),在永生化的肺上皮細(xì)胞系中過表達(dá)MGAT5導(dǎo)致細(xì)胞失去接觸抑制,使細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性增強(qiáng)并增強(qiáng)了裸鼠體內(nèi)的成瘤能力[29]。

與GnT-V的功能相反,GnT-III(由MGAT3編碼)催化β1,4-鏈上二等分的GlcNAc N-糖鏈的加成,抑制包括β1,6-分支結(jié)構(gòu)在內(nèi)的N-糖鏈的額外加工和延伸。有研究證實(shí),過表達(dá)MGAT3能抑制具有高轉(zhuǎn)移潛能的小鼠黑色素瘤B16細(xì)胞在小鼠體內(nèi)的肺轉(zhuǎn)移,說明GnT-III拮抗GnT-V在腫瘤中的作用,抑制腫瘤轉(zhuǎn)移[30]。

3 基于糖基化的抗腫瘤藥物開發(fā)

腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中存在各種生物分子上糖基化的特異性,這也說明了以糖基化為靶點(diǎn)治療腫瘤的可行性和重要性,糖基轉(zhuǎn)移酶抑制劑、基于TACAs的CAR-T細(xì)胞、糖基/糖肽疫苗和抗體治療等基于糖基化的治療方法已經(jīng)在研發(fā)和應(yīng)用中。

3.1 基于糖基轉(zhuǎn)移酶的小分子抑制劑糖基轉(zhuǎn)移酶廣泛存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體內(nèi),參與糖蛋白以及糖脂中聚糖鏈的生物合成。糖基轉(zhuǎn)移酶在癌細(xì)胞中的異常表達(dá)對癌細(xì)胞的生存、遷移、侵襲等能力都有重要影響。因此,抑制特定糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)能夠阻斷特定糖蛋白的合成,進(jìn)而抑制癌細(xì)胞的黏附及遷移能力,可以作為癌癥治療的新途徑。

由唾液酸轉(zhuǎn)移酶(STs)催化引起的異常唾液酸化常見于癌細(xì)胞中,并且與癌癥轉(zhuǎn)移增加有關(guān),但早期開發(fā)的唾液酸轉(zhuǎn)移酶抑制劑由于其較差的細(xì)胞通透性而不適用于臨床使用。2010年一篇文章報(bào)道了一種細(xì)胞通透性良好的泛唾液酸糖基轉(zhuǎn)移酶抑制劑AL10,AL10可以有效減弱細(xì)胞表面的α-2,3-唾液酸化,通過抑制整合素介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)抑制肺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[31]。2011年該團(tuán)隊(duì)的另一篇文章又報(bào)道了一種新的泛唾液酸糖基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Lith-O-Asp,Lith-O-Asp抑制各種癌細(xì)胞系的遷移和侵襲能力,對人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的血管生成活性具有抑制作用并且降低了整合素-β1的唾液酸修飾,并抑制了磷酸化FAK、磷酸paxillin和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)2和MMP9的表達(dá)。證明潛在的泛ST抑制劑Lith-O-Asp可能通過抑制FAK/paxillin信號傳導(dǎo)和表達(dá)抗血管生成因子來抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[32]。2021年該團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究也報(bào)道了一種唾液酸糖基轉(zhuǎn)移酶抑制劑-FCW34,FCW34是在Lith-O-Asp基礎(chǔ)上優(yōu)化結(jié)構(gòu)得來的,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FCW34能夠抑制乳腺癌細(xì)胞生長,減少血管生成并降低細(xì)胞遷移能力,并且作者提出FCW34通過操縱N-聚糖唾液酸化,進(jìn)而調(diào)節(jié)talin/integrin/FAK/paxillin and integrin/NF-κB信號通路可能是一種可行的治療方法[33]。

