李延康賀鋼楓

(包頭市中心醫(yī)院(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學包頭臨床醫(yī)學院)心胸外科,內(nèi)蒙古 包頭 014000)

2020年全球統(tǒng)計新發(fā)肺癌患者近220萬例,死亡人數(shù)占比達18%。肺癌被認為是危害人類健康的主要惡性腫瘤之一[1]。手術行肺段、肺葉乃至全肺切除是IA期至IIIA期可耐受手術患者的第一選擇。而針對無法耐受手術的患者或臨床分期在IIIB期至IV期的患者,如果同時具備表皮因子生長受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)、細胞間質上皮轉換因子(cellular-mesenchymal epithelial transition factor, c-Met)或Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog, KRAS)等基因位點的陽性突變,可以根據(jù)突變結果選擇針對性靶向治療藥物[2-3]。但靶向治療藥物的獲益群體僅限于非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)驅動基因突變且有對應藥 物的患者,對于沒有驅動基因獲益的NSCLC患者群體和小細胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)患者群體而言,免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors, ICIs)是除去傳統(tǒng)放療、化療治療外,又一可選治療策略(圖1)。腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment, TME)中的程序性死亡受體-1(programmed cell death 1, PD-1)和程序性死亡受體-配體1(programmed cell death-ligand 1, PD-L1)分子過度表達是部分實體腫瘤患者的主要免疫逃逸機制,抗體阻斷PD-1/PD-L1的相互作用可以使受損的免疫功能恢復正常,且不會產(chǎn)生其他過多的副作用。部分PD-1/PD-L1已經(jīng)獲批用于NSCLC和SCLC的一線使用[4-6],是目前ICIs治療NSCLC的主要策略。但需要引起注意的是,多中心、多樣本的統(tǒng)計回顧表明,PD-1/PD-L1在NSCLC中的獲益占比僅約為20%[7]。針對PD-1/PD-L1無應答或已產(chǎn)生耐藥性的現(xiàn)狀,后續(xù)抗腫瘤治療策略如何選擇陷入困境之中,目前已有眾多相關試驗開展,以尋求抗腫瘤治療新方向。本文將就唾液酸結合免疫球蛋白樣凝集素 -15(sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin, Siglec-15)以及其相關抗體在小鼠與人源NSCLC中的調(diào)控機制和臨床應用的研究進展作一綜述。

1 Siglec-15的生物學特征

Siglec家族是一類免疫球蛋白樣凝集素,其成員多含有免疫受體酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif,ITIM),通過識別含有唾液酸(sialic acid, SA)的糖鏈結構,介導抑制性受體信號,并在人類癌細胞和腫瘤浸潤髓系細胞中廣泛表達,在免疫調(diào)節(jié)動態(tài)平衡方面起著重要作用。Siglec家族總體分為兩類,一類是序列可變的,如Siglec-7、Siglec-9;另一類是序列不可變的,如Siglec-15[8]。Siglec家族作為I型跨膜蛋白,其胞外由兩種免疫球蛋白樣結構域組成,分別為數(shù)個2型免疫球蛋白恒定區(qū)(immunoglobulin cinstant 2, IgC2)和1個免疫球蛋白可變區(qū)(immunoglobulin variable, IgV),其間由跨膜結構域連接[9]。Siglec-15作為Siglecs家族的成員是非常獨特的,僅包含1個IgC2和1個IgV;而且其胞質內(nèi)并沒有ITIM,在免疫細胞及組織中普遍缺失,僅選擇性在髓系細胞和破骨細胞中表達[10]。研究指出,當Siglec-15發(fā)揮免疫作用時,其跨膜區(qū)賴氨酸274位點可以與DNAX激活蛋白-12(DNAX activation protein-12, DAP-12)結合;而DAP-12自身擁有一個ITIM,可以募集酪氨酸激酶并使其磷酸化,進而向下游傳遞信號[11]。研究表明,Siglec-15的IgV結構域中含保守的精氨酸(R143)基序,在與SA結合的過程中起到關鍵性作用[12],其可以作為巨噬細胞受體,識別在腫瘤中廣泛表達的SATn抗原。而SA作為一種人體上表達的糖類,可以用來區(qū)分自體和非自體,同時介導細胞與病原體之間的相互作用[13]。另有研究表示,一些病原體包括惡性腫瘤細胞,可以通過抑制Siglec家族來抑制自體免疫反應,延長自身的存活周期[14]。

