2018年10月2日/生物谷BIOON/---昨天（北京時間10月1日），2018年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉，來自德克薩斯大學的研究者James P.Allison教授和日本京都大學的Tasuku Honjo教授因發現抑制負向免疫調節的新型癌症療法（前者發現針對CTLA-4的免疫檢查點療法，後者發現針對PD-1的免疫檢查點療法）而獲得此獎。
20世紀90年代，當研究者James P. Allison在加利福尼亞大學的實驗室從事研究期間，他對T細胞蛋白CTLA-4進行了深入研究，其是發現蛋白CTLA-4能作為T細胞制動器角色的科學家之一，如今其它研究小組正在研究闡明是否該蛋白能作為治療自身免疫性疾病的靶點；而研究者Allison有著完全不同的想法，他開發出了一種特殊抗體，能夠結合CTLA-4並且阻斷其功能（見圖），如今他正在研究想要闡明是否阻斷CTLA-4蛋白的功能能夠釋放T細胞的制動，同時釋放免疫系統攻擊癌細胞的能力。Allison與其同事於1994年進行了首輪試驗，隨後他們又對實驗進行了重複，結果讓人不可思議，研究者所開發的特殊抗體能夠抑制制動器並且釋放機體免疫系統的抗腫瘤T細胞活性，從而成功治療了癌症小鼠。
1992年，在研究者Allison發現CTLA-4之前，來自日本的研究者Tasuku Honjo就發現了PD-1，其是T細胞表面另外一種特殊蛋白，多年來研究者Honjo一直在探索其功能，他表示，PD-1與CTLA-4相似，其也能作為T細胞的制動器，但卻有著另外一套作用機制。在動物實驗中，阻斷PD-1或許能作為抵禦癌症的新型療法；為此研究人員也試圖利用PD-1來有效治療癌症患者，2012年的一項關鍵研究明確了治療多種不同類型癌症的療效；研究結果非常顯著，研究人員成功治療了一些轉移性的癌症患者，同時讓患者的疾病症狀得到了長期緩解，而這在以前基本是無法實現的。
最初的研究中，研究人員闡明了阻斷CTLA-4和PD-1的效果，而且其臨床治療效果非常顯著；研究人員將其稱之為免疫檢查點療法（immune checkpoint therapy），該療法能夠有效改變惡性癌症患者的治療結局；與其它癌症療法類似，這種療法也會產生嚴重的副作用，有時候甚至會危及患者生命，而這些副作用是由過度免疫反應所誘發的自身免疫反應所致，但其是可以進行控制的，如今研究人員一直在深入研究來闡明該療法背後所設計的分子機制，他們希望後期能夠開發出副作用較小的改進版療法。
如今，有四種成熟的藥物用於免疫檢查點療法中，它們分別是作為CTLA-4抑制劑的易普利姆瑪（ipilimumab）和tremelimumab，以及作為PD-1抑制劑的派姆單抗（pembrolizumab）和納武單抗（nivolumab）。在此，小編就針對PD-1的免疫檢查點療法在近期取得的進展進行一番盤點，以饗讀者。
1.Cancer Res：聯合CK2抑制劑和免疫檢查點抑制劑消除多種腫瘤根據一項最近由美國費城威斯達研究所發表在《Cancer Research》上的研究，聯合一種新型的酪蛋白激酶2（Casein kinase 2，CK2）抑制劑和一種免疫檢查點抑制劑可以顯著增強兩種抑制劑的抗癌效應。
圖片來自Cancer Research。
「一種叫做髓樣來源抑制細胞（MDSC）的免疫細胞被認為與腫瘤耐受各種治療（包括免疫檢查點治療）相關。」該研究領導者、威斯達免疫學、微環境和轉移項目組領導者以及Christopher M. Davis教授Dmitry I. Gabrilovich博士說道。
