抗肿瘤多肽免疫检查点抑制剂

FDA日前批准了阿斯利康的Imjudo (tremelimumab) 联合 Imfinzi (durvalumab)的双免疫调节剂治疗肝细胞癌的疗法，这也是FDA今年第二次批准双免疫疗法对于肿瘤的治疗。今年3月18日，百时美施贵宝的Opdualag^TM（nivolumab 和 relatlimab-rmbw)获得FDA批准，用于治疗不可切除或转移性黑色素瘤 (unresectable or metastatic melanoma)。

抗体无疑是包括双免疫疗法在内的免疫疗法治疗肿瘤的主力军，然而，抗体具有成本高、口服适用性差等缺点。比抗体分子量小很多的多肽药物，在免疫疗法对抗肿瘤的治疗中也发挥着不可忽视的作用。

多肽因其体积小、亲和力高、易修饰、免疫原性低等优点，在肿瘤诊疗领域也备受关注。一些修饰肽表现出良好的稳定性。,例如FDA今年批准的两款双免疫调节剂中的抗体蛋白。多肽分子可以在肿瘤免疫疗法中充当免疫检查点阻滞剂（immune checkpoint inhibitor）。免疫治疗药物不直接攻击肿瘤细胞，而是调节患者自身的免疫系统，并通过靶向免疫检查点攻击肿瘤细胞。

(资料图片仅供参考)

免疫检查点和免疫检查点抑制剂

1 免疫检查点

当免疫细胞T 细胞表面上的蛋白质识别并与其他细胞（例如某些肿瘤细胞）上的伴侣蛋白结合时，免疫检查点就会起作用。这些T细胞上的蛋白质被称为免疫检查点。当检查点和癌细胞的伴侣蛋白结合在一起时，它们会向 T 细胞发送“关闭”信号。免疫检查点分子在肿瘤的免疫逃逸中扮演关键角色，临床上可以通过阻断免疫检查点与配体的结合来恢复免疫细胞的抗肿瘤功能，达到治疗肿瘤的目的。

2 免疫检查点抑制剂

由于免疫检查点有助于防止免疫反应过强，有时可以防止 T 细胞杀死癌细胞，所以当这些检查点被阻断（抑制）时，T细胞可以更好地杀死癌细胞，这对于肿瘤治疗无疑会产生非常积极的作用。免疫检查点是癌症免疫治疗的靶点，因为它们有可能用于多种类型癌症的治疗。目前批准的检查点抑制剂可以阻断 CTLA4 和 PD-1 和 PD-L1。

多肽免疫检查点抑制剂

1 CTLA4抑制剂

CTLA-4 或 CTLA4（细胞毒 性 T 淋巴细胞相关蛋白 4），也称为 CD152，是一种蛋白质受体，可作为免疫检查点并下调免疫反应。CTLA-4 在调节性 T 细胞中被表达，但仅在被激活后在常规 T 细胞中上调，这种现象在癌症中尤为明显。

针对免疫检查点CLTA4的mAb抗体抑制剂有治疗黑色素瘤的Ipilimumab。很多活性多肽也对CTLA4表现出良好的抑制效果，例如酵母展示肽ERY2-4 (图1) 与 CTLA-4特异性结合，KD 为 196.8 ± 2.3 nM。此外，ERY2-4阻断 CTLA-4 与在其表面呈现 B7 的树突细胞 (DC) 之间的相互作用。重要的是，ERY2-4 对 CD28 没有显示交叉反应性，表明它不会抑制 T 细胞活化。由于 CTLA-4 是限制癌症免疫反应的关键免疫检查点，因此这种抑制性多肽代表了一类新的免疫治疗候选药物。

图1. 酵母展示肽ERY2-4化学结构。

2 PD-1

虽然PD-1和 CTLA-4 属于 CD-28 免疫检查点受体家族，但它们在抑制免疫反应中的作用在机制上是不同的。 CTLA-4 在早期主要在淋巴结中调节免疫反应，而 PD-1 在后期主要在外周组织中调节免疫抑制。尽管针对这两种途径的临床批准的抗体产生了持久的临床反应，但它们都会导致不良事件，其中，抗 CTLA-4 抗体的发生率和免疫相关不良反应级别更高。PD-1/PD-L1 检查点抑制剂在疗效和安全性方面更好的临床特征已促使快速的药物开发，并在多个适应症中获得批准。在这一领域，Bristol-Myers Squibb 为他们的环肽申请了专利，显示在抑制PD-1/PD-L1 相互作用方面具有纳摩尔活性。

