肿瘤免疫治疗中越来越重要的小分子
——摘 要——
以PD-1、PD-L1抑制剂为代表的免疫检查点抑制剂的上市，将肿瘤治疗由手术、放疗、化疗、靶向治疗时代带入免疫治疗时代。但单靶点的抗PD-1单抗、抗PD-L1单抗药物也存在患者响应率较低、患者耐药率高的现象。而如何有效通过联用手段进行弥补现有的缺点，也成为当下的研发热点问题。而聚焦PD-1、CTLA-4、PD-L1免疫检查点以外的其他免疫检查点的抗体的研发，多以失败告终，而针对细胞内途径的小分子免疫肿瘤药物越来越受到关注，其中一些药物最近已进入临床试验。同时，靶向肿瘤细胞和肿瘤微环境中相关致癌途径的小分子药物，已经发现具有与ICI抗体的作用协同的免疫刺激作用，并获得多个实体瘤适应症的批准。目前正在研究与靶向癌症代谢、细胞因子/趋化因子和先天免疫途径以及T细胞检查点的小分子的组合方案。
在这篇综述中，研究者对小分子药物在IO治疗中的应用进行了更新。首先讨论与ICIAbs联合使用靶向肿瘤学药物的现状。这一领域的研究结果发现了几种协同药物组合，并表明某些肿瘤学药物可以直接或间接增强抗肿瘤T细胞反应。随后，探讨了直接刺激抗肿瘤免疫反应的小分子开发的最新技术，特别是针对先天免疫刺激途径的化合物的最新临床结果，以及发现靶向T细胞检查点的新型小分子的进展。
通过免疫原性肿瘤细胞死亡调节T细胞活性
T细胞抗肿瘤效应的激活需要在共刺激配体-受体的相互作用（信号2，例如CD80-CD28相互作用）以及免疫激活细胞因子（信号3，例如白介素12（IL-12）、IL-2、IL-15）的存在下，主要组织相容性复合体（MHC）-限制性识别免疫原性肽抗原（信号1）。
在实体瘤中，这意味着T细胞启动依赖于树突状细胞（DC）对肿瘤抗原的交叉呈递。这一过程可以通过细胞抑制治疗产生的非凋亡细胞、免疫原性肿瘤细胞死亡，进而在各种生化信号（损伤相关分子模式（DAMP）、趋化因子、细胞因子）的影响下释放肿瘤抗原，从而招募和激活DCs。
延申阅读
"交叉呈递"是免疫学中一个重要的概念。受到抗原刺激的抗原呈递细胞（Antigen Presenting Cell, APC），主要是树突状细胞（Dendritic cell, DC）能够将抗原物质分解，然后与MHC分子进行装配，最后将该抗原-MHC复合体表达于细胞表面。特定的抗原-MHC复合体能够与T细胞表面的TCR进行相互作用，并配合辅助分子的相互作用达到激活T细胞的目的。其中，MHC-I-抗原复合体能够激活CD8+T细胞，而HMC-II-抗原复合体能够激活CD4+T细胞。经典的MHC-I抗原呈递依赖于胞浆中的抗原，而"交叉呈递"为MHC-I对胞外抗原的识别提供的路径。
尽管这导致了信号1和2的增强，但抑制性2型和3型信号在肿瘤微环境中的存在，例如CTLA-4和PD-L1/PD1轴以及抑制性细胞因子（例如IL-10、TGFβ、VEGF），会损害T细胞的活化并迫使已经处于激动状态的T细胞进入低反应状态。
通过将细胞抑制疗法与中和免疫抑制2型和/或3型信号影响的肿瘤免疫药物相结合，可以进一步刺激T细胞应答的抗肿瘤功效。
目前，已经开发了各种小分子以靶向肿瘤细胞内在和TME（肿瘤微环境）相关通路，并开展了诸多临床前和临床研究，以研究这些药物中的哪一种可以以互补的方式发挥作用，从而与ICIs产生协同作用。
——细胞抑制药物诱导免疫原性细胞死亡——