基於這些研究結果，Gabrilovich博士及其同事開始尋找是否可以聯合CK2抑制劑和免疫檢查點抑制劑增強它們的抗腫瘤效果。「我們的新結果表明使用一種CK2抑制劑以操縱腫瘤微環境也許可以使病人對免疫檢查點抑制劑更敏感，從而提高其臨床療效，儘管我們還需要在臨床試驗中進行確認。」 Gabrilovich博士組裡的博士後研究員、該研究第一作者Ayumi Hashimoto說道。
研究人員發現聯合CK2抑制劑BMS-595和抗CTLA-4-mlgG2a在三種不同的小鼠腫瘤模型中（肺癌、直腸癌和淋巴癌）都具有很好的治療效果。超過60%的接受聯合治療的小鼠完全清除了腫瘤，而單一治療組沒有一隻小鼠清除了腫瘤。
研究人員分析了BMS-595的效應機理，發現CK2影響的腫瘤微環境中的兩種主要的靶細胞是PMN-MDSC和腫瘤相關巨噬細胞（TAM）。腫瘤中的PMN-MDSCs的數量沒有明顯減少，但是脾臟中的這種細胞明顯減少，而腫瘤中的TAMs則明顯減少。
2.Inter Immunopharma ：視黃酸能夠幫助提高抗黑色素瘤免疫反應免疫療法是指利用機體的免疫系統對抗癌症，然而，黑色素瘤等癌細胞能夠找到逃逸免疫系統識別的方法。如今，來自科羅拉多大學癌症中心的一項發表在《International Immunopharmacology》臨床試驗發現，通過向已有的標準療法中加入視黃酸，能夠有效抑制髓系抑制性細胞（MDSC），從而導致免疫系統能夠更好地靶向黑色素瘤。
MDSC是一類骨髓來源的非成熟性的，未分化的細胞。在健康的狀態下，MDSC能夠快速分化形成促進免疫功能的各種細胞類型，但黑色素瘤則能夠使得MDSC維持在未成熟的狀態，從而能夠抑制特異性的免疫反應。
視黃酸是一類維生素A的代謝產物，它能夠誘導細胞分化，將幹細胞轉化為各種各樣類型的細胞。在臨床中視黃酸常被用於治療急性前髓細胞癌。根據最新的研究成果，視黃酸一種特定類型—ATRA, 能夠誘導MDSC分化成熟，進而將免疫抑制類特性向免疫促進類特性轉變。由於目前一類靶向免疫檢查點CTLA-4的抗體分子ipilimumab被用於治療黑色素瘤，因此作者招募了10名患者進行了相關研究，其中一半接受ipilimumab治療，另外一半患者接受了ipilimumab與ATRA治療。結果顯示，接受了ATRA組合型治療之後，MDSC的數量有了明顯下降，此外，CD8 T細胞的激活程度有了明顯的增強。
基於上述實驗結果，研究者們希望能夠開發基於視黃酸的抗癌療法。
3.Lancet Oncol：免疫治療藥物的療效竟存在性別差異！根據一項新的研究，來自義大利歐洲腫瘤研究所和米蘭比可卡大學的研究人員通過對涉及11000多人的臨床試驗進行薈萃分析（meta-analysis），發現接受免疫檢查點抑制劑治療晚期癌症的女性患者從中獲得的益處要少於男性患者。相關研究結果於2018年3月16日在線發 表在Lancet Oncology期刊上，論文標題為「Cancer immunotherapy efficacy and patients' sex: a systematic review and meta-analysis」。
圖片來自Mirror-images/iStock。
免疫檢查點抑制劑通過抑制免疫反應而發揮作用，並且已知會改善轉移性癌症患者的治療結果。為了觀察免疫檢查點抑制劑是否會對男性患者和女性患者產生不同的影響，這些研究人員收集了20項臨床試驗的結果，這些臨床試驗涉及給予患上黑色素瘤、腎細胞癌、尿路 上皮癌、頭頸癌和肺癌之一的患者服用四種藥物中的任何一種。這四種藥物分別是作為CTLA-4抑制劑的易普利姆瑪（ipilimumab）和tremelimumab，以及作為PD-1抑制劑的派姆單抗（pembrolizumab）和納武單抗（nivolumab）。