2 Siglec-15參與免疫調(diào)節(jié)

Siglec家族成員作為抑制性受體在多種淋巴和髓系來源的免疫細胞上表達,通過在抗原呈遞細胞上的相關實驗證明,Siglec-15的表達抑制了小鼠T細胞的增殖,同時削弱了細胞因子的分泌以及殺傷力[15],而這些動物實驗表明,Siglec-15可能通過某種機制尚不完全明確的受體,達到抑制小鼠T細胞,進而可能影響人類的T細胞的工作(圖1)。由此進一步實驗,建立實驗性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)小鼠模型,驗證Siglec-15對T細胞的體內(nèi)作用。與對照組相比,Siglec-15基因敲除(knock out, KO)小鼠和注射Siglec-15胞外區(qū)融合蛋白的小鼠中,EAE程度加重明顯,T細胞反映顯著增強。在另一方面,與PD-L1 KO小鼠表達類似的是:Siglec-15 KO小鼠在雞卵白蛋白多肽刺激下,在血液中表現(xiàn)出比野生型(wild type, WT)小鼠更多的I型T特異性識別雞卵白蛋白(ovalbumin T-I, OT-I)細胞增殖。探究其作用機制,白介素-10(interleukin-10, IL-10)在其中可能起到關鍵的作用,因為Siglec15 KO小鼠的血清IL-10水平低于WT小鼠,而IL-10單抗消除了WT小鼠和Siglec-15 KO小鼠在OT-I型T細胞增殖方面的差異[16](圖1)。分析細胞增殖以及利用流式細胞術檢測細胞凋亡的實驗可證實Siglec-15通過調(diào)節(jié)細胞生長抑制T細胞作用[17]。另有研究指出,Siglec-15的抗體可由核因子κB受體活化因子配體和巨噬細胞集落刺激因子共同誘導的多核破骨細胞生成[18]。因腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)中的TNF-α和TNF-β可由多種上皮細胞、基質細胞、干細胞釋放,有理由推測Siglec-15上調(diào)巨噬細胞表達可能是自然免疫以及獲得性免疫的負反饋調(diào)節(jié)途徑。值得一提的是,一些病原體,例如乙型鏈球菌,甚至已經(jīng)衍生出相關的蛋白質,與髓系細胞上的抑制性Siglec家族成員結合,從而逃避免疫介導的殺傷[19]。

