谁主沉浮？免疫检查点发展之路

中国首款自研P-CAB替戈拉生片获批罗欣药业“创仿结合”战略迎新里程碑

作者 | 扶摇

起源与首创

免疫检查点的起源可以追溯到上世纪60年代。1968年，Ingegerd Hellström、Karl Hellström及其同事的一项发现，叩开了免疫检查点新世界的大门。他们从同一癌症患者体内分离出淋巴细胞和癌细胞，发现这两种细胞在体外会产生反应。于是研究者们做出了体内某些机制可能会阻断免疫淋巴细胞杀伤作用的推测。90年代左右，随着大家对机制理解的深入，相应的概念也基本成形。Pardoll在癌症治疗的背景下创造了术语“免疫检查点”，而Korman、Peggs和Allison则提出了“检查点阻断”的概念。

任何领域，第一名往往都容易被熟知，在历史长河中留下点点印记。而在免疫检查点的发展历程中，第⼀个被确定的是细胞毒性T淋巴细胞抗原4（cytotoxic T lymphocyte antigen 4，CTLA-4）。1996年，Leach、Krummel和Allison发现，小鼠的CTLA-4抗体可以诱导移植物的免疫排斥反应。随后，关于这个检查点研究开始展开，1999年靶向CTLA-4的伊匹木单抗（ipilimumab）诞生，在临床研究的推进下患者获益逐渐明确，2011年伊匹木单抗由FDA批准上市，成为了第⼀个癌症免疫检查点阻断（immune checkpoint blockade，ICB）药物。

征途与将士

在伊匹木单抗批准后的十年间里，多种ICB药物不断问世，主要为红极一时的PD-1（程序性细胞死亡1）及其配体PD-L1。

下图为免疫检查点发展历程中的里程碑事件。

图1：免疫检查点发展历程中的里程碑

图片来源：参考文献1

蓝色为免疫检查点抑制剂之前的免疫疗法，包括干扰素-α（IFN-α）和白介素-2（IL-2）等。橙色为伊匹木单抗的发展历程，从1999年诞生之初，历经十年有余，于2011年由FDA批准上市。同年，帕博丽珠单抗（pembrolizumab）也拉开了临床研究的序幕（黄色部分），帕博丽珠即大家耳熟能详的PD-1单抗，亦是目前临床研究最广、获批适应症最多的PD-1单抗，于2014年获批上市。同年获批的还有另一款PD-1单抗——纳武利尤单抗（nivolumab），纳武利尤为全球第一款进行研发的PD-1单抗（紫色部分）。红色部分则为靶向PD-L1的阿替利珠单抗（atezolizumab），于2016年获批上市。

关键靶点1：CTLA-4

众所周知，免疫系统是一直处于动态平衡状态的，而T细胞则是免疫作战中的重要一员。在T细胞活化的初始过程中，T细胞受体（TCRs）会结合树突细胞（dendritic cells，DCs）上的抗原从而发生相互作用。而T细胞上的共刺激检查点CD28会与DCs上的配体B7-1和B7-2相互作用，使抗原识别信号放大，从而成功激活T细胞。为了防止T细胞过度活化扩增，这种激活信号可被T细胞上的抑制性检测点CTLA-4抵消，CTLA-4可以与B7-1/B7-2结合产生抑制性信号，且CTLA-4与B7-1/B7-2结合的亲和力高于CD28。CTLA-4作为体内控制免疫平衡的重要选手，其作用主要是抑制效应T细胞的激活，同时促进调节性T细胞（Regulatory T cells，Tregs）的增殖，从而产生肿瘤进展的免疫抑制表现。

CTLA-4单抗通过抑制CTLA-4分子，使T细胞大量激活增殖，攻击肿瘤细胞，从而达到疾病治疗的目标。

谁主沉浮？免疫检查点发展之路

图2：CTLA-4 的作用机制

图片来源：参考文献1

关键靶点2：PD-1/ PD-L1

除了CTLA-4这种控制T细胞活化的关键开关，体内还有许多调控性检查点信号通路，它们作用于各种免疫细胞类型，防止免疫系统过度活化引发炎症，避免对自身组织和器官造成损伤。最为大家熟知的便是程序性细胞死亡蛋白1（PD-1），其主要在活化的T细胞及其它细胞上表达，比如B细胞和自然杀伤（natural killer，NK）细胞等。PD-1有两个配体，分别为程序性死亡配体1（PD-L1）和程序性死亡配体2（PD-L2），当PD-1与其配体结合后，就会降低免疫反应。PD-L1主要表达在肿瘤细胞，当肿瘤细胞上的PD-L1与T细胞上的PD-1相遇后，T细胞就会停止攻击肿瘤细胞，从而导致肿瘤发生免疫逃逸。可以看到，T细胞上的PD-1是免疫系统的负向调节信号，为防止免疫过度活化而生，对免疫系统起到 “刹车”作用。而肿瘤细胞刚好利用了这一点，它们通过表达PD-L1来逃脱免疫细胞的攻击。