儘管相比於沒有接受治療的患者，這些免疫檢查點抑制劑提高了男性患者和女性患者的生存機會，但是男性患者看到更大的益處。相比於未接受免疫檢查點抑制劑治療的女性患者，用於描述死亡風險的危害比（hazard ratio）在接受免疫檢查點抑制劑治療的女性患者中 為0.86，然而危險比在接受免疫檢查點抑制劑治療的男性患者當中為0.72，這意味著相比於未接受免疫檢查點抑制劑治療的男性患者，他們具有下降的死亡風險；相比於接受免疫檢查點抑制劑治療的女性患者，他們具有幅度更大的死亡風險。
4.Nat Med：免疫檢查點抑制劑對於治療瘧疾感染十分關鍵根據最近一項由來自愛荷華大學的研究者們做出的成果，一類組織免疫系統殺傷腫瘤細胞的分子對於抗瘧疾免疫反應或許具有相同的作用。通過小鼠實驗，作者證明通過在小鼠感染瘧疾早期進行該分子的靶向阻斷，能夠起到快速清除瘧疾的目的，同時也能夠使得小鼠產生長期的免疫能力。
這類分子叫做CTLA-4，它是腫瘤的免疫檢查點蛋白之一。在腫瘤的免疫治療領域，CTLA-4是一類重要的藥物靶點。在這項發表在《Nature Medicine》的文章中，作者發現Treg細胞表面會表達此類分子，並且起到免疫抑制的作用。
在大多數傳染性疾病中，一類叫做Th的細胞能夠激活與擴增，進而介導B細胞產生特異性的抗體以清除感染。記憶性的TB細胞會在感染清除之後長期性地存在，以有效打擊再次入侵的病原體。
但對於瘧疾來說並非如此。事實上，瘧疾感染過程中會有一段期間Th細胞的擴增發生停滯，在這一關鍵的時間段內，研究者們發現Treg細胞則發生了擴增。當研究者們清除了被感染小鼠體內的Treg細胞之後，Th細胞的擴增得到了回復，而且能夠更好地清除感染。進一步的研究則表明Treg細胞通過表達CTLA-4分子抑制了正常的免疫反應。通過阻斷CTLA-4的活性，小鼠的抗瘧疾免疫能力得到了升高，病原體的清除能力得到了增強。
5.JAMA Oncol：免疫檢查點抑制劑會導致內分泌紊亂根據最近發表在《JAMA ONCOLOGY》雜誌上的一篇綜述性文章，接受免疫檢查點抑制劑治療的癌症患者或許會面臨較高的甲狀腺功能紊亂以及下垂體炎的發生風險。
來自波士頓Dana-Farber癌症研究所的醫生Romualdo Barroso-Sousa博士以及其他研究者們對38個針對免疫檢查點抑制劑治療惡性實體瘤患者效果的隨機臨床實驗數據進行了分析（總共7551名患者的數據被納入了分析的範疇）。這些治療方法包括PD-1抑制劑單一治療，CTLA-4抑制劑單一治療、PD-L1單一治療以及PD-L1與CTLA-4聯合治療等。
研究者們發現，接受聯合治療的患者患有甲狀腺功能亢進或甲狀腺功能減退的機率會有明顯的上升。與僅僅接受了ipilimumab治療的患者群體相比，接受李娜和治療的患者出現甲狀腺異常的機率有著明顯的升高（分別為4.27與3.81）。具體地，單獨使用PD-1抑制劑進行治療的患者相比PD-1與PD-L1聯合治療的患者患甲亢的機率顯著增高，而患甲狀腺功能減退的風險則沒有明顯變化。「我們的研究提供了精細的數據表明接受免疫檢查點抑制劑治療的癌症患者會出現內分泌紊亂的發生風險」。
6.Cell：重磅！揭示免疫檢查點抑制劑攻擊癌症機制在一項新的研究中，來自美國德州大學MD安德森癌症中心等研究機構的研究人員報導，阻斷T細胞表面上的兩個不同檢查點的癌症免疫療法通過增殖浸潤到腫瘤中的不同類型的T細胞，對癌症發動免疫攻擊。相關研究結果於2017年8月10日在線發表在Cell期刊上，論文標題為「Distinct Cellular Mechanisms Underlie Anti-CTLA-4 and Anti-PD-1 Checkpoint Blockade」。論文通信作者為德州大學MD安德森癌症中心免疫學系主任Jim Allison教授和Allison實驗室博士後研究員Spencer Wei博士。
圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.07.024
這些研究人員分析了來自接受抗CTLA-4或抗PD-1檢查點抑制劑治療的小鼠腫瘤模型和人黑色素瘤的浸潤性T細胞。利用質譜流式細胞技術（mass cytometry），他們分析了33種細胞表面標誌物和11種細胞內標誌物來描述這些浸潤性T細胞。
當分析浸潤性T細胞時，Wei和同事們發現：（1）抗CTLA-4檢查點抑制劑導致ICOS（一種免疫刺激蛋白）陽性的CD4效應T細胞發生增殖，而且這些細胞與小鼠中存在的更小腫瘤強烈地相關聯；（2）抗PD-1檢查點抑制劑和抗CTLA-4檢查點抑制劑極大地導致CD8 T細胞（T細胞家族中最為強大的殺傷性細胞）發生增殖，而且它們與小鼠中存在的更小腫瘤強烈地相關聯；（3）這些PD-1陽性CD8 T細胞具有一種精疲力竭類似的表型（exhausted-like phenotype），而且它們具有缺乏活性的標誌物（包括其他的免疫檢查點），不過不一定是沒有活性的，可能仍然具有顯著的功能性。
7.J immunol：腫瘤免疫檢查點療法聯合藥物研究新進展癌症免疫療法對特定類型的癌症具有顯著的治療效果，但單一的免疫治療策略往往治療效果有限，因此，在實踐中往往需要結合兩種或多種免疫治療手段進行癌細胞的殺傷。
Anti-CD40抗體是天然免疫與後天免疫的激活劑之一，它能夠有效激活癌症患者中的抗腫瘤免疫反應。臨床上該藥物也能夠延緩胰腺癌患者的發病時間。此外，小鼠水平的試驗也表明抗CD40抗體能夠有效激活巨噬細胞，而且在天然免疫刺激的共同作用下還能夠有效延緩特定癌細胞的生長。
眾所周知，CTLA-4與PD-1是最常見的免疫檢查點療法的靶點分子，特異性針對CTLA-4與PD-1的抗體能夠有效促進T細胞的激活，並對癌細胞進行殺傷。
8.NEJM：聯合使用免疫檢查點抑制劑或導致癌症病人死於心臟副作用利用兩種通過批准的免疫治療藥物聯合治療癌症可能引起罕見但有時非常致命的心臟副作用，這種副作用的產生與一種意外的免疫應答有關。
在一項發表在國際學術期刊NEJM上的研究中，研究人員介紹了兩名黑色素瘤病人在接受了ipilimumab和nivolumab這兩種藥物的聯合治療後意外出現急性心肌炎並發生死亡的病例。這兩種藥物都是FDA批准的免疫檢查點抑制劑能夠刺激病人的抗腫瘤應答。Ipilimumab是一種抗CTLA-4抗體，nivolumab是抗PD-1抗體。
這兩種免疫檢查點抑制劑藥物的使用，特別是聯合使用，能夠增強對幾種惡性癌症的治療效果。這兩種藥物的常見副作用包括皮膚，結腸，肝臟，內分泌腺和肺部炎症，其原因可能是對免疫系統內T細胞的脫靶激活所導致。
9.Science: 癌症免疫檢查點療法展望免疫檢查點療法（immune chenkpoint therapy）是一類通過調節T細胞活性來提高抗腫瘤免疫反應的治療方法。在最新一期的《科學》雜誌中，來自美國MD.Anderson癌症中心的Padmanee Sharma與James P. Allison通過一篇綜述文章分析了免疫檢查點療法的發展趨勢。
目前，免疫檢查點療法已經加入了由手術，放療，化療，靶向治療等組成的"抗癌大軍"中。由FDA批准的三種免疫療法藥物中，一種是特異性結合T細胞表面CTLA-4受體的抗體類藥物，叫做ipilimumab，於2011年得到批准。另外兩種是特異性結合T細胞表面PD-1受體的抗體類藥物，分別叫做pembrolizumab與nivolumab，於2014年得到批准。