胰腺癌是一種高度侵襲性的癌癥,通常在晚期被診斷,并且在所有惡性腫瘤中預(yù)后最差,其特征是致密的結(jié)締組織增生反應(yīng)和多種黏蛋白的表達(dá)改變。此外,黏蛋白與胰腺癌的發(fā)展密切相關(guān),已經(jīng)有研究表明黏蛋白的異常表達(dá)和過度表達(dá)與胰腺癌的發(fā)生進(jìn)展和不良預(yù)后之間存在重要聯(lián)系[34]。黏蛋白合成的核心酶2-β-1,6-乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶(GCNT3)在黏蛋白生物合成中起重要作用,GCNT3的異常表達(dá)導(dǎo)致黏蛋白的過度合成。2016年一篇文章利用分子對接的方法將他尼氟酯確定為一種選擇性結(jié)合GCNT3的新型抑制劑,無論是單獨(dú)使用還是與EGFR抑制劑吉非替尼聯(lián)合使用都對黏蛋白的產(chǎn)生具有抑制作用,并且能夠抑制胰腺癌細(xì)胞的增殖能力,表明通過抑制GCNT3從而減少黏蛋白生物合成可能會(huì)提高藥物反應(yīng)性,值得在胰腺腫瘤發(fā)生的臨床前模型中進(jìn)一步開發(fā)和研究[35]。

N-糖基化在多種癌癥中存在異常表達(dá),并且與癌癥的惡性程度相關(guān)。研究表明臨床批準(zhǔn)的藥物氟伐他汀可以通過抑制 N-乙酰葡萄糖轉(zhuǎn)移酶從而減少N-糖基化和N-糖鏈分支來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡,并在術(shù)后轉(zhuǎn)移性乳腺癌小鼠模型中減少了乳腺癌轉(zhuǎn)移并將小鼠生存期延長了30%以上[36]。

β-1,4-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶(β-4GalT)在多種癌細(xì)胞中表達(dá)增加,對癌細(xì)胞的生長、遷移以及侵襲能力都具有促進(jìn)作用,研究表明8-羥基喹啉(8-HQ)的衍生物對β-4GalTs具有抑制效果,在特定濃度范圍內(nèi) 8-HQ 對癌細(xì)胞具有細(xì)胞毒性, 是十分具有前景的抗腫瘤制劑[37]。

N-乙酰半乳糖胺基轉(zhuǎn)移酶(ppGalNAc-T)家族中 ppGalNAc-T3對癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移具有促進(jìn)作用,從而使癌癥的致死率增加[38]。為了確定一種專門調(diào)節(jié)ppGalNAc-T3的化合物,Song等[39]對實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類細(xì)胞進(jìn)行了改造,使其在ppGalNAc-T3被阻斷時(shí)發(fā)出熒光,在篩選的20 000多種化合物中,一種稱為T3Inh-1的化合物能夠選擇性阻斷ppGalNAc-T3。T3Inh-1 是一種特異性的ppGalNAc-T3 抑制劑,研究表明 T3Inh-1 在體外實(shí)驗(yàn)中抑制了乳腺癌細(xì)胞的遷移,在體外實(shí)驗(yàn)以及體內(nèi)小鼠生長的組織細(xì)胞中都降低了 FGF23 激素水平,并且不會(huì)引起任何毒副作用。

雖然針對糖基轉(zhuǎn)移酶已有多種小分子抑制劑在研發(fā)當(dāng)中,但由于糖鏈的多變性和動(dòng)態(tài)性以及供體和受體底物的多樣性,糖基轉(zhuǎn)移酶是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的靶標(biāo)類別。糖基轉(zhuǎn)移酶也是高度分支的多基因家族,其數(shù)量非常龐大、底物也很靈活,因此了解每種糖基轉(zhuǎn)移酶具體的結(jié)構(gòu)和生物功能可以為針對糖基轉(zhuǎn)移酶開發(fā)藥物的研究提供思路。

3.2 基于TACAs的CAR-T療法CAR-T細(xì)胞的過繼性回輸以非MHC依賴的方式治療癌癥,是一種有前途的免疫療法策略,但迄今為止在實(shí)體瘤治療中展現(xiàn)的效果不佳,主要原因包括CAR-T細(xì)胞增殖能力有限、CAR-T細(xì)胞難以向腫瘤組織轉(zhuǎn)運(yùn)以及實(shí)體瘤中抑制T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生的復(fù)雜腫瘤微環(huán)境[40]。

