文摘
免疫系统对抗癌症和有时暂时消除肿瘤生长的或达到一个平衡阶段。然而,持续的免疫压力也变异,最终选择低免疫原性肿瘤逃避免疫控制系统。在这里,我们专注于转移性黑素瘤,一个高度免疫原性肿瘤,anti-melanoma免疫疗法,最近,尤其是Ipilimumab FDA的批准后,从药物开发公司获得利益。我们描述新的免疫调节方法目前在开发管道,集中在小说CEACAM1免疫检查点,并比较其潜在目标,描述的广泛CTLA4 PD1。本文结合多学科方法和描述anti-melanoma免疫疗法从分子,医疗和商业角度。
1。介绍
肿瘤细胞和宿主免疫系统之间的相互作用显示一个有趣的,动态的战斗生活。当前教条在肿瘤恶化免疫压力下的三个“E”年代:消除,平衡,和逃避1]。在第一阶段,先天和适应性免疫系统跟踪和消除新生的肿瘤细胞(免疫监视)。如果不是所有的肿瘤细胞都消除,第二阶段是癌症和免疫系统之间的平衡,在这一段时间,有时会持续几年,肿瘤保持休眠状态。然而,这种平衡是暂时的癌细胞的遗传不稳定性与免疫细胞的持续压力逐渐形成肿瘤的免疫原性,将其转变为低免疫原性。这个过程称为免疫编辑,最终导致肿瘤逃逸,从而发展到临床明显的疾病。免疫系统从而抑制肿瘤的一方面,同时促进,另一方面,通过选择并鼓励poorly-immunogenic变体(了1- - - - - -3])。许多肿瘤逃逸机制。它们包括改变肿瘤细胞本身的特性(上调抗凋亡的分子和细胞毒性的决定因素的差别,对这些抗原表达MHC分子),分泌的细胞因子抑制有效免疫反应(例如,VEGF、il - 10和TGFβ),诱导免疫抑制环境的吲哚胺2,3加双氧酶(IDO)或通过招募抑制免疫细胞(MDSC Treg, NKT、iDC和巨噬细胞)(4- - - - - -6]。
我们将集中在转移性黑素瘤,这是一个很好的例子对于上述模型,因为它是高免疫原性和反应免疫疗法(7]。恶性黑色素瘤是一种主要癌症相关死因低于30人。最在西方人口迅速增加恶性肿瘤的发病率,目前第六个最常见的癌症在美国,显示高死亡率仅次于肺癌(8,9]。只对局部手术是有益的(主要)黑色素瘤,不断努力,寻找有效的免疫疗法转移性黑色素瘤(MM)。系统性的治疗方法包括管理的非特异性刺激免疫细胞因子(7),与癌症免疫细胞或分子(10),T细胞过继转移(11),最近开发了小抑制剂的黑色素瘤致癌基因(12,阻止抗体抑制免疫分子(13]。积累的数据证明,黑素瘤引起先天和适应性免疫反应和免疫细胞和渗透黑色素瘤质量。然而,这些细胞可能是低的热望,由于低细胞数量、低细胞毒性的潜力,或抑制微环境(14- - - - - -17]。我们将在这里描述有前途的免疫治疗方法旨在提高天然anti-melanoma免疫反应。
2。Anti-Melanoma免疫疗法
2.1。Anti-CTLA4 (Ipilimumab和Tremelimumab)
CTLA-4是一个抑制T细胞的活化分子表达,哪些功能,防止长期激活信号。由两个连续T细胞被激活的信号:抗原识别(TCR绑定抗原/ MHC抗原呈递细胞)和聚集有关(例如,CD28与B7.1、B7.2装甲运兵车)。CTLA-4与CD28 B7的绑定,当调节,抑制CD28-dependent增殖和活化,而导致细胞周期阻滞,细胞因子减少生产,被罩分泌物从装甲运兵车18,19]。值得注意的,据报道,CTLA-4各种肿瘤细胞也表达了(20.Wnt-dependent方式),在黑素瘤(21]。刺激tumor-expressed CTLA-4与可溶性配体或织马伯导致诱导细胞凋亡20.,21)以及抑制增殖和血管生成细胞因子的分泌22]。这些观察指出,CTLA-4施加nonimmune-related当nonlymphoid表达的细胞功能。尚不明确也可能反映了肿瘤机制实现“免疫逃逸”表型和积极抑制,逃避,避免T细胞免疫(23]。
