聚焦药靶:STING——使肿瘤由“冷”转“热”的免疫治疗靶点

2021
07/21

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凯莱英医药
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STING及其依赖的信号通路与临床疾病之间的复杂关系还需要不断研究,作为信号转导途径中的一个重要接头分子,无论其被诱导还是被抑制,都在机体抗感染、炎症反应及抗肿瘤等方面都发挥了重要作用。


干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,STING),也被称为跨膜蛋白173、干扰素调节因子3的调控激活因子以及内质网干扰素刺激蛋白等,主要表达于人的巨噬细胞、T淋巴细胞、树突状细胞、内皮细胞、上皮细胞及成纤维细胞等的粗面内质网、线粒体及微粒体的外膜上。STING在病毒、细菌及寄生虫感染触发的天然免疫反应、机体的肿瘤免疫过程以及细胞自噬过程中发挥重要的枢纽作用;通过自身的磷酸化、泛素化和二聚化修饰调节蛋白质合成和IFN表达,在机体的多个免疫环节中发挥关键作用。许多病毒可以通过与cGAS-STING通路上的信号蛋白相互作用,进而刺激机体产生与正常的免疫应答反应数量不等的干扰素,引起病毒的增殖或自身免疫性疾病;肿瘤细胞增殖能使抗原提呈细胞中的STING活化,从而激活T细胞介导的适应性免疫过程,发挥抗肿瘤作用[1]。

图片来源:Nature

一、STING及其相关信号通路

固有免疫应答是机体抵御外来病原微生物入侵的第一道防线,该过程主要由表达于机体固有免疫细胞表面的一类能够直接识别并结合病原微生物或宿主凋亡细胞表面的病原相关分子模式(PAMP)受体诱导发生,这类受体被统称为模式识别受体,常见的模式识别受体包括视黄酸诱导基因1样受体、Toll样受体、2′-5′-寡腺苷酸合成酶、C型凝集素受体以及核苷酸寡聚化结构域样受体等。研究表明,PAMP被宿主的模式识别受体识别,会通过相关信号通路激活下游接头分子STING,活化后的STING立即发生构象改变,然后通过自噬小体经内质网、高尔基体被转运到核外周小体上,该过程同时会导致STING的泛素化,被泛素化的STING通过募集TANK结合激酶1(TBK1),分别激活下游干扰素调节因子3(IRF3)和信号转导及转录激活因子6(STAT6)诱导Ⅰ型干扰素和趋化因子配体(CCL)2、CCL20等炎症因子的表达;另外,STING还可通过调控核因子κB抑制蛋白激酶(IKK)的活性激活转录因子核因子κB(NF-κB),调控肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)等炎症因子的表达。

此外,环磷酸鸟苷-腺苷合成酶(cGAS)作为一个广谱的胞质DNA识别受体,可以感知细胞质中的DNA,并以GTP和ATP为原料催化合成cGAMP,cGAMP作为第二信使被内质网表面的接头分子STING识所别,通过STING-TBK1-IRF3、STING-TBK1-STAT6及STING-IKK-NF-κB等信号级联效应诱导下游相关免疫细胞及炎症因子的活化与产生,促进宿主的抗感染免疫效应;同时也会加剧机体的炎症反应性损伤,甚至导致一些自身免疫性疾病的发生[2]。

图片来源:American Journal of Physiology

二、STING调节剂的研究进展

1、研究情况:其中III期药物1个,II期药物5个,I期药物8个,不明确具体临床阶段药物1个,临床前药物40个。

2、企业情况:其中Takeda在研药物3个,Merck在研药物3个,F-star Therapeutics在研药物3个,GlaxoSmithKline在研药物3个,Bristol-Myers Squibb在研药物2个,Silicon therapeutics在研药物2个,OncoNano Medicine在研药物2个,Shanghai De Novo在研药物2个,Mavupharma在研药物2个。

3、适应症:其中适应症为癌症38个,自身免疫性疾病6个,鳞状细胞癌6个,转移性头颈癌5个,炎症性疾病4个,淋巴瘤4个,黑色素瘤4个,转移性乳腺癌4个,肝细胞癌3个。

4、将目前处于临床阶段以上的研究药物信息统计如下:

三、重点药物介绍

针对T淋巴细胞浸润较少的肿瘤,当激活肿瘤中的固有免疫时,能够将“冷肿瘤”转变成“热肿瘤”,是提高肿瘤免疫治疗响应的一种重要策略。小分子类免疫激动剂则通过较高肿瘤分布的独特优势,不仅有望激活肿瘤中的免疫响应,同时也能减少蛋白多肽类免疫激动剂的系统毒副作用[3]。这也是目前STING激动剂的主要开发原理,现将研究比较靠前的重点药物统计如下:

1、NBTXR-3

NBTXR-3是由Nanobiotix开发的一种可注射的氧化铪纳米颗粒水性悬浮液,通过一次性肿瘤内注射给药并通过放射疗法激活。通过瘤内注射后,NBTXR-3只有在电离辐射源激活时(通常为放射治疗)才能在肿瘤内储存高能量。放射激活后,高能辐射通过触发DNA损伤和细胞破坏来杀死肿瘤细胞,以此改善临床结果。考虑到物理作用机制,NBTXR-3可以扩展到可以用放射疗法治疗的任何实体瘤中,也可以扩展到任何治疗组合中,尤其是免疫检查点抑制剂。2021年6月,Nanobiotix在ASCO会议上公布了纳米药物NBTXR-3的多项临床数据, 7例经PD-1抗体治疗的患者,NBTXR-3+PD-1抗体联合治疗后,肿瘤都出现了减小。NBTXR-3有多项临床研究在进行中,其中软组织肉瘤适应症已经处于三期临床阶段;对于头颈癌,相比放疗+化疗,NBTXR-3联合放疗显著提高了ORR,完全缓解率提高了1倍;相比与西妥昔单抗+放疗+IC,NBTXR-3联合放疗将HPV阳性患者的CR也提高了接近1倍。联拓药业去年引进NBXTR-3的大中华区、新加坡、韩国、泰国等国家的权益,支付对价为2000万美元预付款+2.2亿美元里程碑金额。