3 Siglec-15參與腫瘤相關表達

不可手術的NSCLC的治療策略一直是困擾臨床醫(yī)生抉擇的難題。不同病理類型的NSCLC、不同患者的自身個體差異等諸多因素,使得腫瘤治療策略的個體化制定尤為重要。盡管PD-1/PD-L1為主要代表的免疫治療在全世界范圍內(nèi)取得了優(yōu)良的治療效果,但并不是所有患者都具備PD-1/PD-L1陽性獲益,而且免疫治療后期的耐藥現(xiàn)象也不可避免[20]。在一項入組291例患者的胰腺導管腺癌的隊列研究中表明,Siglec-15和PD-L1的單獨陽性表達率分別為18.6%和30.3%,Siglec15和PD-L1共同陽性表達率為6.1%,而PD-L1陰性表達同時Siglec-15陽性表達率則為18%[21]。Siglec-15作為近年來新發(fā)現(xiàn)的腫瘤免疫逃逸途徑,有研究指出,PD-L1的主要誘導劑干擾素-γ(interferon-γ, IFNγ)顯著抑制了巨噬細胞中Siglec-15的表達,使得Siglec-15與PD-L1的表達互斥[22](圖1)。換而言之,Siglec-15會出現(xiàn)與PD-L1互補的表達譜,使其可能成為解決免疫抑制的新靶點。與各自正常組織相比,Siglec-15mRNA在肺癌、結腸癌以及腎癌等多種腫瘤中表達顯著上調(diào),通過定量免疫熒光對200余例NSCLC標本進行免疫組化分析的進一步細化研究表明,共有25.7%的樣本表達Siglec-15蛋白[15]。而一項多中心的針對超過600余例NSCLC標本的檢測中發(fā)現(xiàn),與KRAS突變相比,EGFR突變的腫瘤中Siglec-15表達更高,且與其它病理學特征無關[23]。具體到NSCLC中不同的病理分型而言,腺癌中的Siglec-15表達量顯著高于鱗癌,而鱗癌中的PD-L1表達量卻又高于腺癌[24]。不同病理類型腫瘤中TME的免疫逃逸機制高度不同,其中TME由腫瘤細胞、成纖維細胞、血管細胞、腫瘤浸潤性淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes, TILs)等組成。而TILs含有不同的細胞亞群,并在TME中發(fā)揮不同的作用,擁有正向免疫調(diào)節(jié)的細胞中則包含樹突細胞、自然殺傷細胞(natural killer cell, NK)和CD8+T細胞(cluster of differentiation 8 positive cell, CD8+T)等。這類細胞可以識別腫瘤細胞,并達到殺傷和清理的目的。Hao等[24]實驗證明了Siglec-15在肺腺癌的表達與TILs中CD8+T細胞的密度呈正相關,但值得注意的是,Siglec-15表達含量多寡并不能用來判斷NSCLC預后,與TME中的TILs關系也尚不完全明了(圖1)。與人患腫瘤相對的是,常見的小鼠肺癌、結腸癌和黑色素瘤的模型中,均未檢測到Siglec-15 mRNA的表達。但在含有豐富的腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophage, TAM)浸潤的B16-粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(B16-granulocyte macrophagecolony stimulating factor, B16-GMCSF)模型(PD-1不敏感)中,可以檢測到Siglec-15mRNA的表達[25]。Siglec-15 KO小鼠在移植了B16-GMCSF后,利用質譜流式細胞儀分析提示TILs中CD8+T細胞、NK細胞和部分髓系細胞顯著增加,而TAM減少;對比WT小鼠,KO小鼠的腫瘤細胞生長速度減緩,其生存時間延長。上述相關實驗結果表明,巨噬細胞以及Siglec-15在腫瘤免疫中具有重要的抑制作用。雖然在功能上與PD-1/PDL1相似,但Siglec-15介導的免疫抑制機制卻是與PD-1/PD-L1途徑不同,這兩條途徑代表了各自獨立的免疫調(diào)節(jié)機制,因此,阻斷Siglec-15通路可以為PD-1/PD-L1途徑失敗的患者提供一個新的免疫治療方向。

圖1 Siglec-15對非小細胞肺癌的調(diào)控作用Figure 1 Regulatory effect of Siglec-15 in non-small cell lung cancer

4 Siglec-15作為免疫抑制分子的意義

Siglec-15通路的發(fā)現(xiàn)在部分程度上解釋了現(xiàn)階段免疫治療的困境:為什么PD-1/PD-L1治療只對約20%NSCLC患者有效。這些研究從側面證實PD-1/PD-L1是腫瘤免疫逃逸機制之一,而并非唯一通路。對于PD-1/PD-L1治療失敗或無應答的患者而言,抗Siglec-15可以作為一個新的治療靶點:作為單藥應用在臨床抗實體腫瘤當中,亦或是尋求與PD-1/PD-L1聯(lián)合使用,尋求雙單抗聯(lián)用的協(xié)同效應。Siglec-15在體內(nèi)的高表達提示在部分患者的TME中,Siglec-15免疫抑制通路發(fā)揮主要作用[16]。因為其與PD-1/PD-L1天然的表達互斥,意味著此時PD-1/PD-L1通路并不是免疫抑制的主要因素,進而可以用Siglec-15的表達作為生物標記物,來預估PD-1/PD-L1的治療效果。繼PD-1/PD-L1信號通路獲得成功之后,針對Siglec-15通路的發(fā)現(xiàn)及目前臨床應用反饋而言,腫瘤免疫逃逸的潛在機制值得更深入的研究。利用免疫組化定量分析為進一步研究TME提供工具基礎,積極尋找TME免疫調(diào)控的新方向,用以指導NSCLC的精準免疫治療。

