小藥談腫瘤免疫之EZH2
前言
腫瘤免疫治療的最新進展強調(diào)了免疫系統(tǒng)控制腫瘤的能力,然而對目前的免疫療法有反應的病人僅占一小部分。為了克服免疫治療的原發(fā)性和獲得性耐藥,如免疫檢查點阻斷(ICB),需要更多的方法來調(diào)動抗腫瘤免疫。新的證據(jù)表明,靶向促進腫瘤進展和抑制免疫細胞活性的表觀遺傳因子可以通過重塑腫瘤微環(huán)境(TME)來增強抗腫瘤免疫。最新研究發(fā)現(xiàn)zeste同源物2(EZH2)增強子在腫瘤和免疫細胞中的多效性功能, EZH2抑制作為一種極具潛力的方法可以加強現(xiàn)有的免疫治療,以改善某些癌癥患者的預后。
表觀遺傳與腫瘤免疫
基因表達的表觀遺傳調(diào)控可以使免疫細胞根據(jù)環(huán)境改變其表型,包括由TME提供的環(huán)境因素。最新的發(fā)現(xiàn)表明了表觀遺傳機制在腫瘤免疫中的貢獻,如DNA甲基化和組蛋白修飾,以調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫和自我耐受。另一方面,腫瘤也可以利用表觀遺傳修飾來破壞促進有效抗腫瘤反應的關(guān)鍵相互作用來抑制免疫。對抗這些免疫逃避策略的表觀遺傳療法可以激發(fā)免疫反應,以彌補當前的檢查點或其他免疫治療方法的不足。
EZH2是組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶和polycomb抑制復合物2(PRC2)的催化亞單位。EZH2催化組蛋白H3的賴氨酸27的單甲基化、雙甲基化和三甲基化(H3K27me3),組蛋白標記與緊密染色質(zhì)和轉(zhuǎn)錄抑制有關(guān)。EZH2在包括免疫細胞在內(nèi)的多種細胞類型的正常生物學中起作用。功能失調(diào)的EZH2與小鼠和人類多種癌癥類型的發(fā)生發(fā)展有關(guān),并可通過抑制腫瘤內(nèi)抗原呈遞、免疫細胞遷移和增強CD4+T調(diào)節(jié)細胞(Treg)抑制活性來促進免疫逃避。這些功能使EZH2成為一個有吸引力的治療靶點,可以補充現(xiàn)有的免疫治療方法。目前已有幾種EZH2抑制劑(EZH2i)的開發(fā),包括tazemetostat,它已被FDA批準用于治療上皮樣肉瘤和濾泡性淋巴瘤。
EZH2在腫瘤免疫中的作用
EZH2在CD4+T細胞分化和功能中的作用:CD4+Th細胞通常通過分化成不同的譜系來協(xié)調(diào)免疫反應的激活,這些譜系包括Th1、Th2、Th17和T濾泡輔助細胞(Tfh)細胞亞群;每一種細胞在抗腫瘤免疫中都扮演著不同的角色。Ezh2對Th1和Th2的分化具有抑制作用,EZH2依賴的基因表達調(diào)節(jié)也可能有助于抑制Th17分化,抑制EZH2可導致CD4+T細胞增加效應細胞因子的表達。
Tfh細胞是一種特殊的CD4+T細胞亞群,在誘導對病原體的保護性抗體反應中起著中心作用,已成為TME的關(guān)鍵組成部分。小鼠和人類的Tfh分化依賴于BCL6主要轉(zhuǎn)錄因子的表達,Ezh2作為Bcl6轉(zhuǎn)錄輔激活劑,從而促進Tfh的分化。
EZH2對Tregs的調(diào)控:Tregs通過抑制炎癥反應維持免疫自我耐受和體內(nèi)平衡,并在抑制抗腫瘤免疫方面發(fā)揮重要作用。最近的研究表明,Ezh2是CD28共刺激受體參與后小鼠Treg細胞中誘導率最高的染色質(zhì)修飾劑,其表達有助于穩(wěn)定活化Tregs的功能表型。對小鼠MC38腫瘤模型以及人類結(jié)直腸癌、非小細胞肺癌和乳腺癌的研究表明,腫瘤浸潤的Tregs中有EZH2表達和相關(guān)的H3K27me3標記。這反過來表明,靶向EZH2在腫瘤內(nèi)Tregs中的表達可能是增強抗腫瘤免疫的潛在有效途徑。
