选择性组蛋白去乙酰化酶抑制剂在肿瘤免疫治疗中的作用及前景_医药

2016

10/10

13:31

生物谷

作者：鲁先平

医药

20世纪人们向癌症宣战以来，随着健康生活方式的普及，比如吸烟和肥胖率的降低、日常饮食中水果蔬菜的增加、癌症早期筛查的普及和癌症靶向药物的面世，癌症患者的死亡率有了明显的下降。

据统计，从1990-2015年，美国癌症死亡率总体下降了26%，其中男性癌症死亡率下降了32%，女性下降了22%。

在癌症治疗方面，科学家们通常会采用多种方法来减缓肿瘤对患者机体的负担，比如传统的化疗、手术和放疗方法，以及一些肿瘤靶向疗法和骨髓移植疗法等；近些年来，随着抗肿瘤免疫疗法及抗肿瘤细胞疗法（比如CAR-T疗法等），尤其是免疫检查点抑制剂（checkpoint inhibitor）（抗PD-1/PD-L1抗体等）药物的开发，为癌症患者的治疗带来了新的希望。

癌症治疗的现状及常用手段

免疫检查点抑制剂，通俗来讲就是人体免疫细胞会产生抑制自身过度活化的蛋白分子。肿瘤细胞利用这种机制来抑制免疫细胞，从而从人体免疫监测系统中逃脱存活下来；而免疫检查点抑制剂类药物就可以解除这种抑制作用，进而让免疫细胞重新激活，发挥消灭癌细胞的作用。然而目前这类药物在实体瘤显示出一定疗效，对血液肿瘤尚无明确有效证据。

近年来兴起的一种新型疗法--细胞疗法，到目前为止对部分血液肿瘤疗效显着，该疗法能够与抗体治疗形成有效互补，但对实体瘤尚无明确的有效证据；当然从客观上来讲，出现癌症症状缓解的也只有部分患者，并且在病情缓解后，药物发挥持续疗效并且没有复发的情况，仍然相当有限。

很多人会说为何科学界一直不开发针对肿瘤的疫苗呢？从目前来看，肿瘤疫苗的发展不多，而且疗效有限，但溶瘤病毒仍然是研究的主要方向；2015年10月FDA批准了安进公司开发的溶瘤病毒疗法用于治疗病灶在皮肤和淋巴结，且未能通过手术完全清除的黑色素瘤。

PD-1/PD-L1药物是当前备受瞩目的新一类肿瘤治疗药物，更是免疫治疗中的主力军。目前，针对PD-1的抗体，百时美施贵宝的Opdivo （又名nivolumab ），默沙东的Keytruda（又名pembrolizumab）以及针对PD-L1的抗体，罗氏的MPDL3280A先后获得FDA批准，用于黑色素瘤和非小细胞肺癌的治疗。但这类药物对于肿瘤组织实体（包括淋巴瘤和实体瘤）更有效，血液肿瘤却对此类药物并无反应；而且少数肿瘤单药疗效明显，而卵巢癌、结肠癌、肝癌等单药的疗效则不尽如意。

这类免疫检查点抑制剂虽然能够作用于免疫系统，但在本质上其仍具有靶向药物的特性。因此肿瘤免疫逃逸的个体化特征及肿瘤细胞的高度可塑性仍然会带来临床治疗抗性。这其中就包括内源性抵抗和获得性抵抗的发生；产生内源性抵抗的原因是缺乏免疫细胞浸润、缺乏PD-L1表达或者强烈的免疫耐受微环境；而获得性抵抗发生的原因则较为复杂，比如诸如TIM3等抑制性受体信号的产生，JAK/STAT信号通路的异常以及免疫耐受环境（Treg/MDSC活化或高活性的IDO等）的出现等。

肿瘤的表观遗传特性及治疗新思路

世界上有很多未解之谜，当然癌细胞的代谢也有许多待解的谜团，沃伯格效应（Warburg effect）就是其中之一。正常细胞依靠糖类氧化释放出能量，每分子葡萄糖可生成30至32个ATP。而大多数癌细胞却偏偏通过糖酵解为自身供能，每分子葡萄糖可生成2分子ATP，这便是沃伯格效应的核心。而且肿瘤细胞需要在低氧状态下同时满足快速增殖和能量供应，这依赖于在酸性环境通过糖酵解为自身供能，同时还会促进戊糖磷酸化途径（Pentose phosphate pathway，PPP）从而增加核酸和蛋白合成的前体，以方便癌细胞增殖。