抗肿瘤药物的疗效至少部分依赖于抗肿瘤免疫反应的间接刺激。由细胞抑制方案诱导的免疫原性细胞死亡（ICD）导致亲免疫原性信号，包括释放损伤相关分子模式（DAMP）。然而，在进入TME后，T细胞会遇到抑制信号，从而削弱其效应器功能。这些观察结果促使化疗与ICI Abs相结合。来自临床前模型的有希望的数据证明了这些模式的协同作用，或至少是互补性，并导致临床研究证实了这一概念的有效性。
例如，在伊匹木单抗的一项III期试验中，与单独使用达卡巴嗪相比，该ICI抗体与达卡巴嗪的标准方案联合显著延长了总生存期。然而，化疗通常与淋巴细胞减少症相关，这抵消了适应性免疫反应的诱导作用，靶向药物由于其更具选择性的作用机制，是IO治疗的常用组合方案。
基于此，极具吸引力的候选小分子药物是靶向BRAFV600E驱动突变的，该突变在大约50%的转移性黑色素瘤病例中发现。包括BRAF抑制剂在内的有效联合治疗方案的理论基础为：由于肿瘤细胞中MEK–ERK和PI3K–AKT信号通路的耐药性，vemurafenib诱导的特异性肿瘤消退后会迅速而显著地复发。这导致BRAF抑制剂与MEK抑制剂联合应用，这是目前BRAF（V600E）转移性黑素瘤的标准治疗方案。同时，被诊断为野生型BRAF转移性黑色素瘤的患者通常接受ICI治疗，并且该方案通常用作BRAF/MEK抑制剂治疗后进展的患者的二线治疗。这引发了BRAF/MEK抑制剂与ICIs联合应用的临床探索的热情。
除此之外，下图也具体展示了不同信号通路的靶向抑制剂的作用效果，以及与免疫检查点抑制剂联用存在的潜在获益机制。
临床试验中与免疫检查点抑制剂联合使用的靶向治疗的分子靶点
红色标注的为特异性抑制剂。棕色的为非特异性抑制剂。
临床试验中与免疫检查点抑制剂联合使用的靶向疗法的主要免疫学效应
靶向治疗（诱导、抑制或成熟）对免疫事件（趋化因子分泌、免疫细胞募集或靶表达诱导）的影响。
评估与免疫检查点抑制剂相关的靶向治疗效果的主要临床试验
而随着基础研究的夯实，发现肿瘤的新生和转移，与血管新生是紧密相关的。基于此，免疫检查点抑制剂联合抗血管生成靶向药的联合方案，已经成为诸多实体瘤的新标准治疗方案。
——抗血管生成药物与ICIs的作用机制——
我们常说的抗血管生成药物主要有3类：
大分子单克隆抗体，抑制VEGF-VEGFR通路，如雷莫西尤单抗、贝伐珠单抗
小分子多靶点抑制剂，针对血管内皮生长因子（VEGF）、血小板生长因子受体（FDGFR）、成纤维细胞生长因子受体（FGFR），如索拉非尼、仑伐替尼、瑞戈替尼等
重组人血管内皮抑制素。抗血管生成药靶向血管生成相关的靶点而不是肿瘤突变基因靶点，因此抗血管生成药虽然也属于靶向药，但不依赖肿瘤驱动基因检测
抗血管生成药物的作用机制 有关肿瘤的血管新生的研究探索其实很多，是肿瘤生长增殖的重要因素，也是重要特征。而针对肿瘤血管新生的药物研发也是主要的研究领域，抗血管生成药物的主要作用机制包括：①促进抗原呈递，激活在肿瘤免疫应答过程；②促进淋巴细胞浸润和迁徙；③ 逆转VEGF导致的免疫抑制；④促使肿瘤血管系统正常化；⑤促进T细胞、免疫效应分子的活性；⑥增强治疗药物输送的机制等。
免疫检查点抑制剂的作用机制 主要机制包括：①激活效应T细胞；②上调IFN-γ的分泌，减少VEGF的数量；③升高肿瘤浸润淋巴细胞密度（CD4+和CD8+细胞毒性T细胞）。