完整的淘汰赛CTLA-4是致命的,老鼠遭受大规模lymphoproliferation和器官破坏(24,25]。然而,临床前研究表明,阻止CTLA-4导致抗肿瘤活性和肿瘤回归在许多小鼠肿瘤模型(前列腺癌、乳腺癌、淋巴瘤、黑色素瘤)26- - - - - -29日),为临床研究铺平了道路。两个anti-CTLA-4单克隆抗体,由不同的公司,在MM患者进行临床试验:Tremelimumab(辉瑞)和Ipilimumab / Yervoy(百时美施贵宝公司),但只有后者是成功的在第三阶段的研究。基于先前的延长生存的能力以及未经处理的MM患者治疗(30.,31日),Ipilimumab获得欧盟(2010)(32)和FDA(2011年3月)的批准。
两个激动人心的III期研究测试Ipilimumab先进MM患者的临床疗效。首先,从125种不同的医疗中心676名参与者,已经接受标准治疗收到Ipilimumab, gp100疫苗,或两者的结合,在一个随机、双盲的方式。Ipilimumab治疗改进中值总体存活率Ipilimumab-treated组(10.0和10.1个月与6.4个月gp100-only治疗组相比)。患者的百分比回应Ipilimumab两组非常有限(~ 1%完全缓解和部分响应在5 - 10%),但反应的影响是持久的大多数反应(30.]。在第二个试验(31日),502名患者,不是以前治疗收到达卡巴嗪(DTIC,标准治疗化疗)或Ipilimumab结合达卡巴嗪双盲,安慰剂对照的方式。在这个实验中,Ipilimumab增加整体存活率从9.1到11.2个月和3年生存率从12.2%降至20.8%。不良反应,主要是免疫相关的皮肤和肠道,同时几乎所有病人在两个试验中,大约一半的患者患有严重不利影响在第二轮审判和几个严重免疫影响死亡的审判。这些令人兴奋的结果因此也表现出特别的共谋操纵免疫反应。
2.2。Anti-PD1 (mdx - 1106和ct - 1101)
PD-1 CTLA-4,是一种抑制性受体属于免疫调节受体的CD28家族。然而,尽管CTLA-4仅限于T细胞表达,PD-1有更广泛的表达谱和表达激活T, B和几个髓细胞。PD-1(程序化死亡1)会使T细胞功能(增殖、细胞因子的分泌和细胞溶解靶细胞)通过交付负信号绑定到它的配体,PD-L1和PD-L2(了33])。PD-L2表达仅限于apc(树突细胞和单核细胞)34- - - - - -36),参与对T细胞的宽容环境(如口头管理)抗原(37]。PD-L1,恰恰相反,是由多个正常和癌变组织和表达带来外围公差从“自我”抗原(38,39]。抗原暴露正常水平后,PD-1函数作为一个“门房”减弱免疫反应(了40])。PD-1的重要性表现在PD-1-deficient老鼠,而遭受auto-immunities [41,42]。在异常抗原暴露水平(慢性病毒感染,癌症)然而,这种免疫耐受成为绊脚石,作为ctl PD-1提供“否决”信号,响应,使肿瘤细胞免受细胞毒性免疫细胞和阻碍了抗肿瘤免疫干预措施,如疫苗和行为(40]。PD-L1调节癌细胞在体外免疫细胞因子,是T细胞的关键功能,如干扰素γ(43),甚至可能积极反馈来增强免疫耐受在活的有机体内。事实上,PD1-deficient老鼠表现出增强的抗肿瘤T细胞反应对固体和造血肿瘤,包括黑色素瘤,这些小鼠生存时间,肿瘤退化(39,44,45)和肿瘤转导过度表现PD-L1变得更加积极在活的有机体内(46]。阻止PD1 / PD-L1路径延迟肿瘤恶化[39,44,47- - - - - -49)和过继转移的肿瘤特异性PD-1-deficient T细胞受体转基因T细胞可以拒绝肿瘤(43]。在黑色素瘤患者,PD-L1表示对黑色素瘤细胞和PD-L1表达积极的水平与总生存期(50]。PD-1 CD-8调节+T细胞在转移性黑色素瘤患者(III, IV)阶段的疾病50]这upregulation可能与T细胞功能障碍(51]。