GD2是一種含有糖脂抗原并且由5種單糖組成的N-乙酰神經(jīng)氨酸,它通過神經(jīng)酰胺脂質(zhì)錨定在質(zhì)膜的脂質(zhì)雙層上。正常組織中GD2的表達(dá)水平較低[41],但在神經(jīng)母細(xì)胞瘤、小細(xì)胞肺癌、黑色素瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤和肉瘤等各種類型的癌癥中表達(dá)水平很高[42]。正是因?yàn)镚D2在實(shí)體瘤中的重要性和靶向性,抗GD2 的CAR-T細(xì)胞免疫治療在各種類型的腫瘤中得到了廣泛的研究,已有好幾項(xiàng)臨床試驗(yàn)包括NCT02761915、NCT03373097、NCT03721068、NCT03635632、NCT01822652和NCT01953900都被批準(zhǔn)用于評估GD2-CAR-T細(xì)胞在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中的作用[43]。

人類黏蛋白1(MUC1)是一種高分子量糖蛋白,通常在各種組織的上皮細(xì)胞層上表達(dá)以保護(hù)暴露在外部環(huán)境中的這些上皮細(xì)胞。MUC1-N和MUC1-C這兩個(gè)亞基在細(xì)胞表面形成穩(wěn)定的非共價(jià)復(fù)合體,亞基之一MUC1-N含有可變數(shù)量的20個(gè)氨基酸串聯(lián)重復(fù)序列(VNTR)。正常細(xì)胞中MUC1-N的每個(gè)VNTR的絲氨酸或蘇氨酸殘基都被高度糖基化,而腫瘤細(xì)胞上的MUC1則被更短的糖鏈所修飾以暴露出蛋白質(zhì)骨架[44]。由于Tn(GalNAc α1-O-Ser/Thr)是癌癥組織中最常見的異常糖類,因此MUC1的Tn糖類(Tn-MUC1)是CAR治療的一個(gè)有希望的靶點(diǎn)。美國賓夕法尼亞大學(xué)Posey等[45]發(fā)現(xiàn)Tn-MUC1 CAR-T顯示出針對T細(xì)胞淋巴瘤和胰腺腫瘤的抗腫瘤效力,證實(shí)了靶向異常糖基化 MUC1 分子的 CAR-T 技術(shù)是可能打破實(shí)體瘤免疫耐受的新方法。由Tmunity Therapeutics開發(fā)的Tn-MUC1-CAR是領(lǐng)先的MUC1-CAR-T細(xì)胞療法,目前正在進(jìn)行Ⅰ期臨床試驗(yàn)(NCT04025216)。

3.3 基于TACAs的抗腫瘤疫苗抗腫瘤疫苗可以為機(jī)體提供長期的保護(hù),其成功開發(fā)將是癌癥防治領(lǐng)域的巨大飛躍,而抗腫瘤疫苗設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是抗原的合理設(shè)計(jì),TACAs被認(rèn)為是設(shè)計(jì)抗腫瘤疫苗的有前途的靶點(diǎn),但糖類本身只能引起較差的免疫原性,因?yàn)樗鼈儫o法誘導(dǎo)T細(xì)胞依賴的免疫反應(yīng),而T細(xì)胞依賴的免疫反應(yīng)對癌癥治療至關(guān)重要。此外,由于天然TACA的內(nèi)源性性質(zhì),使用其作為抗原很容易誘導(dǎo)免疫耐受和免疫抑制。克服這些障礙的最新策略主要包括:①將TACAs共價(jià)偶聯(lián)到合適的載體上以提高免疫原性,包括簇狀或多價(jià)結(jié)合疫苗;②將TACAs與T細(xì)胞表位或內(nèi)置佐劑偶聯(lián)以形成多組分糖結(jié)合疫苗;③開發(fā)基于化學(xué)修飾的TACAs結(jié)合癌細(xì)胞代謝工程的疫苗[8]。

有研究報(bào)道了一種含有GD2和GD3的二價(jià)疫苗,它以O(shè)PT-821為佐劑,已經(jīng)在高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者中進(jìn)行了Ⅰ期試驗(yàn)[46]和Ⅱ期試驗(yàn)(NCT00911560)[47]。其Ⅰ期試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在15名患者中有12名觀察到了明顯的反應(yīng),并且在10名患者中有6名患者表現(xiàn)出微小殘留病灶(MRD)的消失[46]。Ⅱ期試驗(yàn)結(jié)果也顯示了強(qiáng)大的抗體反應(yīng),并且將更高的抗GD2-IgG1滴度與更高的存活率成功關(guān)聯(lián)[47]。