與之前的藥物相比，這三種藥物在抗癌方面具有完全不同的特性。
首先，它們並不直接作用於腫瘤細胞，而是通過作用於T細胞類間接殺傷腫瘤細胞；另外，它們並不是針對腫瘤表面的某些特定物質，而是系統性地增強了全身的抗腫瘤免疫反應。具體來講，在一小部分特定的癌症類型中，CTLA-4抗體類藥物已經能夠有效延長患者壽命長達十年。
過去20年來基礎科學的飛速發展使得一部分癌症的治療手段發生了明顯提升。我們通過高通量測序篩查找到特定患者體內癌細胞的特定突變，這些特定的突變可以被認為是患者攜帶的"癌症分子標記"。通過設計特異性藥物可以實現癌症的"個體化醫療"。比如通過設計一些小分子藥物阻斷癌細胞的一些必需的信號傳遞通路。舉例來說：黑色素瘤患者攜帶BRAF V600E的突變，從而使得BRAF信號通路持續開啟。這些患者可以使用BRAF抑制劑藥物來進行治療。事實證明，這種治療方式能夠明顯延長患者的壽命。
高通量的全基因組測序技術為癌症治療帶來的便利也將被應用於更多類型的癌症與更多的治療手段中。同樣，如何引導機體產生高效的抗腫瘤免疫反應也依賴於對T細胞激活過程的更為系統的理解。然而，與高通量篩選得到的癌症分子標記不同，免疫反應通常是高度動態的。這意味著提高抗腫瘤免疫反應並不能夠像阻斷某一兩個特定的突變分子那樣簡單。
10.Cell子刊：關於抗癌熱門靶點CTLA-4的分子機制倫敦學院大學傳染病與免疫系的Lucy S.K. Walker與David M. Sansom兩人在《Cell：trands in immunology》雜誌發表了目前最熱的癌症免疫治療靶點CTLA-4的綜述性文章。總結了CTLA-4的結構、工作機理以及在正常免疫調節以及各大類疾病發生過程中的作用。
CTLA-4的全稱叫做細胞毒性T細胞相關蛋白-4（Cytotoxic T lymphocyte associate protein-4），它是T細胞表面表達的一類共刺激分子（co-stimulatory molecule）。與CD28的功能類似，在T細胞激活過程中，CTLA-4能夠與APC表面的CD80/CD86特異性結合來激活下遊信號。
研究發現，T細胞中主要表達CTLA-4的細胞為調節性T細胞（Treg），一類可以負向調節細胞免疫的T細胞；在缺失CTLA-4受體時，小鼠表現出T細胞過度活化伴隨嚴重的自身免疫病。以上結果可以得出，Treg需要通過CTLA-4行使其功能。另外，CTLA-4也在conT細胞中有表達，其作用是抑制T細胞激活的信號傳遞。
為了了解CTLA-4信號傳遞的機制，需要首先了解其基本結構。CTLA-4作為一類膜蛋白，其胞內端只有36個胺基酸，這部分胺基酸序列構成了一種叫做ITIM（immune tyrosine inhibitory motif），與CD28胞內的ITAM（immune tyrosine activating motif）相對。
與CD28的另外一個不同點是：CTLA-4具有高度內吞的特性，大部分時間裡CTLA-4是在胞內小體中存在。CTLA-4通常以同源二聚體形式存在，與配體的結合併不會改變其構象。對於CTLA-4是否幹擾了TCR 早期的信號傳遞，研究人員目前還未得出一致的結果。一些人認為CTLA-4幹擾了TCR zeta鏈的磷酸化，或者下遊蛋白zap-70的磷酸化與向膜區域的聚集；但另外一些人則不同意此觀點。另外，目前的一些研究認為PKC-η參與了CTLA-4下遊的信號傳遞。（生物谷 Bioon.com）