为了阻止抑制PD-1 / PD-L1途径,两种不同anti-PD-1单克隆抑制性抗体生成,mdx - 1106 (bms - 936558) [52)和ct - 011 (53]。阶段我和每个抗体的临床研究证明了他们的安全,同时政府和有限的毒性(尽管在他们两人的最大耐受剂量没有达到)并提供药代动力学数据52,53]。在这些临床试验中,mdx - 1106(完整的人抗体)在39的晚期黑色素瘤患者化验,大肠癌、前列腺癌、非小细胞肺癌和肾细胞癌(52]。在ct - 011的研究(人源化抗体),包括17个病人,与白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤(53]。观察临床效益在两个实验52,53)和临床反应与肿瘤PD-L1表情的程度(52]。二期临床研究mdx - 1106正在与两周一次的政府在转移性非小细胞肺癌,肾细胞癌,前列腺癌和转移性黑素瘤。他们有限的毒性、良好的宽容(最大耐受剂量(MTD)没有达到)和抗肿瘤活性37.5%客观反应总患者群体(包括3黑色素瘤患者)。最令人印象深刻的成果之一是,所有的反应都非常耐用,仍持续在公布这些初步的结果(54]。二期临床试验用ct - 011也还在进行中(http://www.clinicaltrials.gov/)。PD-1通路的另外两个抗体在临床开发阶段我研究(目前招募参与者):mk - 3475 (anti-PD-1)和mdx - 1105 - 01(反PD-L1) (http://www.clinicaltrials.gov/)。anti-PD-1和anti-CTLA-4小鼠黑色素瘤B16转椅模型中进行了测试,发现更有效的肿瘤回归相比单独每个阻碍抗体(55]。第一阶段涉及两个抗体的临床试验正在进行,以及试验结合了md - 1106和黑色素瘤疫苗(http://www.clinicaltrials.gov/)。
2.3。对比Anti-CTLA-4 Anti-PD-1
CTLA-4的不同特性,相比之下,PD-1-deficient老鼠(25,42)的合作anti-CTLA-4 anti-PD-1治疗在动物模型55)表明,他们在截然不同的行为,冗余路径。虽然不是使用anti-PD-1已经收集了足够的实验数据,MTD anti-PD-1尚未达到,和药物并不以随机的方式相比,anti-PD-1似乎唤起少严重和频繁的不利影响与anti-CTLA-4[相比52]。这些差异可能是由于不同细胞药物的目标。Anti-CTA-4目标外设交互,T细胞与抗原呈递细胞。因此,它将导致一般刺激伴随着不利影响。mdx - 1106的确切的作用机制尚不清楚。然而,因为它的交互块PD-1 PD-L1和PD-L2 [52],它可能行为不仅在肿瘤内的外围还网站,干扰T细胞/肿瘤细胞相互作用和唤起特定的局部刺激。寻找局部免疫调节剂,肿瘤内的环境行为,其操作不会导致严重的自身免疫,我们学习了CEACAM1的角色在黑色素瘤(图1)。
2.4。CEACAM1作为一种新的免疫治疗的目标