3.4 基于TACAs的抗體幾種抗GD2單克隆抗體已在臨床實(shí)驗(yàn)中取得成功,甚至獲批投入臨床治療市場。Dinutuximab是一種靶向GD2的單克隆抗體,Dinutuximab與GD2結(jié)合,通過從外周血單核細(xì)胞群中招募粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞,誘導(dǎo)ADCC、CDC導(dǎo)致神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的死亡[48]。該抗體于2015年被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)用于與粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、白細(xì)胞介素-2 (IL-2)和13-順式視黃酸(RA)聯(lián)合治療兒童高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤[49]。最近,FDA加速批準(zhǔn)了人源單抗Hu3F8 (Naxitamab,Danyelza?)聯(lián)合GM-CSF治療復(fù)發(fā)或難治性骨或骨髓高危成神經(jīng)細(xì)胞瘤,主要是因?yàn)檫@種治療方式的兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)(NCT03363373和NCT01757626)有著驚人的總體緩解率和反應(yīng)持續(xù)時(shí)間。

一些靶向GD2和其他免疫細(xì)胞受體(例如CD3、CD64等)的雙特異性抗體(BsAbs)在抗癌治療中也有很大的前景,這種策略使免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞接近,并通過穿孔素/顆粒酶介導(dǎo)的、非MHC限制的、特異性的抗腫瘤細(xì)胞毒性來殺死腫瘤細(xì)胞。一項(xiàng)Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)正在評估hu3F8-CD3雙特異性抗體在復(fù)發(fā)難治性神經(jīng)母細(xì)胞瘤、骨肉瘤和其他表達(dá)GD2的實(shí)體腫瘤患者中的毒性、藥代動(dòng)力學(xué)和抗腫瘤活性(NCT03860207),也有另一項(xiàng)多中心臨床試驗(yàn)正在評估該雙特異性抗體在小細(xì)胞肺癌(SCLC)中的抗腫瘤作用(NCT04750239)。

2012年,古巴一團(tuán)隊(duì)在研發(fā)非小細(xì)胞肺癌抗獨(dú)特型抗體-Varira(Racotumomab)這項(xiàng)研究上取得了勝利,他們的第一步是用含有GM3的脂質(zhì)體(Neu5Gc)免疫小鼠,結(jié)果產(chǎn)生了識(shí)別表達(dá)GM3(Neu5Gc)的不同癌癥的單抗P3(IgM),隨后用與載體蛋白KLH偶聯(lián)的單克隆抗體P3免疫小鼠,從而獲得了抗獨(dú)特型單克隆抗體1E10 (IgG)[50]。Racotumomab在診斷為表達(dá)N-糖基化神經(jīng)節(jié)苷脂并且對常規(guī)治療耐藥的兒童癌癥患者中進(jìn)行了Ⅰ期臨床試驗(yàn),大多數(shù)患者產(chǎn)生了免疫反應(yīng)[51]。目前,針對高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的Ⅱ期試驗(yàn)正在進(jìn)行中(NCT02998983),另外有也有兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)評估了該單抗在晚期肺癌中的應(yīng)用(NCT01240447和NCT01460472)。Vaxira?已在阿根廷和古巴上市,被批準(zhǔn)作為晚期非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)治療的主動(dòng)免疫治療劑的抗獨(dú)特型抗體。

4 展望

總之,目前針對糖基化進(jìn)行的抗腫瘤藥物研發(fā)的研究是非常有探索價(jià)值的,但因糖鏈結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣、糖鏈合成過程的動(dòng)態(tài)化且結(jié)構(gòu)與功能之間沒有一一對應(yīng)的線性關(guān)系等原因?qū)е履壳暗难芯恳廊痪哂幸欢ň窒扌浴Ｎ磥砦覀兛梢猿浞掷没蚬こ獭⒌鞍踪|(zhì)工程領(lǐng)域的新方法以及糖組學(xué)和糖蛋白組學(xué)的生物數(shù)據(jù)庫,克服目前研究出現(xiàn)的困難,開發(fā)新的腫瘤特異性糖鏈抗原。針對腫瘤糖基化的藥物開發(fā)可能會(huì)克服目前在癌癥患者的診斷、預(yù)后和治療方面的許多限制,可協(xié)同當(dāng)前的腫瘤治療提高特異性和有效性,為腫瘤患者的個(gè)性化治療和綜合治療提供新的策略和思路。