PD-1/PD-L1单抗便是通过阻断这一信号通路，恢复免疫细胞的杀伤能力，从而达到治疗的目的。

图3：PD-1/ PD-L1 的作用机制

图片来源：参考文献2

现状与未来

截止目前，FDA 共批准了8种ICB治疗性单抗用于多种癌症治疗，如下图所示。

图4：FDA 批准的 ICB 药物及其适应症

图片来源：参考文献1

其中，除了ipilimumab是靶向CTLA-4外，其余均作用于PD-1/PDL-1信号通路。pembrolizumab、nivolumab、cemiplimab和dostarlimab均为PD-1单抗，atezolizumab 、avelumab和durvalumab则都为PDL-1单抗。目前认为PD-1/PDL-1信号通路是许多癌症中免疫反应的关键检查点，其相关研究也在如火如荼的展开，已成为黑色素瘤、肺癌和肝癌等其他癌症的前线治疗方案。

○代表单药，□代表联合化疗，△代表联合靶向药物，可以看到，获批的适应症中大部分为单药治疗，其次为联合化疗/靶向药物。

除了上述研究火热的靶点外，一些新的免疫检查点也在不断进入研究视野。

LAG-3

淋巴细胞活化基因3(LAG-3)于1990年被发现，是CD4+T细胞活化过程中的负调节因子。它表达于多种免疫细胞，包括活化的T细胞、Tregs和B细胞等，可与多种分子发生相互作用。现已证实LAG-3能抑制CD8+T细胞的功能，并增强Tregs的免疫抑制能力，是一个潜在的治疗靶点。现有研究表明LAG3抑制剂在两个模型中均改善了PD-1/PDL-1单抗的作用，目前也有LAG-3抑制剂联合PD-1单抗的临床试验正在开展。

TIGIT

含Ig及ITIM结构域的T细胞免疫受体（T cell Ig and ITIM domain, TIGIT）是脊髓灰质炎病毒受体(PVR)/Nectin家族的成员。TIGIT几乎只在T细胞和NK细胞上表达，当其与配体CD155和CD112相互结合后，靶细胞的杀伤作用就会被抑制，从而达到免疫抑制的作用。除此之外，TIGIT还可抑制树突细胞(DCs)的协同刺激能力，导致抗原呈递减少，抑制DCs的免疫活性。目前也有多项临床研究正在开展。其中，Tiragolumab(TIGIT单抗)联合阿替利珠单抗在NSCLC患者中的ORR为37%(阿替利珠单抗单药组为21%)，并获得了FDA突破性疗法的认证。

VISTA

T细胞活化V结构域Ig抑制因子（V-type immunoglobulin domain-containing suppressor of T cell activation，VISTA）是另一种免疫检查点，主要表达于髓系细胞、T细胞和NK细胞上。VISTA被认为是PD-1的同源物，通过阻断VISTA可能会增强宿主产生抗肿瘤特异性免疫反应的能力。

正向免疫调节检查点

除了上述抑制性调控检查点外，研究者们也对T细胞上的活化受体进行了广泛研究。比如免疫共刺激分子（inducible co-stimulator，ICOS），ICOS是一种在T细胞上表达的共刺激分子，可增强CD8+T细胞和Treg的功能。另外还有CD137、GITR(也称为TNFRSF18)和OX40等，也是未来潜在的成药靶点。

但这些正向免疫调节剂及其相互作用的机制还存在诸多未解之谜，剂量与方案的探索也比较浅薄，有待深入研究得到免疫调节更系统的全图，同时寻找新的治疗策略。

总结

从1940年代开始，癌细胞抗原、免疫耐受性及其相关信号通路和分子的发现，奠定了ICB的科学基础。近些年，靶向PD-1/PDL-1的抗体呈井喷式的研发热度，更是将免疫治疗推向了高潮。目前ICB是癌症治疗的有力手段，ICB和其他药物的联合应用也是未来癌症治疗的重要趋势。期待未来更多治疗方式的出现，不断筑起抵御癌症的长城！

参考文献：

Korman AJ,Garrett-Thomson SC, Lonberg N. The foundations of immune checkpoint blockadeand the ipilimumab approval decennial. Nat Rev Drug Discov. 2022 Feb;21(2):163.
Boussiotis VA.Molecular and Biochemical Aspects of the PD-1 Checkpoint Pathway. N Engl J Med.2016 Nov 3;375(18):1767-1778.
Morad G, Helmink BA,Sharma P, Wargo JA. Hallmarks of response, resistance, and toxicity to immunecheckpoint blockade. Cell. 2021 Oct 14;184(21):5309-5337.