图片来源:Nanobiotix官网

2、exoSTING

ExoSTING是由Codiak Bioscience开发,旨在为肿瘤微环境中的APC提供靶向递送,以局部激活先天免疫反应。STING通路的参与已被证实可引发抗肿瘤反应,但治疗开发通常受到非选择性细胞递送、对肿瘤中重要免疫细胞的脱靶毒性以及由于渗漏引起的剂量相关毒性等限制,影响STING激动剂进入循环。临床前研究数据表明,当肿瘤内给药时,exoSTING会产生有效的、靶向的和全身性的抗肿瘤免疫,而不会产生炎症细胞因子驱动的不良事件。目前,已启动exoSTING在实体瘤中的1/2期临床试验,适应症包括转移性头颈部鳞状细胞癌、三阴性乳腺癌、皮肤鳞状细胞癌和间变性甲状腺癌等。

图片来源:Codiak官网

3、IMSA-101

IMSA-101(GB-492)是由ImmuneSensor开发,嘉和生物于2020年6月获得该品种大中华区的开发权。2021年5月,GB-492在中国的临床试验申请获批,用于评价GB-492在成年难治性或不适合接受标准治疗的晚期恶性肿瘤受试者中的安全性和初步有效性,并确定GB-492单药治疗以及联合重组抗PD-1/L1人源化单克隆抗体(抗PD-1/L1单抗)治疗的II期推荐给药剂量,计划入组成年难治性或不适合接受标准治疗的晚期恶性肿瘤受试者,包括但不限于黑色素瘤,三阴乳腺癌,肝癌,头颈癌,肾细胞癌,胃食管癌等癌种。此外,嘉和生物还计划将GB-492与旗下抗PD-1抗体杰洛利单抗(GB-226)联合开发用于治疗实体瘤,预期将获得积极的协同效应,并将成为国内一款首创新药。IMSA-101目前正在美国开展一项I/IIa期临床试验,旨在评价其在成年难治性或不适合接受标准治疗的晚期恶性肿瘤受试者中的安全性和初步有效性。

4、ADU-S100

Aduro Biotech的ADU-S100是一种合成的环状二核苷酸,是首个进入临床的STING激动剂。2015年3月,诺华与Aduro就ADU-S100达成合作协议;然而,2019年12月,由于ADU-S100与诺华公司PD-1抗体spartalizumab联用的I期临床数据并不乐观,诺华终止了ADU-S100的开发,Aduro公司最终与ChinookTherapeutics合并,专注于肾脏疾病。动物实验表明,在猕猴鞘内注射ADU-S100可以显著提高痛阈、并增加脑脊液 (CSF) 中IFN-β的水平,揭示了STING/INF-I信号轴的镇痛作用,以及对感觉神经元的调控机制,为ADU-S100应用于神经免疫调节和镇痛提供新的科学依据[4]。

图片来源:文献[4]

5、MK-1454

MK-1454是由默沙东开发,此前作为单一疗法用于治疗实体瘤,收效甚微;随后默沙东将MK-1454与其“当家花旦”Keytruda(帕博利珠单抗)组合,目前正在研究这套“组合拳”的疗效。在针对晚期实体瘤或淋巴瘤的I期试验中,MK-1454单药治疗未能产生任何缓解,而当与PD-1抗体帕博利珠单抗联合使用时,缓解率达到24%,说明了STING激活剂在与免疫检查点抑制剂联用上的优势。

起初STING作为一个免疫炎症因子而被大量报道,但随着研究的不断深入发现,STING可能是机体抗肿瘤免疫中重要的调节靶点之一;另外,STING激动剂的最大潜能是与其它抗肿瘤免疫治疗药物的组合使用后可能产生的巨大效果。总之,STING及其依赖的信号通路与临床疾病之间的复杂关系还需要不断研究,作为信号转导途径中的一个重要接头分子,无论其被诱导还是被抑制,都在机体抗感染、炎症反应及抗肿瘤等方面都发挥了重要作用。

版权说明:本文来自凯莱英,感谢关注、转发。欢迎媒体/机构转载,转载请注明来自“凯莱英药闻”。

参考文献

[1] Ma Z, Damania B. The cGAS-STING defense pathway and its counteractionby viruses[J]. Cell host & microbe, 2016, 19(2): 150-158.

[2]胡娟秀, 李承彬. STING与炎症性疾病的研究进展[J]. 医学综述 2020年26卷17期, 3394-3398页, ISTIC, 2020.

[3] Galon J, Bruni D. Approaches to treat immune hot, altered and coldtumours with combination immunotherapies[J]. Nature reviews Drug discovery,2019, 18(3): 197-218.

[4] Donnelly C R, Jiang C, Andriessen A S, et al. STING controlsnociception via type I interferon signalling in sensory neurons[J]. Nature,2021, 591(7849): 275-280.


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关键词:
免疫治疗,干扰素,实体瘤,药靶,免疫,炎症,受体

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