癌胚antigen-related细胞粘附分子1 (CEACAM1 CD66a),搞笑总科的一员,是一个广泛的表达,多功能,信息粘附分子(56,57]。虽然不是在正常的黑色素细胞中表达58),由绝大多数neoexpressed黑色素瘤标本(未发表的观察)和高转移性黑色素瘤组织病理学进展中[59]。CEACAM1被认为是一个独立的、高度发展的重要标志黑色素瘤转移和穷人生存(60]。积累在体外证据表明,它不仅仅是一个标志但也带来了黑色素瘤细胞癌变的特点,因此可能积极参与黑色素瘤的病因58,61年]。在免疫系统中,CEACAM1作为抑制性T细胞增殖和细胞毒性分子块活动(62年- - - - - -64年)和NK细胞(62年,65年- - - - - -70年)通过ITIM序列和招募SHP-1 SHP-2磷酸酶(69年,71年,72年]。支持这个immune-inhibitory角色,CEACAM1靶细胞上的表达,包括黑色素瘤,保护他们免受被消除在体外被NK细胞和T细胞(62年,64年,69年]。我们最近报道说,黑色素瘤细胞有一个幸存下来体外T细胞攻击积极增加CEACAM1表达干扰素γ端依赖的方式(64年],这高度提高了后续的免疫攻击的保护作用[63年]。此外,我们可以确定CEACAM1-positive NK细胞在淋巴结渗透CEACAM1-positive黑色素瘤细胞,但不与CEACAM1-negative黑色素瘤细胞(69年]。这些数据显示一个潜在的新型肿瘤逃逸机制可以通过消除CEACAM1-positive黑色素瘤细胞逃避转移CEACAM1攻击免疫细胞。事实上,转让CEACAM1被观察到体外,尽管它是比CEACAM5转移效率较低(73年]。重要的是,patient-derived黑色素瘤浸润淋巴细胞(64年)和循环从黑色素瘤患者T细胞和NK细胞68年]合成和表达功能CEACAM1 [64年,68年,69年,74年),这使他们容易受到CEACAM1-mediated抑制,因此可能导致癌症恶化。我们发现超表达的CEACAM1循环细胞毒性淋巴细胞在其他疾病,包括强直性spondilitis和裸露的淋巴细胞综合征类型我65年,67年,68年),以及蜕膜淋巴细胞获得CMV-infected怀孕(62年),所有发生由于尚未定义机制。这些可能与异常免疫刺激或不正常发育的免疫细胞(68年]。
基于这些发现,我们已经开发出一种高亲和性鼠单克隆抗体对人类CEACAM1 [75年]。Anti-CEACAM1 CEACACM1-positive细胞不采取行动独联体(即。,does not interfere with general cellular processes such as proliferation and apoptosis). Rather, it acts in反式,结合T细胞和黑色素瘤,有效缓解CEACAM1-dependent抑制T细胞的细胞毒性。因此,行动的机制在活的有机体内anti-CEACAM1强烈依赖于内源性免疫系统,它能够识别的靶细胞antigen-restricted方式,从而减少不利影响的风险源于广义非特异性免疫刺激。我们发现anti-CEACAM1呈现黑素瘤细胞容易被T细胞,消除体外在人类黑色素瘤异种移植小鼠模型,它维护antigen-restricted识别(75年]。事实上,我们先前已经表明,废除CEACAM1多克隆抗体anti-CEACAM不诱导特异性的T细胞功能(64年]。
了多方面的证据指出的潜在高特异性anti-CEACAM1癌变状态和其潜在的低唤起不利影响的风险:(a)正常组织微阵列的染色anti-CEACAM1证明只有有限的一些分泌管腔的细胞的染色。这些模式是更多的限制比其他fda批准的治疗性抗体的染色模式,如艾比特思;(b) anti-CEACAM1马伯不引起补体依赖细胞毒性效应和非特异性T细胞激活;(c) anti-CEACAM1马伯不是好斗的抗体,因此可能无法发挥直接对CEACAM1-positive细胞功能的影响。相反,它是一个敌对的抗体,其效果取决于抗原T细胞间识别和目标;(d) immune-inhibitory亲同种抗原的CEACAM1交互将只在肿瘤发生,而不是在早期阶段引起的免疫反应,如抗原表达。