肿瘤免疫治疗新兴靶点GITR的的信号通路、功能及抗肿瘤效果_abio生物试剂品牌网

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前言
近十年来,免疫疗法通过抗程序性死亡蛋白1(anti-PD-1)、程序性死亡配体1(anti-PD-L1)和抗细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(anti-CTLA-4)的单克隆抗体(mAbs)在抗癌治疗中取得了革命性进展。然而,部分患者对这些治疗无反应或产生耐药性。根据肿瘤免疫浸润程度,某些高免疫浸润的“热肿瘤”对免疫检查点抑制剂反应良好,而低免疫浸润的“冷肿瘤”则难以奏效。尽管通过联合化疗、放疗或其他免疫疗法尝试将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”,但仍需更深入地了解肿瘤微环境的免疫状态,并探索调节免疫功能的新方法。

除了阻断共抑制通路(如CTLA-4和PD-1),激活共刺激通路以增强抗肿瘤免疫反应成为新的研究方向。其中,针对肿瘤坏死因子受体超家族(TNFRSF)成员的激动剂抗体备受关注,包括4-1BB、OX40、CD27和糖皮质激素诱导的TNFR相关基因(GITR)。研究表明,GITR激活可增强效应T细胞功能并抑制调节性T细胞(Treg)的免疫抑制活性。

GITR和GITRL的表达
GITR(TNFRSF18/CD357/AITR)是TNFR超家族的1型跨膜蛋白,与OX40、CD27、CD40和4-1BB同属一类。人GITR在CD4+CD25+FoxP3+Tregs上高表达,在初始和记忆性T细胞上低表达。在CD8+和CD4+效应T细胞激活过程中,GITR表达迅速上调,并在激活的Tregs上达到最高水平。GITR也在自然杀伤细胞(NK)、B细胞、巨噬细胞和树突状细胞上低表达,并可通过激活上调,尤其在NK细胞上。

GITRL (AITRL) 是一种 II 型跨膜蛋白,是糖皮质激素诱导的 TNFR 相关蛋白 (GITR) 的配体,通常以三聚体形式存在,也可形成单体或其他多聚体。GITRL主要由活化的抗原提呈细胞(如巨噬细胞、B细胞、树突状细胞和内皮细胞)表达。值得注意的是,GITR和GITRL的表达不仅限于造血细胞,GITR在表皮角质形成细胞和破骨细胞前体细胞上也有表达,而GITRL在内皮细胞中受I型干扰素(IFN)诱导表达。

最近研究发现,SECTM1A是GITR的另一种内源性配体,它既是跨膜蛋白又是分泌蛋白。在小鼠中,SECTM1A可同时激活GITR和CD7,但其具体功能尚待明确。

GITR的信号通路及功能
GITR与TNFR家族其他成员一样,可作为共刺激受体,成为增强免疫治疗的潜在靶点。GITR通过结合TNF配体并招募TNF受体相关因子(TRAFs)激活核因子-κB(NF-κB)通路,从而上调Bcl-xL等促生存分子表达,减少T细胞凋亡并促进其存活。

在外周,GITRL或激动剂抗体通过T细胞受体(TCR)刺激增强传统T细胞的活化,诱导IL-2和IFN-γ表达,上调CD25并促进细胞增殖。此外,GITR共刺激可增强CD8+T细胞的细胞毒性,并促进骨髓CD8+记忆T细胞存活。

尽管GITR在Treg细胞中高表达,但其功能更为复杂。GITR信号(尤其是激动剂单抗介导的)可通过降低效应T细胞对Treg抑制的敏感性或直接抑制Treg功能来增强抗肿瘤免疫。长期过度刺激GITR/GITRL轴可能促进Treg扩增和激活,而GITR共刺激还促进常规T细胞产生IL-10,有利于CD4+T细胞向Th2和Treg分化。这些发现表明GITR在Th和Treg细胞间发挥平衡作用。

GITR在NK细胞中的作用尚不明确。总体而言,GITR通过激活效应T细胞并降低其对Treg抑制的敏感性,增强抗肿瘤活性。

GITR单抗的抗肿瘤活性
近年来,GITR作为药物靶点备受关注。激动剂单抗激活GITR可增强免疫反应和炎症反应,从而增强抗肿瘤效果。相反,GITR抑制剂会抑制T细胞活化和免疫应答。因此,GITR激动剂单抗被开发为抗肿瘤药物。

