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神经母细胞瘤免疫治疗的现状与未来

更新时间:2022-08-16点击次数:1431
前言

神经母细胞瘤是一种源于神经嵴细胞的交感神经系统癌症,是儿童最常见的颅外实体恶性肿瘤,约占儿童癌症死亡人数的10%与许多儿童恶性肿瘤一样,神经母细胞瘤是一种发育紊乱的疾病,这意味着恶性肿瘤是由发育蛋白的异常表达和调节驱动的。

驱动神经母细胞瘤的核心调控蛋白在胚胎发育期间表达,但在正常组织中出生后大部分停止表达。因此,适应性免疫系统被认为无法靶向这些所谓的癌胚抗原,因为在胸腺发育过程中,高亲和力的自身反应性T细胞被清除以防止自身免疫。因此,人们普遍认为儿童癌症不是免疫原性的,因此应优先考虑替代治疗策略。然而,神经母细胞瘤在儿科实体癌中是一个突出的例子,免疫治疗(使用抗GD2抗体)已被纳入一线和复发治疗方案,以显著改善患者预后并提高。

目前,人们正在探索其他更有效的免疫治疗组合和形式,为神经母细胞瘤确定额外的免疫靶点努力。这些方法可能会很好地帮助先天性和适应性免疫细胞更有效地破坏神经母细胞瘤,以便更好地诱导*缓解并防止复发。

 

神经母细胞瘤的免疫治疗现状

 

神经母细胞瘤作为人类癌症中突变最少的癌症之一,普遍被归类为“冷”肿瘤。然而,尽管缺乏适应性免疫反应的证据,但也有充分证据表明,神经母细胞瘤与大多数人类癌症一样,通过MHC I下调、抑制性髓系细胞浸润、精氨酸酶-2以及TGF-β等抑制因子的产生,在其生物学中存在免疫逃避。这就提出了一个有趣的可能性,即神经母细胞瘤的相对“冷”可能反映了免疫逃避,从而为免疫治疗策略提供了一些鼓励。

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抗GD2单克隆抗体

2009年以前,高风险神经母细胞瘤的治疗依赖于联合手术、局部放射治疗和逐渐更积极的联合化疗方案。虽然这种方法延长了一些患者的生存期,但只有不到40%的患者存活超过5年而无复发,复发的患者很少能治愈。

神经节苷脂GD2是一种含N-乙酰神经氨酸的糖脂抗原,由5个单糖组成,通过神经酰胺脂质锚定在质膜的脂质双层上。正常组织中GD2的表达水平较低,但在神经母细胞瘤中,这种弱免疫原性抗原的表达可达到每细胞107个分子。此外,GD2可诱导酪氨酸磷酸化,激活多种激酶途径,导致癌细胞增殖、迁移和侵袭能力增强。

临床前研究表明,抗GD2抗体在神经母细胞瘤的有效性,其主要活性机制是通过抗体介导的细胞毒性(ADCC)。ADCC通过刺激激活NK细胞,以及通过GM-CSF刺激产生的巨噬细胞和其他髓系细胞杀伤肿瘤细胞。

目前,几种抗GD2单克隆抗体已在临床实践中成功测试,包括ch14.18(NCT00026312)、hu 14.18和hu3F8。Dinutuximab(Unituxin™), 2015年被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于高危儿童神经母细胞瘤治疗,与GM-CSF、IL-2和13-顺式维甲酸联合使用。2020年,FDA根据两项临床试验(NCT03363373和NCT01757626)的总结果,加速批准人源化单抗Hu3F8(Naxitamab,DANYELZA®)与GM-CSF联合治疗复发性或难治性骨或骨髓高风险神经母细胞瘤。