不同肿瘤细胞会通过细胞之间的代谢互补形成特定的代谢异质性和适应性，形成的这种代谢微环境能够维持肿瘤的持续生长和免疫逃逸特性。表观遗传调控特性参与了肿瘤发生发展的多个环节，如DNA的甲基化在所有肿瘤中普遍发生，而且甲基化出现的变异在肿瘤中可多达几百种。在肿瘤中，表观遗传（如甲基化、乙酰化等）的变异远远多于科学家们发现的遗传变异，比如DNA缺失、突变等。癌症表观遗传的变异不仅影响经典信号转导通路如细胞生长、增殖与凋亡，还会引发如免疫逃逸、能量代谢紊乱、激活细胞表型转换、促进肿瘤炎症、肿瘤微环境等新的信号转导通路。

外周T细胞淋巴瘤（peripheral T-cell lymphoma，PTCL）是一组高度异质性的淋巴细胞恶性增殖性疾病，包括来自胸腺起源的成熟T细胞及NK细胞肿瘤。PTCL的发病率具有明显的地域差异，在中国，PTCL发病例数约占非霍奇金淋巴瘤（NHL）的25%～30%，显着高于欧美国家的10%～15%。传统化疗方案对于PTCL 的疗效并不理想，随着临床研究进展，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂作为一种新型抗肿瘤药物，已在复发或难治性PTCL 治疗中取得了显着成果，近年来已有3 个HDAC抑制剂上市用于此适应症，包括美国FDA批准的罗米地辛（romidepsin）和贝利司他（belinostat），以及中国CFDA批准的西达本胺（chidamide，爱谱沙）。目前还有十余种HDAC抑制剂已在不同阶段的临床研发中。

国内新药西达本胺治疗PTCL的机理及优势

目前CFDA批准的全球第一个选择性组蛋白去乙酰化酶抑制剂--西达本胺（Chidamide，商品名爱谱沙/epidaza），是由微芯生物首席科学官鲁先平博士及其研究团队花费12年成功研发的药物。2014年12月西达本胺获国家食品药品监督管理总局（CFDA）批准上市，该药物是第Ⅰ大类HDAC亚型选择性抑制剂，首个适应症为复发及难治性外周T细胞淋巴瘤（PTCL）。作为全球首个治疗PTCL的口服HDAC抑制剂药物，西达本胺与国际PTCL治疗新药（普拉曲沙和罗米地辛）相比，具有明显的亚型治疗优势及患者生存长期受益，是国内患者获得的可承受的创新治疗手段，现已广泛用于临床治疗。

西达本胺主要针对第Ⅰ类HDAC中的1、2、3亚型和第Ⅱb类的10亚型，具有对肿瘤异常表观遗传功能的调控作用。通过抑制相关HDAC亚型以增加染色质组蛋白的乙酰化水平来引发染色质重塑，并由此改变多条信号传递通路基因表达（即表观遗传改变），进而抑制肿瘤细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡，同时对机体细胞免疫具有整体调节活性，诱导和增强自然杀伤细胞（NK）和抗原特异性细胞毒T 细胞（CTL）介导的肿瘤杀伤作用。西达本胺还可增强树突状细胞对肿瘤抗原的递呈和成熟、抑制调节性T细胞（Treg）和MDSC细胞等机制，通过对肿瘤免疫抑制微环境的调控发挥促进抗肿瘤免疫功能的作用。

此外，西达本胺还能够通过调控表观遗传机制，诱导肿瘤干细胞分化、逆转肿瘤细胞的上皮间充质表型转化（EMT）等，进而在恢复耐药肿瘤细胞对药物的敏感性和抑制肿瘤转移、复发等方面发挥潜在作用。