抗血管生成药物和免疫检查点抑制剂的联合 在促进肿瘤血管正常化和刺激免疫激活方面可能具有协同作用。肿瘤血管正常化可以促进免疫细胞的聚集以及增强免疫功能，而免疫细胞的激活又能反过来促进血管正常化，两者联合理论上能够形成正反馈循环。
——细胞因子和趋化因子通路的阻断——
肿瘤相关细胞因子近年来的有关药物研发进入到快车道，转化生长因子-β（TGF-β），是最有效和多效性调节细胞因子之一，几乎控制肿瘤诱导免疫应答的每一个阶段，从初级淋巴器官中的白细胞发育到次级淋巴器官中它们的启动及其在肿瘤自身中的效应功能。
TGF-β调节免疫细胞回路的复杂性，以及TGF-β信号在肿瘤细胞和肿瘤基质细胞中的作用，需要使用严格的实验系统，以揭示其潜在的免疫生物学。TGFβ在健康组织中的不同功能使寻找有效和安全的靶向TGFβ途径的癌症治疗方法变得更加复杂。（详情见：自然子刊丨TGFβ对肿瘤免疫应答的控制：整体免疫肿瘤学的视角）
靶向TGFβ途径的癌症治疗策略
针对TGFβ途径的药物干预分为两类：
首先，系统性阻断作用于（1）潜在相关肽（LAP）和TGFβ复合物，（2）LAP–TGFβ连接分子GARP，（3）LAP-TGFβ激活整合素，（4）TGFβ的活性形式，或（5）TGFβ受体为靶点的抗体，针对TGFBR2（TGFβtrap）外结构域为基础的生物制剂以及小分子激酶抑制剂；
第二，用双特异性分子进行靶向阻断，以将TGFβ trap送至靶向细胞群，例如具有4T-Trap的CD4+T细胞或具有PDL1–TGFβ trap的表达PDL1的癌细胞，或过度表达TGFBR2显性阴性突变体（TGFDNR）的肿瘤抗原特异性T细胞受体（TCR）T细胞或 CAR）T细胞治疗。
——腺苷途径抑制——
腺苷抑制类肿瘤免疫微环境调节药物主要基于CD39-CD73-A2aR通路开发。在这一通路中，腺苷（adenosine）贯穿整个环节，同时也是也是造成免疫细胞免疫应答不佳的罪魁祸首。腺苷是一种免疫抑制代谢物，可通过与免疫细胞上表达的G蛋白偶联腺苷受体A2a（A2aR）结合，抑制免疫细胞的免疫响应能力，在肿瘤微环境中这一抑制过程的结果就表现为肿瘤细胞的免疫逃逸，使肿瘤细胞无法被免疫细胞杀伤。
同时，肿瘤微环境中缺氧、低PH、高度细胞更新、高CD39和CD73的表达的环境都是腺苷高水平产生的重要因素。其中CD39 和CD73由调节性T细胞（Treg）表达，作为催化腺苷产生的关键酶，二者可通过协同作用水解组织由于缺氧、炎症反应等产生的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP），进而提肿瘤微环境中的腺苷水平，最终增强上述途径造成的肿瘤细胞免疫逃逸。
腺苷信号传导和STING通路的相互作用
不难发现，在CD39-CD73-A2aR通路中共有三个靶点可以抑制肿瘤细胞获得免疫逃逸，而在使用PD-(L)1或CTLA4单抗等通路的免疫检查点抑制剂时可增强患者免疫响应。因此，也是免疫联合的主要探究方向。
——犬尿氨酸途径——