CEACAM1亲同种抗原的CEACAM1-positive癌细胞间发生的相互作用和CEACAM1-positive肿瘤浸润淋巴细胞,late-effector淋巴细胞。因此,阻断CEACAM1有望增强免疫应答的上下文中只在肿瘤站点和antigen-restricted认可。这些令人兴奋的结果anti-CEACAM1标记为一个潜在的特定和安全(区分肿瘤附近)小说免疫治疗模式(图1)。CEACAM1-directed治疗的另一个重要的优点是,病人选择将基于CEACAM1在肿瘤组织的存在。应该注意的是,CEACAM1表达在60 - 80%的转移性黑色素瘤病例,这表明大部分的转移性黑色素瘤患者将受益于anti-CEACAM1抗体。anti-CEACAM1方法是由cCAM BioTherapeutics,第一次作用于人体的临床试验预计在不久的将来。
2.5。T细胞过继转移(ACT)
过继细胞疗法与体外培养T细胞,由罗森博格和他的同事在美国国家癌症研究所,是目前最有前途的MM患者免疫治疗,产生50 - 70%客观反应率(76年,77年]。它是基于大量T细胞质量的隔离切除黑色素瘤,他们体外约1000倍(达到扩张细胞),他们再输注后病人lymphodepleting是非化疗,这消除了内生竞争者免疫细胞(76年,77年]。最近,我们已经表明,T细胞来源于酶消化切除肿瘤(而不是从多个小片段)的收益率高的数字文化,这可以缩短体外培养期(78年]。我们和其他人已经表明,反应患者治疗直到,花更少的时间在文化78年,79年]。的确,年轻的直到文化成功建立了近90%的MM患者,和总体响应率达到50% (78年]。法的主要缺点是,直到文化的生成提供了一个技术挑战和劳动力、成本和时间消耗(76年,77年]。试图克服这些限制的几个基因改造而不是内生的使用提出了T细胞在两个临床试验。这些试验中,T细胞被修改过表达细胞针对黑色素瘤抗原(MART-1或gp100),产生适度的反应率(12 - 30%)但证明了方法的可行性80年,81年]。工程与嵌合抗原T细胞受体(汽车),MHC-independent方式识别肿瘤细胞,赋予增加T细胞活动(82年),在黑色素瘤进行临床前研究(83年]。最近,彭和他的同事们表明表达的小鼠T细胞趋化因子受体CXCR2在提高自导小鼠黑色素瘤和肿瘤回归模型(84年),这表明赋予T细胞趋化性能力改善肿瘤站点也可能增强行动。
2.6。额外的抗体
额外的免疫调节分子获得了科学的关注,现在临床开发以下OX40 (CD134), CD40, GITR, 4-1BB (CD137) (http://www.clinicaltrials.gov/)(表1,还了85年])。
3所示。癌症免疫疗法:业务角度
几十年来,癌症免疫治疗被忽视了药物开发公司,由现场阻止不利的记录。此外,为了实现临床概念证明,免疫治疗需要一个独特的发展战略,包括长期随访和随机对照研究。这部分源于肿瘤收缩是不太常见的免疫治疗药物加上安装所需的长期系统性免疫反应。(86年]。最后,结合immune-modulating药物与化疗方案被认为是适得其反。
这种情绪已逐渐被改变后的临床验证与癌症疫苗和免疫调节抗体。特别重要的是FDA批准Sipuleucel-T和Ipilimumab,基于生存利益在前列腺癌和黑色素瘤,分别,31日,87年]。这些代理了明确的价值没有广泛人群的癌症免疫疗法。
新的兴趣癌症免疫疗法是最好的例证最近涉及临床和临床前的交易计划。越来越多的交易加上利润丰厚的财务条款作为证明行业内的兴奋关于利用免疫系统对抗癌症。尽管黑色素瘤免疫疗法仍然是一个常见的迹象,最近的数据清楚地表明,这种方法的潜在效用范围远远超出这个指示。