在肿瘤模型中,GITR单抗的抗肿瘤活性主要依赖于增强CD8+和CD4+效应T细胞活性,以及抑制和耗竭肿瘤浸润Tregs。GITR在肿瘤细胞中不表达,但在多种人类癌症(如肺癌、肾细胞癌、头颈部癌和黑色素瘤)的肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)上表达。

GITR单抗DTA-1在多个小鼠肿瘤模型(如黑色素瘤、宫颈癌)中显示出显著的抗肿瘤活性,增强CD8+和CD4+T细胞增殖和细胞因子分泌。研究表明,GITR激动剂还可通过增强细胞代谢支持CD8+T细胞效应功能和增殖。CD8+和CD4+T细胞在肿瘤排斥反应中起关键作用。DTA-1治疗可诱导大量分泌IFN-γ的CD4+和CD8+T细胞浸润,但其抗肿瘤效果依赖于IFN-γ的存在。此外,DTA-1通过GITR促进产生IL-9的CD4+T细胞分化,增强免疫介导的肿瘤反应。

GITR触发后,Treg活性和数量的减少是抑制肿瘤生长的重要机制。这种减少可通过Treg特异性抗体依赖性细胞毒性(ADCC)实现,即GITR+Tregs被肿瘤中的髓细胞和NK细胞识别和杀伤。在肾癌、结直肠癌和肝癌中,GITR在肿瘤浸润Treg中的表达更高。Treg在肿瘤中的减少可能与其FoxP3表达降低或转化为激活的T细胞有关。然而,有研究表明DTA-1主要通过耗竭而非转化Treg来增强抗肿瘤效果。

临床研究显示,GITR单抗治疗后,CD8+和CD4+高表达的肿瘤(如肺癌、肾癌和黑色素瘤)反应更佳。此外,瘤内注射比静脉注射更能有效抑制肿瘤生长,并诱导全身抗肿瘤免疫反应。

GITR单抗联合免疫调节疗法
GITR与其他共刺激分子协同作用可增强T细胞激活和抗肿瘤效果。抗PD-1与GITR激动剂单抗联合治疗在卵巢癌和乳腺癌小鼠模型中显著延长生存期,刺激IFN-γ分泌的常规T细胞,并抑制Tregs和髓系来源的抑制细胞。联合疗法成功恢复CD8+T细胞活性,并以CD226依赖的方式诱导前体效应记忆T细胞增殖。此外,GITR单抗联合化疗或放疗也显示出持续的抗肿瘤效果。

在结肠癌和纤维肉瘤小鼠模型中,GITR单抗与抗CTLA-4联合治疗使80%的肿瘤产生反应,减少肿瘤内Treg并刺激CD8+T细胞。GITR与OX40激动剂联合使用在CT26荷瘤小鼠中表现出协同抗肿瘤作用,但其毒性可能限制临床应用。

GITR单抗与疫苗联合应用在宫颈癌和黑色素瘤中显示出协同抗肿瘤效果。此外,疫苗、GITR单抗与化疗(吉西他滨)联合治疗可减少肿瘤抑制环境并诱导持久的记忆免疫反应。

总之,GITR激动剂单抗在临床前模型中显示出显著的抗肿瘤活性,尤其是DTA-1单抗通过增强CD8+和CD4+T细胞功能、减少Treg活性(尤其是通过ADCC)发挥抗肿瘤作用。此外,GITR激动剂单抗与其他免疫调节疗法联合使用可显著增强抗肿瘤效果。

展望
GITR作为共刺激受体,是增强免疫治疗效果的潜在靶点。临床前研究表明,GITR激活可增强CD8+和CD4+效应T细胞活性并减少肿瘤浸润Tregs。尽管GITR单抗在I/II期临床试验中作为单一疗法效果有限,但与PD-1阻断剂联合使用可能通过逆转CD8+T细胞耗竭发挥协同抗肿瘤作用。目前,多项临床研究正在进行中,期待GITR刺激疗法在联合治疗中取得进一步突破。

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