EZH2在CD8+T細胞分化中的作用:有效和持久的抗腫瘤免疫的發(fā)展部分依賴于高度控制的CD8+T細胞活化、增殖、終末分化和記憶過程。在T細胞分化過程中,原始的CD8+效應T細胞和CD8+記憶T細胞(Tmem)的表觀遺傳包括從激活性的H3K4me3到抑制性的H3K27me3標記模式的特征性變化。這表明EZH2在CD8+Teff和Tmem分化中具有復雜的作用。EZH2對TAAs激活的CD8+T細胞的影響需要對臨床相關(guān)的腫瘤模型進行更深入的分析,以及對腫瘤內(nèi)分化不同階段的CD8+T細胞進行更精確的鑒定。
EZH2在NK和NKT細胞分化和功能中的作用:NK細胞是先天性的淋巴細胞,具有強大的細胞溶解活性,可防止微生物感染和腫瘤生長。EZH2依賴的表觀遺傳學控制基因表達在NK細胞系分化和功能中起著至關(guān)重要的作用。造血干祖細胞(HSPC)中Ezh2活性的基因缺失(Vav1-Cre、EZH2fl/fl小鼠)或藥物抑制(UNC1999和EPZ005687)通過促進小鼠NK前體細胞的存活和分化來增加NK細胞系的發(fā)育。EZH2也可能對不變自然殺傷性T細胞(iNKT)的促炎性分化產(chǎn)生負性調(diào)節(jié);NKT細胞是一種能識別脂類抗原的先天性T細胞群,在抗腫瘤免疫中發(fā)揮了重要作用。
EZH2對TME的抑制和重塑
EZH2對淋巴細胞亞群分化和功能的貢獻表明,抑制EZH2有可能提高某些癌癥的抗腫瘤免疫能力。然而,關(guān)于EZH2抑制對抗腫瘤免疫的潛在影響,需要考慮EZH2和EZH2抑制對腫瘤細胞和形成TME的免疫細胞的多重效應。
EZH2抑制促進CD8+Teff細胞功能并向TME轉(zhuǎn)移:CD8+T細胞進入TME和殺傷腫瘤細胞是腫瘤免疫的關(guān)鍵步驟,將T細胞排除在TME中是免疫逃避的關(guān)鍵策略。腫瘤浸潤的樹突狀細胞(DC)分泌趨化因子(包括CXCL9和CXCL10)促進T細胞募集。EZH2對這些趨化因子的抑制會損害T細胞向TME的轉(zhuǎn)運,而對EZH2的抑制可以逆轉(zhuǎn)這種作用。
在一些癌癥中,CD8+T細胞浸潤增加與預后較差相關(guān),提示免疫抑制性TME。值得注意的是,研究表明,浸潤性T細胞可導致EZH2表達增加和表觀遺傳介導的腫瘤免疫抑制。EZH2可平衡T細胞活化,并抑制TME中CD8+Teff介導的抗腫瘤免疫。
由于缺乏有效TIL是目前免疫治療的一個關(guān)鍵障礙,EZH2i的TME修飾作用可能有助于提高免疫治療無效患者的ICB療效。如上所述,EZH2在腫瘤和免疫細胞中的表達限制了CD8+Teff向腫瘤的轉(zhuǎn)移,而T細胞激活后EZH2表達的增加也可能導致對ICB的先天性和獲得性抵抗。綜上所述,迄今為止的臨床觀察和實驗研究突出了EZH2i克服這一障礙的潛力,并擴大了ICB在臨床上的應用范圍。
EZH2抑制可以減輕Tregs對TME的影響:在TME中,活性增加的Treg可能會阻礙ICB的有效性,而EZH2i被認為可能有助于克服這一障礙。在Tregs中靶向缺失Ezh2(Foxp3creEzh2fl/fl小鼠)或使用EZH2i可以通過在TME中降低Treg穩(wěn)定性來增強抗腫瘤免疫反應。研究還表明,EZH2i可以選擇性靶向腫瘤內(nèi)的Tregs,而不會對Treg功能造成系統(tǒng)性改變,這表明其臨床應用可能只產(chǎn)生很小的不良自身免疫反應,盡管這一點尚待驗證。