4所示。交易
2010年8月,Amplimmune许可mp - 224,一个Fc-fused PD-L2,葛兰素史克(GSK)。Amplimmune收到预付款23美元,有资格获得485美元的里程碑付款。mp - 224结合,抑制PD-1的免疫抑制活性,对T细胞coinhibitory检查点(88年]。融合蛋白有望成为第四PD-1中和剂在临床测试背后的BMS的BMS - 936558, Curetech的ct - 011,和默克mk - 3475。
2011年1月,安进公司收购BioVex,发展OncoVex gm - csf,转基因单纯疱疹病毒1(1型单纯疱疹病毒)。该协议包括预付425美元和575美元的里程碑付款。OncoVex gm - csf是第三阶段的溶瘤病毒目前治疗转移性黑素瘤。病毒的抗癌效应包括直接杀死肿瘤细胞的免疫激活,紧随其后的结果病毒免疫原性和gm - csf的分泌肿瘤微环境。II期临床试验,OncoVex gm - csf表现出一种独特的临床活动概要。Intratumor注射注射的病毒导致肿瘤收缩以及noninjected病变。反应在很大一部分患者耐用和整体生存是令人鼓舞的。正在进行三期临床试验预计将在2012年产生的结果,使用主要终点的客观缓解持续6个月以上。另一个在头部和颈部癌症三期临床试验已经在2011年终止。
2011年7月,百时美施贵宝授权IPH2102抗体针对吉珥受体,从先天的制药公司。通过绑定抑制吉珥NK细胞受体、抗体,目前在第一阶段,将促进对癌症细胞的先天免疫反应。35美元的交易包括预付款以及430美元的开发和商业化的里程碑。
会谈在2011年9月,百时美施贵宝收购以及卡特前商业化权利(除了日本、韩国和台湾)bms - 936558年从日本小野药品。BMS - 936558是一个完整的人抗体针对PD-1, BMS最初举行我们的权利。作为回报,小野收到某些商业化权利abatacept (Fc-fused CTLA4)在日本。bms - 936558是最先进的PD-1抑制剂在临床测试中,目前研究黑色素瘤、肺癌和肾癌。初步结果这种抗体作为一个代理是鼓励89年]。
2011年10月,美(阿斯利康)的生物制剂的手臂在注册两个项目领域的癌症免疫疗法。一笔交易涉及许可tremelimumab,辉瑞的anti-CTLA4抗体。Tremelimumab MeDimmune假定全球发展权利,2008年在黑色素瘤第三期临床试验失败了。未来发展可能会基于药效生物标志物回顾性地失败的第三阶段的研究。辉瑞公司保留权利使用药物与指定类型的联合疗法。协议条款没有披露。第二个与波特兰AgonOx签署了协议,这是发展OX40受体激动剂治疗癌症。AgonOx发展Fc-fused OX40配体受体激动剂的抗体。鼠抗体OX40导致免疫激活和肿瘤收缩在第一阶段试验(公司网站)。
2011年10月,创世纪生物制药宣布与美国国立卫生研究院专利覆盖直到疗法。该交易包括预付款1.2美元的未披露的里程碑付款和版税。交易后,创世纪打算把自体的细胞治疗,直到现在已经被作为服务在医疗中心,商用产品。公司将提供治疗,改名为Contigo,通过一些医疗中心,并计划在美国制造中心生产设备。每个病人的预期成本是12万美元,类似于ipilimumab。
信息披露
g .马克尔是科学的创始人cCAM Biotherapeutics有限公司
确认
作者感谢Lemelbaum家族和Aaronson先生的慷慨支持。g .马克尔由以色列癌症协会授予20112011,以色列癌症研究基金会授予2011 - 719年,以色列科学基金会1489/10,和以色列的基础设施和贸易46201年格兰特。作者感谢Ilana Mandel博士对她的帮助。