在编码miRNA处理酶核糖核酸内切酶DICER的巨噬细胞中,Dicer1的缺失导致IFNγ-STAT1信号通路显著激活,从而重新连接TAM免疫抑制。
肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages,TAMs)与肿瘤相关炎症关系复杂,涉及血管生成、细胞外基质重塑、癌细胞增殖转移、免疫抑制、化疗耐药性和免疫检查点阻断等。
TAM促瘤和抑瘤的不同作用 Nat Rev Drug Discov (2022) 巨噬细胞有抑制肿瘤和促进肿瘤的两面性。激活抗肿瘤活性,巨噬细胞可以介导吞噬癌细胞和细胞毒性肿瘤杀伤,并与先天和适应性免疫系统进行有效的双向相互作用。 辅助作用
TAM作为辅助调节剂在不同肿瘤疗法中的作用 Signal Transduct Target Ther. 2021 传统癌症疗法中的TAM作用 巨噬细胞通过抗癌治疗促进适应性免疫反应的激活,协同杀死肿瘤细胞以及自身成为靶点发挥作用。例如:
曲贝替定(Trabectedin,用于软组织肉瘤和卵巢癌)及其类似物卢比克替定(lurbinectedin,用于非小细胞肺癌):通过TNFRSF10(或称TRAIL)依赖的凋亡通路选择性地耗尽患者和小鼠的单核细胞和TAMs,以达到完全抗肿瘤活性;
吉西他滨(用于胰腺癌)和5-氟尿嘧啶(晚期卵巢癌辅助化疗):可以逆转TAM极化,提高治疗应答反应;
铂基化疗:肠道微生物组可以启动肿瘤内单核吞噬细胞产生活性氧(ROS),积极调节药物的疗效;
利妥昔单抗(CD20)、曲妥珠单抗(HER2)、西妥昔单抗(EGFR)和达拉妥单抗(CD38)等:其抗肿瘤活性的关键因素之一为肿瘤浸润白细胞,通过触发表达FcγR的免疫细胞(尤其是TAMs)进行肿瘤细胞杀伤和吞噬;
激素治疗也受骨髓细胞组织的炎症通路影响。IL-1和IL-6等炎症细胞因子可以激活肿瘤细胞上的雌激素受体信号,将炎症与肿瘤生长和内分泌抵抗联系起来。
免疫检查点阻断剂(ICB)中的TAM作用 髓源单核细胞作为免疫抑制回路的主要协调者,是ICB反应的重要决定因素,并在耐药性和疗法的有效性中起关键作用。组织环境是决定巨噬细胞在ICB中的作用的重要因素。其表现包括:
临床前模型中,肿瘤浸润免疫细胞上而非肿瘤细胞上的PDL1表达与抗PD1或抗PDL1抗体的反应有关;
三阴性乳腺癌中,多种髓系细胞(包括中性粒细胞和巨噬细胞)参与介导ICB的耐药性;
胸膜和腹膜腔中,TIM4+巨噬细胞抑制CD8+ T细胞反应和抑制ICB,用抗体阻断TIM4可以增强ICB在这些位点的疗效;
人肾细胞癌(RCC)中,M2样巨噬细胞与对ICB耐药性相关。
现有靶向TAM的肿瘤治疗临床试验盘点 Nat Rev Drug Discov (2022). 增强TAM的肿瘤杀伤活性
右侧红色阴影为激动剂开发策略 Nat Rev Drug Discov (2022).
(1)靶向TAM招募与累积的细胞因子
趋化因子:尽管在临床前模型中有大量数据印证,但已有的临床试验结果,无论单药还是联合都没有产生积极的临床结果,均终止。
CSF1/CSF1R: 例如小分子抑制剂BLZ945可以诱导TAMs、产生IFNγ的NK细胞和T细胞以及产生IL-12的树突状细胞之间的正向交互。其治疗过度表达CSF1的弥漫性型腱鞘巨细胞瘤患者中显示出71%的显著临床受益。 但在其他癌种作为单一疗法的2期临床结果未见显著疗效 。
挑战: (a)可能引起免疫抑制作用的中性粒细胞代偿性积累,同时,作用于单核细胞配体和受体的趋化因子种类众多,明显冗余。 (b)肿瘤中单核吞噬细胞数量的多样性。 小鼠黑色素瘤模型显示,整体靶向TAM所有群体不如减少具有免疫抑制活性的CD163+细胞有效。因此,需要开发针对特定TAM亚群的疗法。
(2)CD40激动剂(例如激动性CD40单抗) 其机制包括:
CD40激动性单抗通过将免疫抑制的TAMs转换为细胞毒性效应物,成功地对其进行“再教育”,从而实现免疫监视和减少肿瘤生长;
CD40刺激TAMs产生的趋化因子CCL5, 促进CD4+ T细胞进入TME;
引起巨噬细胞表型的短暂调节,增加CD86和MHC II类表达,促进抗原提呈潜力;
CSF1R结合CD40激动剂的瞬间抑制导致TAMs在被消耗前进行快速重编程。
目前进度最快的激动性CD40单抗在1/2期临床阶段。
(3)Toll样受体(TLR)激动剂 TLR配体可以激活先天免疫的其他细胞,但在这些模型中,抗肿瘤免疫反应的启动是由TAM介导的。其应用包括:
卡介苗(刺激TLR2和TLR4)至今仍用于治疗膀胱癌患者;
小鼠模型:TLR4配体单磷酸脂质A (MPLA)和IFN-γ共用,可使TAMs重编程成为肿瘤杀伤TAMs;
TLR7激动剂咪喹莫特是FDA唯一批准的用于鳞状和基底细胞癌的外用治疗药物;
TLR9配体CpG与帕博利珠单抗一起用于对PD1阻断有难治性的黑色素瘤患者的瘤内治疗,25%的患者观察到良好的临床活性。
TLR激动剂通常装载在纳米颗粒中,因为TAM更具有吞噬纳米颗粒的倾向。 同时主要在可接近的病灶内给药,因为TLR激动剂全身给药可能会导致炎症毒性。 目前有多款抗体药物选择将TLR与其他靶点联合设计在一起,如:
BDC-1001: 同时激动TLR7和TLR8,并与针对HER2的肿瘤靶向抗体偶联。此种抗体偶联物可以进行全身注射,在刺激巨噬细胞介导的抗肿瘤免疫反应的同时不引发炎症。
SBT6050:一种与 HER2抗体偶联的TLR8激动剂。
(4)STING激动剂 虽然靶向STING通路的化合物不是巨噬细胞特异性的,但临床前研究已经证明,抗肿瘤免疫的激活涉及浸润巨噬细胞和树突状细胞。 STING也可以被微生物来源的激动剂(如c-di-AMP)激活,它可以调节干扰素的产生和巨噬细胞的极化。
(5)重编程:mRNA和miRNA mRNA-LNP药物已被用于将TAM重编程为抗肿瘤效应剂。如:
不同小鼠模型中,输注编码转录因子干扰素调节因子5(IRF5)的mRNA及其激活激酶、NF- κB激酶亚基β抑制剂(IKKβ)的纳米颗粒,可逆转免疫抑制的TME和重编程TAM。
miRNA已经成为巨噬细胞分化和极化的关键调节因子。
小鼠模型中:在编码miRNA处理酶核糖核酸内切酶DICER的巨噬细胞中,Dicer1的缺失导致IFNγ-STAT1信号通路显著激活,从而重新连接TAM免疫抑制。
不过目前为止还没有使用miRNA来重编程肿瘤巨噬细胞的临床试验启动。
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