此外,與治療前的基線表達相比,在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤或轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者中使用ipilimumab治療后導致外周血Tregs中EZH2表達增加。而EZH2i通過降低Treg抑制活性和增加CD4+和CD8+Teff活性,改善了MB49和B16-F10小鼠模型中抗CTLA-4抗體治療產(chǎn)生的反應。上述數(shù)據(jù)表明,EZH2可在活化的T細胞中誘導,并且在特定的環(huán)境下,有助于維持Tregs并減少對CD8+T細胞的促炎癥反應。抑制EZH2是一種很有吸引力的候選治療策略,可能與ICB聯(lián)合治療某些類型的腫瘤。
抑制EZH2對TME固有免疫的影響:NK細胞介導的腫瘤細胞殺傷是在TME中誘導促炎癥級聯(lián)反應的第一道免疫激活途徑,有證據(jù)表明,抑制EZH2可以通過改變腫瘤細胞和NK細胞來促進這一點。除了EZH2在限制NK細胞成熟和活化中的作用外,EZH2抑制還可以調(diào)節(jié)NK細胞激活配體的表達。在異種移植小鼠模型中抑制EZH2導致腫瘤細胞死亡,這在一定程度上是通過激活NK細胞介導的。對經(jīng)EZH2i治療的HT1376腫瘤進行的RNA-Seq和定量PCR研究顯示,與對照組小鼠相比,包括IFNγ在內(nèi)的NK細胞激活標志物增加。此外,免疫組化證實,與對照組相比,EZH2抑制導致NK細胞標記物CD56和NCR1的表達增加。
腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAMs)可以提高腫瘤細胞的存活和增殖,促進支持腫瘤進展的免疫抑制微環(huán)境。研究表明,EZH2通過抑制miRNA let7-c和促炎性巨噬細胞表型的關(guān)鍵決定因子PAK1,參與維持促炎性巨噬細胞存活和極化的作用。EZH2i治療通過增加促炎性和降低抗炎性TAMs來克服HiMYC PCa轉(zhuǎn)基因前列腺癌組織移植小鼠模型中的ICB耐藥性。
盡管有證據(jù)表明EZH2可能在自身免疫模型中促進DC功能,但關(guān)于EZH2抑制對TME中DC功能的潛在影響及其對抗腫瘤免疫的影響的數(shù)據(jù)有限。鑒于樹突狀細胞在抗腫瘤免疫中的重要性,需要進一步深入了解EZH2抑制對腫瘤浸潤DC和髓系細胞募集和功能的影響。
抑制EZH2可以增加TME中抗原的表達、處理和呈遞:MHC I類和II類分子的腫瘤抗原呈遞減少會損害激活的Teff細胞的識別和靶向性,這是一個關(guān)鍵的免疫逃避機制。一些研究表明,EZH2介導MHC I和MHCⅡ的抑制,對EZH2的抑制可以恢復某些腫瘤的免疫原性,增強對ICB的反應。在另一項初步研究中,EZH2抑制能夠克服抗PD-1小鼠HNSCC模型MOC1-esc1中的ICB耐藥機制,與單獨使用兩種干預方法相比,EZH2i和抗PD-1抗體聯(lián)合治療可顯著抑制腫瘤生長。
EZH2抑制劑藥物的研究進展
EZH2的抑制劑已成為一個活躍的研究領(lǐng)域,第一個具有抗腫瘤活性的EZH2抑制劑是3-去氮雜藍素A(DZNeP),一種最初針對埃博拉病毒開發(fā)的藥物。從機制上講,DZNeP抑制S-腺苷-L-同型半胱氨酸酶,從而降低全身H3K27me3水平。初步研究表明,DZNeP在癌細胞中誘導顯著的細胞凋亡,而在正常細胞中卻沒有,然而,由于DZNeP具有親水性和快速的腎臟代謝,其臨床價值很小。因此,越來越多的以EZH2為靶點的更有效、更具細胞滲透性的化合物已經(jīng)被開發(fā)出來并在臨床試驗中得到評估。
Tazemetostat:迄今為止,Tazemetostat(Tazverik?)是臨床研究最廣泛的EZH2抑制劑。值得注意的是,它已于2020年1月在美國被加速批準作為上皮樣肉瘤的一線治療方法。
總共有22個臨床試驗已經(jīng)啟動,包括兩個三期試驗,目前正在招募患者。在第一階段的研究中,Tazemetostat表現(xiàn)出良好的安全性(NCT01897571)。不良事件一般為1級和2級,主要包括乏力(33%)、貧血(14%)、厭食(6%)、肌肉痙攣(14%)、惡心(20%)和嘔吐(9%),無死亡記錄,僅發(fā)生1例4級血小板減少癥。在本研究中,也評估了Tazemetostat的抗癌活性,結(jié)果顯示38%的B細胞非霍奇金淋巴瘤患者有持久的客觀響應,包括一些完全的響應。然而,只有5%的實體瘤患者表現(xiàn)出持久的客觀響應。