抗GD2 CAR-T细胞

基于其在血液恶性肿瘤中的成功,嵌合抗原受体(CAR)T细胞已成为一种基于合成免疫识别的免疫治疗方法。GD2作为靶抗原的临床验证推动了CAR-T细胞在神经母细胞瘤中的早期应用。目前,抗GD2-CAR-T细胞免疫治疗已被广泛应用于神经母细胞瘤临床研究,下表列出了近5年GD2-CAR-T的临床实验:图片

GD2肿瘤疫苗

关于GD2的肿瘤疫苗,在一项I期试验中,在高危神经母细胞瘤患者中评估了一种含有与KLH相连的GD2和GD3的二价疫苗,该疫苗以OPT-821为佐剂。15名患者中有12名出现了响应,10名患者中有6名记录了微小残留病灶(MRD)的消失;此外,一项规模更大的II期试验(NCT00911560)目前显示出强大的抗体反应,更高的抗GD2抗体滴度与更高的存活率相关。

其他免疫治疗靶点

虽然GD2是神经母细胞瘤中表达最高的靶点,但其他几种分子也已被鉴定为在神经母细胞肿瘤细胞表面过表达,用于基于抗体的免疫治疗。

B7-H3CD276)是一种检查点分子,在神经母细胞瘤和大多数其他儿科实体瘤中广泛过表达,但在正常组织中表达受到高度限制。131I标记的单克隆抗体8H9(omburtamab,Y-mAbs)已用于转移性神经母细胞瘤(NCT00089245)患者和促结缔组织增生性小圆细胞瘤(NCT01099644)患者的腹腔注射,并且耐受性良好。另一种B7-H3靶向抗体(MGA271,enoblituzumab)也在包括神经母细胞瘤的实体瘤儿童患者中进行了测试(NCT02982941)。此外,B7-H3靶向的CAR-T细胞也已进入神经母细胞瘤患者的临床阶段(NCT04483778)。

间变性淋巴瘤激酶ALK)是一种受体酪氨酸激酶,在约14%的神经母细胞瘤患者中发生突变或扩增,通常在神经母细胞癌细胞表面表达。靶向ALK的CAR-T细胞和ADC处于临床前研究阶段。

最近还发现GPC2在神经母细胞瘤肿瘤上表达,特别是那些携带MYCN扩增的肿瘤。此外,神经母细胞瘤中确定的其他靶点包括NCAM和L1CAM,L1CAM-CAR-T细胞目前正在进行临床试验(NCT02311621)。

 

神经母细胞瘤免疫治疗的未来

 

GD2抗体已被证明是抗神经母细胞瘤的重要组成部分,未来随着新靶点的确定和新靶点技术的开发,可以预期免疫治疗在神经母细胞肿瘤中的作用将继续增长。

先天免疫

虽然在神经母细胞瘤几乎没有证据显示T细胞浸润,但肿瘤微环境中的其他细胞类型也可以用于抗肿瘤活性。神经母细胞瘤肿瘤被先天免疫细胞浸润,包括NK细胞和巨噬细胞。这些细胞被认为是抗GD2抗体效力的主要效应因子。

为了进一步利用NK细胞的活性,研究人员尝试将体外扩增的NK细胞与抗GD2抗体一起应用于神经母细胞瘤患者。虽然已经看到了一些反应,但尚不清楚这在多大程度上归因于NK细胞的过继转移,而不是抗GD2抗体本身的效力。需要做更多的工作来了解NK细胞是否可以改善神经母细胞瘤患者的预后。此外,NK细胞介导的ADCC可以通过PD-1阻断增强,目前正在联合抗GD2抗体测试这种方法。靶向GD2的CAR-NK和CAR-NKT细胞也处于临床前研究阶段。

巨噬细胞同样可以用于神经母细胞瘤的抗肿瘤作用。肿瘤细胞表达CD47,这是一个抑制巨噬细胞吞噬肿瘤细胞的检查点。临床前研究表明,抗CD47抗体同样可以增强抗GD2的效力,这两种抗体的组合具有强大的协同作用。这种方法已进入临床,进行了联合抗GD2/抗CD47治疗复发性神经母细胞瘤儿童的临床试验(NCT04751383)。

