Nature Med:GD2与CD47抗体药联用显示广谱抗癌潜能

2022-01-22 小小医者 儿童肿瘤前沿

撰文 | 周叶斌

撰文 | 周叶斌

GD2在多种实体瘤上有过度表达,是最具代表性的肿瘤表面抗原之一。以GD2为靶点的单克隆抗体药在高危型神经母细胞瘤中疗效显著,大幅提高了这类儿童肿瘤患者的预后。即便如此,仍有40%的神经母细胞瘤患儿的肿瘤会复发,而且GD2单抗在其它有GD2表达的肿瘤如骨肉瘤、小细胞肺癌中未显示出疗效。为何这些肿瘤会对GD2单抗药产生免疫逃逸尚处于未知状态。

GD2单抗在神经母细胞瘤中的主要抗癌机理是通过自然杀伤细胞(NK细胞)的抗体介导杀伤作用(ADCC),ADCC也是CD20抗体药如利妥昔在淋巴癌中起效的主要机制。除NK细胞外,肿瘤微环境中的巨噬细胞也有潜力通过抗体介导的吞噬作用来杀伤癌细胞。但很多肿瘤会过度表达CD47,后者与巨噬细胞上的SIPRa结合,传递“别吃我”信号,防止被巨噬细胞攻击。靶向CD47的抗体药也在早期临床试验中显示了希望,特别是与利妥昔合用后在利妥昔耐药的淋巴癌患者中观察到肿瘤缓解。不过目前尚不清楚其它靶向肿瘤的抗体药是否能与CD47抗体药起协同作用。

2022年1月,斯坦福大学 Majzner 博士 领衔的联合团队在 Nature Medicine 上发表了题为 Anti-GD2 synergizes with CD47 blockade to mediate tumor eradication 的论文。研究人员阐述了GD2与CD47单抗联合使用可以产生协同作用,在包括神经母细胞瘤、骨肉瘤以及小细胞肺癌等多个临床前模型中显示出抗肿瘤活性。这一研究成果指向GD2与CD47抗体药联用有着广阔的临床转化潜力,也为寻找可以与CD47抗体药起协同作用的联用药提供了思路。

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研究人员首先尝试在GD2抗体药验证最充分的神经母细胞瘤模型中探索GD2与CD47抗体药的协同能力。在体外实验中,同时加入GD2与CD47单抗后,人源巨噬细胞吞噬GD2高表达的神经母细胞瘤细胞的能力显著高于单独用其中任何一个抗体。

在具有MYCN扩增的神经母细胞瘤异体移植小鼠模型中,无论是GD2还是CD47单药都没有明显的抗肿瘤效果,联用后却能清除肿瘤并获得长期生存。联合用药也没有在小鼠中产生明显的毒副作用。

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GD2与CD47抗体药联用有更强的巨噬细胞吞噬作用(a, b);在神经母细胞瘤动物模型里也有更优的抗肿瘤效果(c-f)

为探索GD2与CD47抗体产生协同作用的原理,研究人员用CSF1R抗体清除小鼠的髓系细胞,发现GD2与CD47抗体的抗肿瘤作用消失,而清除中性粒细胞却不影响有效性。这些实验证明GD2与CD47抗体是通过单核细胞/巨噬细胞这类髓系细胞起杀伤肿瘤的作用。

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GD2与CD47抗体的抗肿瘤作用取决于单核细胞/巨噬细胞

是不是任何靶向肿瘤的抗体药都能与促进巨噬细胞吞噬癌细胞的CD47抗体发生协同作用?为了回答这个问题,研究人员检测了另一个肿瘤抗原靶点B7-H3,发现B7-H3抗体与CD47抗体联用后并未增强CD47的抗肿瘤作用。这显示GD2有其特殊之处,促成了与CD47抗体药的协同作用。

进一步的机理研究发现GD2抗体有两个原因可以促进与CD47抗体的合作。一是GD2抗体与GD2结合后会直接杀伤肿瘤细胞,并增加细胞表面的钙网蛋白(calreticulin)表达,后者对巨噬细胞来说是一个促进吞噬作用的“吃我”信号。二是研究人员发现GD2与一个起免疫抑制作用的细胞表面受体Siglec-7有互相作用。GD2抗体可以打破二者的结合,可能阻断了Siglec-7的免疫抑制作用。

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GD2与CD47抗体药产生协同作用的原理假说

在神经母细胞瘤的模型中完成了对GD2与CD47抗体的协同机理探索后,研究人员开始检测这种联合治疗是否会对其它表达GD2的肿瘤有效。虽然儿童骨肉瘤与成年人的小细胞肺癌也有GD2表达,但在过往的临床试验中,GD2抗体都未显示出有效性。在这两种肿瘤的小鼠模型中,研究人员发现单独使用GD2抗体或CD47抗体有效性不佳,联合使用后却有着非常好的抗肿瘤作用。

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GD2与CD47抗体联用后在骨肉瘤小鼠模型中显示出有效性(原发肿瘤模型b-d;肺转移模型e,f)

最后,研究人员发现GD2与CD47抗体联用增加了肿瘤内的巨噬细胞数量,同时,这些巨噬细胞的表型特征更倾向于促进免疫激活、抗肿瘤的M1类型。不过联合治疗的效果可能仍受肿瘤GD2表达量的限制,表达最高的神经母细胞瘤模型中观察到的抗肿瘤效果要优于骨肉瘤或小细胞肺癌模型。用同一个神经母细胞瘤细胞系,GD2表达高的细胞也对应了更好的体内实验抗肿瘤结果。

综合全文,研究人员发现GD2抗体可以激发促进细胞吞噬作用的信号,与靶向巨噬细胞吞噬作用的CD47抗体有良好的联用潜力。不仅在神经母细胞瘤的模型中,两个抗体药联用的效果在有GD2表达的骨肉瘤、小细胞肺癌动物模型中都可以观察到。

神经母细胞瘤有较多的NK细胞侵入,后者是主导GD2抗体杀伤作用的免疫细胞,而该肿瘤中的巨噬细胞则被认为起抑制作用。通过加入CD47抗体让巨噬细胞也起到肿瘤杀伤作用,或可提高GD2抗体在神经母细胞瘤中的疗效。联合用药也可能适用于GD2单药无效的骨肉瘤、小细胞肺癌,进一步扩展GD2抗体的使用范围。

因此,这项研究具有很强的转化应用前景,实际上基于论文里的发现,第一项联合GD2单抗与CD47单抗的神经母细胞瘤/骨肉瘤临床试验已经展开(NCT04751383)。除了扩展、优化GD2抗体治疗的转化医学意义,研究中的机理探索也为“吞噬作用”检查位点药物CD47抗体寻找联用“伙伴”提供了思路。

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原始出处:

Theruvath J, Menard M, Smith BAH, Linde MH, Coles GL, Dalton GN, Wu W, Kiru L, Delaidelli A, Sotillo E, Silberstein JL, Geraghty AC, Banuelos A, Radosevich MT, Dhingra S, Heitzeneder S, Tousley A, Lattin J, Xu P, Huang J, Nasholm N, He A, Kuo TC, Sangalang ERB, Pons J, Barkal A, Brewer RE, Marjon KD, Vilches-Moure JG, Marshall PL, Fernandes R, Monje M, Cochran JR, Sorensen PH, Daldrup-Link HE, Weissman IL, Sage J, Majeti R, Bertozzi CR, Weiss WA, Mackall CL, Majzner RG.Anti-GD2 synergizes with CD47 blockade to mediate tumor eradication.Nat Med. 2022 Jan 13. doi: 10.1038/s41591-021-01625-x

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