色氨酸是人体产生的一种必需氨基酸，主要通过犬尿氨酸通路代谢，在调节不同免疫细胞类型的活动中发挥作用。吲哚胺-2,3-双加氧酶（IDO1 或 IDO2）和色氨酸-2,3-双加氧酶 (TDO2) 是此通路中催化初始步骤和限速步骤的主要酶。这些酶将 L-色氨酸转化为 N-甲酰基-犬尿氨酸，然后进一步转化为犬尿氨酸。该过程会影响免疫系统：首先，通过去除局部微环境中的色氨酸，抑制 T 细胞的增殖和活性，其次，通过产生犬尿氨酸，一种强效免疫调节分子，抑制 T 细胞和自然杀伤细胞的增殖和活性，并促进调节性 T 细胞的分化。
吲哚胺-2,3-双加氧酶和色氨酸-2,3-双加氧酶由多种类型的细胞表达，包括基质细胞、血管细胞、肿瘤细胞和免疫细胞，特别是抗原呈递细胞。此外，吲哚胺-2,3-双加氧酶的表达受到 IFN-γ、TNF-α 和 IL-6 等炎性分子的强力诱导，并且多种类型的肿瘤细胞均被证明能够表达吲哚胺-2,3-双加氧酶、色氨酸-2,3-双加氧酶或这两种酶。 肿瘤细胞中吲哚胺-2,3-双加氧酶的表达水平高，与髓源抑制性细胞 (MDSC) 的扩增、募集和激活、肿瘤侵袭以及对免疫检查点阻断的抗性相关。
犬尿氨酸途径介导的肿瘤进展和免疫抑制
因此，免疫肿瘤学研究人员正在对犬尿氨酸通路特别是吲哚胺-2,3-双加氧酶的小分子抑制剂进行研究，并且有望开发出潜在的肿瘤免疫治疗药物。
——小分子ICI——
尽管免疫检查点抗体已成为免疫治疗的金标准，但小分子药物相对于抗体药物的潜在优势引发了干扰PDL1–PD1轴的药物化学研究。另外，随着对T细胞内信号的不断深入研究，发现了T细胞受体（TCR）参与下游的几个负反馈回路，这些回路可能增强抗肿瘤T细胞免疫。主要的成药靶点包括造血祖激酶1（HPK1或MAP4K1）、二酰基甘油激酶（DGKα和DGKζ）、酪氨酸蛋白磷酸酶非受体型（PTPN6和 PTPN22）、E3泛素蛋白连接酶CBL-B等。
参与免疫受体信号传导的细胞内靶点
小分子检查点抑制剂的实例
长期以来，PDL1-PD1的相互作用被认为不受小分子的抑制。尽管如此，第一批口服小分子药物CA-170和GS-4224已进入临床。CA-170来源于氨基酸丝氨酸-天冬酰胺-苏氨酸序列，该序列是由PD1初级序列的基序得到的。据报道，该化合物可靶向PDL1和VISTA。VISTA是一种检查点调节剂，在髓细胞上高度表达。核磁共振光谱显示CA-170在不阻止络合物形成的情况下产生缺陷的PD1-PDL1三元络合物，且在小鼠体内的口服生物利用度为50%。而GS-4224的安全性研究已被终止。
另一种分子ARB-272572在亚纳摩尔浓度下可干扰PDL1功能，并在可移植的同源结直肠癌小鼠模型和肝炎病毒感染模型中显示出活性。一种相关的联苯分子INCB086550正在实体肿瘤患者中进行I/II期临床研究。口服这种化合物可抑制过表达PDL1的MC38肿瘤，其效力与阿替利珠单抗相当。这些化合物口服似乎增加了T细胞肿瘤浸润，不仅通过与PDL1结合，还通过诱导PD1的细胞内化。第一批小分子ICIs进入临床是十分重要的一步，但这些化合物在哪些方面可以达到临床上抗体的最佳状态，仍有待观察。
——总 结——
最后以一张总览机制图和在研小分子药物表结束本文。
通过肿瘤微环境和小分子靶点进行免疫抑制的克服总览
相较于大分子抗体药物在临床应用中存在的一些弊端，小分子靶向药物，则相对应用更为便利。除了抗血管生成小分子靶向药物以外，下表也汇总了在临床阶段的肿瘤免疫相关的小分子产品研究进展。
参考文献
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