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IAP抑制剂,大大增强CAR-T细胞杀伤能力

发布日期:2020-04-01
医药魔方/CAR-T细胞疗法已被证明能够有效治疗复发和难治性B细胞恶性肿瘤,但耐药和复发问题依然存在。为了使更多癌症患者可获益于这类免疫疗法,科学家们正积极探索能够增强CAR-T疗效的策略。

来源:Blood

2月27日发表在Blood杂志上的一篇论文中,来自芬兰的一个研究团队鉴定出了一条对CAR-T细胞的毒性杀伤作用至关重要的通路。研究利用超过500个小分子药物,结合基因组规模的CRISPR-Cas9 功能缺失筛选,对影响CAR-T细胞毒性杀伤作用的可成药靶点进行了系统性调查[1]。

具体来说,为了找到影响CAR-T细胞毒性杀伤能力的小分子药物,研究人员首先使用CD19靶向的CAR-T细胞与表达荧光素酶的CD19阳性B-ALL 细胞NALM6的共培养系统,进行了高通量药物筛选。

   图1 共培养系统高通量药物敏感性筛选原理图(来源:Blood)

应用一个包含 526 种已批准或在研药物的化合物库,科学家们筛选到多个能强烈抑制CAR-T细胞杀伤能力的化合物。抑制活性最强的化合物包括钙调蛋白抑制剂tacrolimus,这是一种用于防止移植排斥的免疫抑制剂。其它CAR-T细胞抑制剂还包括靶向MAPK通路(pimasertib、refametinib)、JAK(ruxolitinib、lestaurtinib和gandotinib)和PI3K(idelalisib、 duvelisib)的酪氨酸激酶抑制剂(TKIs),以及靶向SRC和其他靶点的广谱激酶抑制剂(dasatinib、axitinib)。

利用表达受TCR信号通路转录因子NFAT、NF-kB和 AP-1调控的荧光报告基因的Jurkat T-细胞株对相同的化合物库进行筛选发现,钙调蛋白抑制剂tacrolimus、MAPK抑制剂refameinib和trametinib,以及针对SRC/LCK的TKIs(ponatinib、dasatinib和saracatinib)强烈抑制TCR信号,揭示这些化合物主要通过阻碍CAR-T细胞的TCR信号从而抑制细胞杀伤能力。相比之下,JAK和PI3K抑制剂对TCR信号通路的影响微乎其微,暗示这两类抑制剂通过其他机制来抑制CAR-T细胞杀伤能力。



图2 前20种对CAR T细胞杀伤能力最具抑制作用的药物,以及代表性抑制剂药物的CAR-T细胞杀伤能力-剂量反应曲线(来源:Blood)

除了CAR-T细胞毒性抑制剂,研究人员利用共培养系统也筛选出了多种“增强剂”。引人注意的是,3种最强的CAR-T细胞杀伤能力增强剂(birinapant、AT-406和LCL-161)均是属于SMAC类似物或凋亡蛋白抑制剂(IAP)拮抗剂的同一类药物(SMAC是存在于线粒体并调节细胞凋亡的蛋白质,通过与IAP结合促进细胞凋亡)。其他CAR-T细胞毒性增强剂还包括有PKC激活剂bryostatin-1、MDM2抑制剂(idasanutlin和nutlin-3)和topoisomerase 2抑制剂(etoposide和teniposide)等。



图3 前15种对CAR T细胞毒性最具增强作用的药物,以及SMAC类似物birinapant、LCL-161和AT-406的CAR-T细胞毒性-剂量反应曲线(来源:Blood)

利用基于流式细胞术的细胞杀伤能力实验,该研究进一步发现,IAP拮抗剂可增强B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)和弥漫性大B细胞淋巴瘤(DL-BCL)细胞对CD19靶向的CAR-T细胞的敏感性。

CRISPR筛选数据显示,由FADD和TNFRSF10B(TRAIL-R2)介导的死亡受体信号通路是影响CAR-T细胞杀伤能力的关键因素;IAP拮抗剂对CAR-T细胞杀伤能力的增敏机制依赖于受体相互作用蛋白激酶1(Receptor Interacting Protein Kinase 1,RIPK1,死亡信号调控的关键因子)。

总结来说,这些结果揭示,死亡受体信号通路作为癌细胞对CAR-T细胞杀伤能力敏感性的重要调节因素,是可用于增强CAR-T疗法抗癌疗效的潜在药物靶点。


图4 通过基因组规模的CRISPR筛选鉴定对CAR-T细胞杀伤能力以及SMAC类似物起作用必要的基因(来源:Blood)

事实上,除了有望使CAR-T疗法变得更有效,IAP抑制剂联合癌症免疫疗法另一重要代表——免疫检查点抑制剂,已成为临床开发的主流方向之一,多项临床试验正在进行中(下表)。

表1 部分调查IAP抑制剂联合免疫疗法的临床试验


在去年的ASCO上,IAP抑制剂Birinapant、Debio1143联合PD-1/PD-L1抗体的初期数据揭晓。在接受Birinapant联合PD-1抗体Pembrolizumab治疗的4例MSS肠癌患者中,1例患者获得长时间的部分缓解;在接受Debio1143联合PD-L1抗体Avelumab治疗的5例NSCLC患者中,3例患者靶病灶超过15%的肿瘤缩小,其中1例肿瘤PD-L1低表达患者获得长期疾病稳定。这些数据提示,对PD-1抗体不敏感的MSS肠癌、PD-L1不表达的NSCLC可能会从这类联合治疗中获益。

据NextPharma数据库显示,目前全球有多款IAP抑制剂进入临床开发阶段,国内亚盛医药自主研发的APG-1387也在其中,该分子也是首个在中国进入临床试验阶段的IAP抑制剂。与Birinapant类似,APG-1387也为双价IAP抑制剂,目前正在开展Ib/II期临床研究。亚盛医药去年公布的I期数据显示,APG-1387单药治疗的安全性和耐受性良好。目前,APG-1387联合Pembrolizumab的Ib/II期试验正在美国进行。此外,APG-1387还有治疗乙型肝炎的潜力,目前正在中国进行用于乙型肝炎患者的Ib期试验(见:亚盛医药原创新靶点IAP抑制剂乙肝适应症获批临床)。

IAP在多种癌症(如肺癌、头颈部肿瘤、乳腺癌、胃肠癌、黑色素瘤和多发性骨髓瘤)中过表达,是调控细胞凋亡领域的热门靶点。究竟IAP抑制剂这类备受期待的抗癌新药能否成为免疫检查点抑制剂和CAR-T疗法的“助燃剂”,期待更多临床数据的验证。