新一代基于抗体的治疗

以GD2为靶点的新一代双特异性抗体(BsAbs)也在抗癌治疗中显示出广阔前景。其中一些结合抗GD2和抗免疫细胞受体的BSAb包括7A4-mAb/FcγRI、5F11-scFV /CD3、hu3F8-scFV/CD3和hu3F8-mAb/CD3。其中一些BSAb在神经母细胞瘤模型中显示出强大的抗肿瘤反应,目前正在临床试验中进行评估。一项I/II期试验正在评估hu3F8-CD3在复发难治性神经母细胞瘤、骨肉瘤和其他表达GD2的实体瘤(NCT03860207)中的毒性、药代动力学和抗肿瘤活性,而另一项多中心试验正在评估其在小细胞肺癌(SCLC)中的作用(NCT04750239)。

新抗原

由于大多数儿童癌症具有非常低的肿瘤突变负担,儿童可能只有很少可操作的、突变产生的免疫原性肿瘤新抗原。即使如此,它们仍可能具有一些可靶向的MHC相关肿瘤抗原,这些新抗原仅在有限数量的正常组织中以非常低的水平表达。

这些新抗原可能包括癌症睾丸抗原,以及在发育期间和儿童癌症上表达的其他胚胎或分化抗原,但在正常组织上不表达。最近,研究人员发现,驱动神经母细胞瘤的核心调控成员,如PHOX2B,具有通过MHC分子显示在神经母细胞癌细胞表面的肽。这些可能是基于T细胞的免疫治疗的理想靶点。

工程化CAR-T细胞

为了进一步维持GD2-CAR-T细胞的存活,额外的刺激分子如IL-15被纳入到CAR结构中。包含IL-15的GD2-CAR.15 T细胞在控制肿瘤生长方面更有效,总输注的T细胞数较少,并且在再激发实验后提高存活率。GD2 CAR.15 T细胞的进一步临床试验(NCT03294954)正在进行中。为了提高CAR-T细胞治疗的安全性,一种方法是建立可诱导的基因。诱导型半胱氨酸蛋白酶9(iCasp9基因被整合到GD2-CAR-T细胞的CAR中。iCasp9在基础表达水平没有毒性,小分子二聚体药物诱导细胞表达iCasp9,导致转导细胞迅速发生凋亡。表达CAR的活化细胞被优先杀死,提供了一个安全开关。

 

小结

 

神经母细胞瘤是一种以发育异常为特征的儿童恶性肿瘤,与大多数成人恶性肿瘤相反,通常不存在高突变负担。因此,神经母细胞瘤的免疫治疗方法与成功应用于许多成人实体瘤的方法明显不同。

迄今为止,几乎所有神经母细胞瘤的主动免疫治疗都依赖于靶向GD2,这种差异表达的抗原可能代表了儿科肿瘤学中免疫治疗靶点的*佳类别。此外,随着包括GPC2、B7-H3和ALK在内的新靶点的确定,针对神经母细胞瘤免疫治疗的研究已经开始逐渐升温。相信随着研究的不断深入,新型免疫疗法将迅速走向临床,并可能改变神经母细胞瘤儿童现有的治疗模式。

参考文献:

1. TargetingTumor Glycans for Cancer Therapy: Successes, Limitations, and Perspectives. Cancers(Basel). 2022 Feb; 14(3): 645.

2.Immunotherapy of Neuroblastoma: Facts and Hopes. Clin Cancer Res. 2022 Aug 2; 28(15): 3196–3206.

3. Immunotherapeutic Strategies for Neuroblastoma: Present, Past and Future. Vaccines 2021,9, 43.

4. B7-H3 targeted antibody-based immunotherapy of malignant diseases. Expert Opin Biol Ther. 2020Dec 21;1-16.


 

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