图2. WO2017176608专利多肽，PD-1/PD-L1与CD80/PD-L1蛋白结合抑制剂。

3 BTLA-4

B 和 T 淋巴细胞衰减因子 (BTLA) 是 CD-28 家族中的又一个共抑制受体。在最近的一份报告中，基于与BTLA结合的天然蛋白HVEM (herpesvirus entry mediator，疱疹病毒进入介导蛋白)，研究人员使用 HVEM (14-39) 片段（图 3）设计了一种双二硫键桥接肽，并使用表达 BTLA 的 293T 细胞证明了其细胞活性。HVEM (14–39) 肽是 BTLA/HVEM 结合的抑制剂，以剂量依赖性方式抑制 BTLA/HVEM 复合物的形成。在免疫疗法对抗肿瘤的领域具有开发价值。

图3. HVEM (14-39) 肽分子结构。

4 VISTA

VISTA 是 B7 家族中的一个免疫检查点，与 PD-1 蛋白协同调节 T 细胞反应。 CTLA-4 和 PD-1 在 T 细胞启动和效应阶段抑制免疫功能，而 VISTA 在 T 细胞活化的最早阶段抑制免疫反应。为此研究人员设计了VISTA多肽拮抗剂。这是一个包含一个二硫键和多个D-氨基酸残基的环肽（图4）。

图4. VISTA多肽抑制剂。

与抗 VISTA 抗体或抗 PD-L1 抗体相比，该多肽VISTA拮抗剂显著增强 T 细胞的增殖。此外，这种 VISTA拮抗剂多肽的抗肿瘤功效在免疫原性膀胱癌 MB49 的模型中得到证实。作者指出，作用机制可能是多肽与 VISTA 的关键/活性位点结合，从而阻断 VISTA 的免疫抑制功能。

5 LAG-3

LAG-3 是继 CTLA-4 和 PD-1 之后第三个临床靶向的免疫检查点受体。LAG-3 与其它受体，尤其是与 PD-1 共表达，在多种环境中抑制免疫功能，使其成为与 PD-1 组合的有吸引力的靶标。抗 LAG-3 和抗 PD-1 抗体的联合治疗在黑色素瘤上取得了成功。百时美施贵宝的 Opdualag^TM于2022年3月18日获得FDA批准，其活性成分nivolumab 和 relatlimab-rmbw分别是PD-1和LAG-3的拮抗剂。Opdualag^TM也因此成为了FDA批转的第一款靶标LAG-3的免疫疗法。

在多肽类的LAG-3拮抗剂的研究中，研究人员设计了命名为C25的二硫键环肽（图5），C25的KD值在mM量级，可以有效地与LAG-3结合，从而有效地干扰LAG-3和MHC-II（主要组织相容性复合体蛋白II）之间的结合。

图5. LAG-3拮抗剂C25化学结构

总结

免疫检查点拮抗剂目前以抗体为主，但低反应率和免疫相关不良事件需要开发更有效和更安全的治疗方式。多肽药物在选择性、功效和降低脱靶毒 性方面具有潜在优势。多肽免疫疗法在未来可能开创与抗体药物齐头并进的局面，或许也能出现类似于Opdualag^TM那样的属于多肽的双免疫疗法。

[1]Syn, N. L. et al. De-novo and acquired resistance to immune checkpoint targeting. The Lancet. Oncology. 2017, 18, e731–e741.

[2] Tharanga, M. R. et al. An Immune-Stimulatory Helix–Loop–Helix Peptide: Selective Inhibition of CTLA-4–B7 Interaction. ACS Chem. Biol. 2020,15, 360–368.

[3] S.C. Wei, S. C. et al. Fundamental mechanisms of immune checkpoint blockade therapy. Cancer Discov, 2018, 8, 1069-1086.

[4] Callahan, M. K. At the bedside: CTLA-4- and PD-1-blocking antibodies in cancer immunotherapy. J Leukoc Biol, 2013, 94, 41-53.

[5] Vaddepally, R. K. Review of indications of FDA-approved immune checkpoint inhibitors per NCCN guidelines with the level of evidence. Cancers. 2020, 12, 738.

[6]WO2017176608 - Macrocyclic inhibitors of the pd-1/pd-l1 and cd80/pd-l1 protein/protein interactions.

[7]Spodzieja, M. et al. Disulfide-linked peptides for blocking BTLA/HVEM binding. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 636.

[8] Liu, J. et al. Immune-checkpoint proteins VISTA and PD-1 nonredundantly regulate murine T-cell responses. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2015, 112, 6682-6687.

[9] Randolph, J. et al. Vista antagonist and methods of use. WO2015109340A2.

[10]Zhai, W. et al. A novel cyclic peptide targeting LAG-3 for cancer immunotherapy by activating antigen-specific CD8+ T cell responses. Acta Pharm Sin B, 2020, 10, 1047-1060.