来源：上海细胞治疗工程技术研究中心
免疫系统识别并清除癌症细胞的概念最早是在100多年前提出，在不同类型癌症病人血液中可以检测到T细胞对癌症相关抗原的反应性。固有免疫和适应性免疫细胞，如淋巴细胞、NK细胞等在辨别癌症细胞和正常细胞上起着关键作用。但大多数肿瘤细胞可以发生免疫逃逸，进而产生系列组织损伤以及肿瘤。肿瘤细胞免疫逃逸的抑制有很多种，其中共抑制分子免疫抑制活性的丧失在近十年来被越来越多人认可，这些共抑制分子就称为“immune checkpoints”，如PD-1/PD-L1, CTLA-4, IDO, TIM3, LAG3, TIGIT, BTLA, VISTA, ICOS, KIRs and CD39等。
免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitors)，又称免疫系统反制点抑制剂。传统的肿瘤抑制剂包括多肽、核酸以及小分子化合物等；而近期兴起的抑制剂主要是单克隆抗体，如抗PD-1/PD-L1抗体，在癌症免疫治疗中起着重要作用。免疫检查点抑制剂主要机制是增强T淋巴细胞的增殖、迁移以及细胞杀伤活性，尤其是T细胞的肿瘤浸润活性。近年来共抑制分子研究最多的两类就是CTLA-4及PD-1，抑制CTLA-4的单克隆抗体ipilimumab以及抑制PD-1的nivolumab和pembrolizumab临床疗效显著。这类药物在未来几十年里将会带来数十亿美元的市场，专利的申请数量与日俱增，因此可预测在不久的将来，关于这类抗体抑制剂的专利之争将会越来越多。本文列举了2010-2015年间免疫检查点抑制剂的特点以及专利申请情况。
一、PD-1/PD-L1
PD-1（又称CD279），为程序性细胞死亡蛋白，是一类表达在T细胞和Pro-B细胞表面的免疫球蛋白超家族受体，可作为免疫检查点蛋白，通过结合配体PD-L1或PD-L2以抑制T细胞激活。因此肿瘤微环境中PD-L1或PD-L2的过表达以抑制瘤内免疫反应，而抗PD-1/PD-L2抗体可抑制其与配体的结合，从而增强T细胞活性。
抗PD-1/PD-L2抗体在免疫检查点抑制剂研究中可能是最活跃的一类抗体，近年来申请了许多与此类抗体相关的专利，其中Dana Farber Institute依然是最活跃的学术机构。阿斯利康Medimmune自从2013年完全收购Amplimmune后，可能是全球申请抗PD-1抗体专利最活跃的公司。PD-1抑制剂在NSCLC（非小细胞肺癌）的临床应用上显示有显著疗效。除了pembrolizumab和nivolumab外，罗氏的RG7446以及阿斯利康研发的MEDI-4736成为下一最先进的药物，目前两个药物正处于NSCLC临床Ⅲ期。此外，Genentech和Roche的抗PD-1/PD-L1抗体专利申请情况也非常可观。
PD-1/PD-L1抑制剂和其他肿瘤免疫药物或靶向治疗药物的联合使用，具有显著疗效以及相对可控的细胞毒性，是一项极佳的选择。如处于临床Ⅱ期的CheckMate-069与nivolumab和ipilimumab的联合使用在黑色素瘤病人上显示出非常高的反应性。除了与其他免疫检查点抑制剂的联合使用，PD-1/PD-L1抑制剂正尝试与肿瘤坏死因子受体、T细胞治疗、肿瘤疫苗、其他一些肿瘤免疫药物合用。虽然现在很难说这种联合用药是否是最有效的治疗手段，但是数据显示未来肿瘤免疫药物的联合用药极有可能包括PD-1/PD-L1抑制剂等。
二、CTLA-4
CTLA-4（又称CD152），是表达在T细胞表面的细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白，当其和抗原提成细胞(APCs)表面的CD80(B7-1)和CD86(B7-2)结合时，可使T细胞失活，因此通过抑制性抗体抑制CYLA-4可以阻断这一机制，进而增强T细胞的活性。目前FDA已经批准了两个抗CTLA-4抗体：分别是施贵宝的ipilimumab以及辉瑞研发的tremelimumab。2011年阿斯利康MedImmune就tremelimumab和辉瑞达成协议，由MedImmune承担tremelimumab的全球推广，辉瑞保留在肿瘤治疗中使用tremelimumab的权利。临床试验证明tremelimumab用于治疗黑色素瘤是失败的，但是显示其可能用于治疗恶性间质瘤，然而在临床Ⅲ期试验中并没有显著提高恶性间质瘤病人的存活率。Tremelimumab的失败无疑使阿斯利康非常失望，但是阿斯利康继续对其进行扩展，目前tremelimumab正在研究和阿斯利康的PD-L1抗体MEDI-4736联合应用，用于治疗NSCLC以及头颈肿瘤。基于此我们可以预测，和抗PD-1/PD-L1抗体相比，抗CTLA-4抗体将很可能将会丧失市场占有率。