5 Siglec-15抗體治療NSCLC的探索

基于對Siglec-15的通路特征和表達模式的臨床前研究,一款靶向Siglec-15的單克隆抗體NC318被投入到I/II期臨床試驗(NCT03665285)當中。NC318通過B淋巴骨髓細胞雜交瘤制備,可以與人/鼠的Siglec-15特異性結合。此單抗可以在體外環(huán)境下與Siglec-15結合并破壞TAM介導的活動,例如促進腫瘤細胞的生長與轉移、抑制T細胞作用以及刺激腫瘤血管生成,進而直接影響疾病的進展[26]。對于人實體腫瘤而言,它可以阻斷Siglec-15信號通路,使免疫環(huán)境正?；?恢復免疫系統(tǒng)對惡性腫瘤細胞的殺傷能力[26]。在非隨機、開放標簽、多中心的I/II期臨床試驗中,主要以NSCLC、乳腺癌、卵巢癌、結直腸癌以及黑色素瘤患者為入組對象,而針對于PD-1耐藥的NSCLC患者群體,則單獨分組治療觀察。根據(jù)公布的前期給藥方式及劑量顯示[27],NC318采用靜脈注射的方式應用給所有入組的晚期實體腫瘤的患者,劑量為8～1600 mg,每周2次(quaque 2 weekly, q2w)。值得注意的是,所有入組患者均未檢測體內(nèi)PD-1或Siglec-15的表達水平,而所有入組的NSCLC患者均曾接受過PD-1/PD-L1的單藥或聯(lián)合治療。相關數(shù)據(jù)顯示在NSCLC患者群體中應用NC318后,有1例患者完全緩解,1例患者部分緩解、3例患者疾病穩(wěn)定、7例對PD-1/PD-L1治療無效的受試者中,有5例觀察到單藥的抗腫瘤活性;統(tǒng)計分析其客觀緩解率(objective response rate, ORR)為29%,疾病控制率為71%。在藥物毒副作用方面,NC318在多種劑量水平中表現(xiàn)出了良好的耐受性,沒有涉及劑量限制性毒性的相關問題。常見的治療不良事件包括了腹瀉、淀粉酶升高、脂肪酶升高和瘙癢等;而免疫相關不良事件包括了葡萄膜炎、肺炎和白癜風等。在第2階段臨床試驗中,調(diào)整NC318的應用劑量為400 mg,q2w。2021年8月,對NC318 II期臨床試驗做出調(diào)整,更改治療方案為800 mg,q1w。目前臨床患者招募仍在進行中,更多的相關試驗結果有待進一步統(tǒng)計分析。

2022年,美國癌癥研究協(xié)會年會上報告了有關Siglec-15抗體的最新研究,表明另一款Siglec-15的單克隆抗體BSI-060T在體外及小鼠實驗中獲得了良好的數(shù)據(jù),作為一款全人源的單克隆抗體,BSI-060T與NC-318相比其在親和力、生物活性和半衰期方面具有良好的數(shù)據(jù)回報[27]。臨床前研究指出,BSI-060T與Siglec-15結合,在體外阻斷了Siglec-15與其受體之間的相互作用;在體外T細胞反應測定中,BSI-060T可減輕Siglec-15介導的CD8+T細胞的增殖抑制和IFNγ的釋放;在人源化Siglec-15小鼠腫瘤模型中,BSI-060T表現(xiàn)出對腫瘤細胞生長的顯著抑制作用且耐受性良好;在非人靈長類動物的研究中,BSI-060T展現(xiàn)出良好的藥代動力學[27]。目前BSI-060T正在申請開始I期臨床試驗,更多的相關試驗結果仍需進一步回報。期待Siglec-15抗體在NSCLC治療中獲得突破性進展。

6 Siglec-15抗體治療NSCLC的展望

確定哪些患者可以從Siglec-15單抗的治療中獲益最大,是目前臨床相關研究中爭論最多的一環(huán)。結合沒有采用任何生物標志物檢測的NC318 I期臨床試驗結果分析,在全部入組的實體瘤患者當中,NSCLC的治療效果最為明顯[28],而具體的反應機制尚未明確,初步分析可能與腫瘤內(nèi)部Siglec-15表達水平有關。在對NSCLC的Siglec-15檢測表明,有25%的樣本呈現(xiàn)Siglec-15陽性表達[15],而這一數(shù)據(jù)又與NC318在NSCLC中的ORR相近,結合Siglec-15與PD-1/PD-L1相反的表達模式特性,確定哪些生物標志物可以指導患者的治療選擇,以及預測Siglec-15單抗的療效,仍需更多的臨床數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析。Siglec-15作為具有與PD-1/PD-L1不同表達及功能的新一代腫瘤相關免疫抑制因子,可能在未來為NSCLC免疫治療提供新的選擇方向。進一步深入研究Siglec-15抗體的作用機制,探討可能的治療策略,將有助于設計雙特異性抗體以及探索聯(lián)合治療方案,提高腫瘤患者的自身免疫力,完善對PD-1/PD-L1治療不敏感的腫瘤免疫治療。