表观遗传调控剂的表型重塑效应对免疫微环境具有重要的影响，肿瘤对PD-1/PD-L1抑制剂具有先天或获得性抵抗，而免疫反应的各个环节都可能贡献于这种治疗抵抗的过程中，因此表观遗传调控剂可以通过增强抗原表达、刺激免疫效应细胞浸润、强化效应细胞活性，降低抑制性活性如Treg, MDSC细胞活性等，从而协同促进免疫治疗的疗效发挥。表观遗传突变在血液及淋巴细胞肿瘤中极为常见，而这或许是其单药治疗疗效的基础；在T细胞淋巴瘤中，特别是血管免疫母细胞T细胞淋巴瘤（AITL）及非特指型T淋巴瘤（PTCL-NOS）中，参与表观遗传调控因子（TET2和DNMT3A）的突变更为普遍；而且AITL特定的表观遗传突变与机体的免疫调节活性直接相关。

西达本胺对PTCL患者具有明显的长期生存（OS）获益，相比其它二线治疗，西达本胺可以使得患者的总体生存期延长到21.4个月，其它疗法能够给PTCL患者带来不同的生存期，分别为化疗（6.5月）、普拉曲沙（14.5月）、罗咪酯肽（11.3月）、贝利司他（7.9月）。

临床试验结果表明，患者从疾病进展（PD）到疾病稳定（SD）可以持续很长时间，部分患者在长期稳定的基础上逐步部分缓解（PR）再到完全缓解（CR），关键在于西达本胺的持续治疗时间。因此，连续使用西达本胺大于6周及更长时间是患者临床治疗获益的关键。

癌症治疗面临的挑战和研发趋势

肿瘤的异质性是临床治疗的最大挑战。如今研究者已经发现，肿瘤干细胞（CSC）及上皮细胞向间充质细胞的转化（EMT）是引发肿瘤细胞转移、复发的主要原因；在癌症治疗过程中，EMT和CSC 会基于治疗的选择性压力产生生存优势，而这也是引发肿瘤耐药及肿瘤复发的关键机制。表观遗传抑制剂可以重塑染色质结构（Chromatin Remodeling），将上述过程逆转，使联合治疗的效果得以更加明显地体现出来。

在针对多克隆选择及癌细胞耐药性的研究中，研究者发现同一原位肿瘤中往往具有异质性（heterogeneity），采用单一治疗如化疗或针对单一蛋白激酶的靶向药物仅可以杀死分裂或有遗传突变的细胞，但对不分裂细胞或无遗传突变的细胞却是无作用的（如KDM5A /DTEP细胞）。在治疗的同时，这种无作用的肿瘤细胞就选择性地生存下来，从而形成肿瘤的复发及耐药性的产生的基础，进而使得患者总体生存率的改善仍然十分有限。然而如果采用单一表观遗传抑制剂（HDACi ）来治疗的话就可以杀死这种不分裂细胞或无遗传突变的耐药细胞，但对有遗传突变或分裂细胞的治疗效果则不明确。因此，采用表观遗传抑制剂（针对不分裂及无遗传突变的耐药细胞）、单一靶向TKI（针对EGFR突变）及化疗（针对分裂及对EGFR突变有抗性的细胞）的联合治疗手段或许将会明显改善患者的无进展生存期及总体生存率。

那么联合治疗是否就如此简单？又该使用什么样的药物来联合？药物的使用时间又该如何？联合疗法能否解除肿瘤微环境的抑制以及肿瘤的代谢特征呢？这将是科学家们在以后的研究中所要面临的诸多问题。由于遗传突变会出现于疾病发展的不同阶段，而乙酰化相关的表观遗传突变主要出现在疾病进展的相对晚期阶段，这或许就为科学家们提供了合适的治疗时机选择的依据。

研究者指出，分子分型辅助下的精准治疗或是实现肿瘤患者长期获益的路径，而癌症的治疗也终将从过去的单药治疗转向到联合治疗的时代，作为我国首个进行全球同步开发的原创新药，西达本胺实现了源于中国发现、全球同步开发的战略目标，目前在美国、日本、中国台湾地区相继开展了国际临床试验工作；其中在美国正在开展联合PD-1/PD-L1抑制剂针对实体瘤和以解决耐药为目的的IIa期临床研究。在日本已经获得孤儿药地位，正在进行非霍奇金T细胞淋巴瘤的注册性II期临床试验，同时研究者们还以实体瘤为适应症，开展联合用药的随机双盲临床试验研究，比如同西奥罗尼联合用药等。目前，西达本胺针对实体瘤适应症（联合治疗）开发，已完成非小细胞肺癌Ⅱ期临床试验，正在开展乳腺癌Ⅲ期的临床研究。