在II期試驗中,Tazemetostat誘導15%的患者產(chǎn)生反應,其中67%的反應持續(xù)6個月以上。一項多中心、雙盲、安慰劑對照、隨機的III期研究(NCT04204941),促使Tazemetostat在上皮樣肉瘤中的應用得到了加速批準,從而使Tazemetostat成為治療這種侵襲性腫瘤的第一個分子靶向療法。
GSK2816126:GSK2816126是另一種進入臨床試驗的EZH2抑制劑。它最初是開發(fā)用于治療EZH2激活突變的淋巴瘤。在臨床前研究中,GSK2816126對EZH2表現(xiàn)出高選擇性(超過EZH1的100倍),此外,GSK2816126在納摩爾濃度下誘導體外癌細胞死亡,并在EZH2突變體DLBCL的異種移植模型中顯示出顯著的抗腫瘤活性。
目前,GSK2816126進行了一項開放標簽的劑量遞增研究,旨在評估GSK2816126在41例晚期非霍奇金淋巴瘤(20例)或難治性實體瘤(21例)中的藥效學、藥效學和臨床活性。這是一項由兩部分組成的研究,旨在確定GSK2816126的推薦II期劑量(RP2D)。其最嚴重的限制因素是肝轉(zhuǎn)氨酶,它將最大耐受劑量限制在2400毫克。所有患者至少有一種不良反應,其中最常見的是約半數(shù)患者的惡心和嘔吐。此外,32%的患者出現(xiàn)嚴重的Ⅲ級或以下并發(fā)癥。在抗癌活性方面,只有一名淋巴瘤患者有部分響應,34%的患者病情穩(wěn)定,51%的患者病情進展。
CPI-1205:CPI-1205是一種口服、基于吲哚的小分子EZH2抑制劑,選擇性地與EZH2催化袋結(jié)合。CPI-1205的第一個臨床試驗(NCT02395601)于2015年開始,目前已結(jié)束,結(jié)果待公布。本研究是進行性B細胞淋巴瘤患者CPI-1205的I期序貫劑量遞增和擴大研究。另外兩個涉及CPI-1205的臨床試驗正在進行中,目前還沒有結(jié)果。一個是ProStar,這是一個Ib/II期試驗,研究口服CPI-1205聯(lián)合恩扎魯他胺或阿比雷酮/強的松治療轉(zhuǎn)移性CRPC(NCT03480646)。第二項是一項I/II期試驗,評估CPI-1205+ipilimumab治療晚期實體瘤的療效(NCT03525795)。
其他EZH2抑制劑:除上述化合物外,還有三種化合物正在進行臨床試驗,目前正在招募患者。CPI-0209是第二代EZH2抑制劑,在膀胱癌模型中顯示了抗癌活性的臨床前證據(jù)。在晚期實體瘤患者的序貫劑量遞增和擴大研究(NCT04104776)中,將評估每日一次單獨口服或與伊立替康聯(lián)合服用。其次,PF-06821497是一種有效的口服EZH2拮抗劑,目前正處于晚期惡性腫瘤的I期檢測中(NCT03460977)。另一種口服EZH2抑制劑SHR2554也正在進行I期臨床試驗(NCT03603951),目前正在招募復發(fā)性腫瘤患者。
還有一些研究團體正在積極地繼續(xù)開發(fā)新的EZH2抑制劑。值得注意的是,目前正在努力通過合理的結(jié)構(gòu)活性和藥物對接方法優(yōu)化已有的化合物,以改善藥代動力學和藥效學特性。此外,另一個新興的治療策略是設(shè)計小分子來破壞EZH2和EED之間的相互作用,從而導致PRC2失活。因此,EZH2靶向治療的快速發(fā)展和成功很可能在未來繼續(xù)下去,并將成為其他表觀遺傳藥物靶點的標準。
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