三、IDO
IDO（吲哚胺2,3-加双氧酶）是一种催化色氨酸氧化分解的酶。由于T细胞在增殖和生存的过程中需利用色氨酸以完成抗原依赖性激活，因此IDO具有抑制免疫系统的活性。IDO在很多肿瘤组织中过度表达，从而有助于肿瘤细胞逃脱免疫系统。IDO抑制剂可以抑制IDO酶，从而可以降低色氨酸的消耗，以增强机体免疫系统对抗肿瘤的功能。从近年专利申请情况来看，施贵宝是最活跃的公司，共有5项专利申请。2015年报道由NewLink Genetics研发的indoximod是最有希望的IDO抑制剂之一，临床Ⅰ期和Ⅱ期的结果显示其可与ipilimumab联合使用用于治疗黑色素瘤。另一个IDO抑制剂epacadostat已经开始用于临床试验，目前临床Ⅱ期主要用于治疗卵巢癌和宫颈癌。
四、TIM3
TIM3为T细胞免疫球蛋白与黏蛋白结构域，是一类选择性表达在Th1细胞的分子，可以通过结合其配体galectin-9来抑制Th1细胞的活性。因此抗TIM3单克隆抗体可以通过抑制TIM3受体以阻止其负性调节免疫系统。近年来此类抗体申请专利数目越来越多，融合蛋白以及双特异性抗体也申请了专利。但是预测TIM3抑制剂是否能够成功用于癌症治疗的数据非常少。目前只有一个TIM3抗体MBG453，正处于临床研究。
目前有关TIM-3在肿瘤免疫中的研究主要集中在鼻烟癌、乳腺癌、黑色素瘤、皮肤癌、肺癌等患者中，在肝细胞癌患者中的研究鲜见报道。鉴于肝细胞癌高度恶性的生物特性及与上述几种肿瘤的差异性，因此研究TIM-3在肝细胞癌的表达及意义是有必要的，以便进一步探索TIM-3是否参与肝细胞癌的形成与发展，为肝细胞癌的免疫治疗提供新的靶点。
五、LAG3
LAG3为淋巴细胞激活基因，是表达在激活性T细胞、NK细胞、B细胞以及浆细胞样DC细胞上的一类细胞表面分子，主要和MHC-Ⅱ类分子结合，以调节树突状细胞的功能。虽然LAG3-MHC-Ⅱ复合物分子在调节T细胞反应机制尚不明确，但是抗LAG3抗体显示可以增强T细胞增殖以及效应细胞功能。近年来至少申请了3项LAG3抗体相关的专利。诺华研发的LAG525现已进入临床Ⅰ期阶段，和PD-1抗体PDR001联合使用，主要用于治疗实体瘤。第二个抗LAG3抗体是由施贵宝研发，目前也处于临床研究阶段。
St. Jude儿童研究院和The Johns Hopkins Kimmel肿瘤中心的研究者们在10月的免疫学杂志上发表了一份研究指出，LAG-3基因（淋巴细胞活化基因-3）像一个刹车控制着免疫系统的应答反应，这一研究揭开了自从该基因发现14年来一直困扰科学者们的神秘面纱。文章讨论了Lag-3基因是如何作用于在免疫系统里起控制作用的调节T-细胞，它指出表面携带有LAG-3蛋白的调节T-细胞，干扰了效应器T-细胞——“warrior”细胞对体内目标（例如癌症细胞和微生物）参与的免疫反应。
研究者们发现在缺乏LAG-3基因时调节T-细胞完全失去了对效应器T-细胞的抑制能力。这一结果将会为提高抗肿瘤疫苗的效价及预防自身免疫性疾病提供新的理论依据。
六、TIGIT
TIGIT，含Ig及ITIM结构域的T细胞免疫受体，是Ⅰ型跨膜蛋白，包括IgV胞外段以及免疫球蛋白酪氨酸尾巴样磷酸化片段。与PD-1, TIM3及LAG3相似，TIGIT在慢性病毒感染过程以及癌症中高表达，和正常组织相比，癌症组织内T细胞TIGIT:CD3比例升高，显示TIGIT在肿瘤浸润T细胞中特异性上调。因此抗TIGIT抗体可用于癌症治疗。目前，Genentech以及罗氏已公开用抗TIGIT抗体治疗癌症的方法，虽然单独抑制PD-L1或TIGIT效果不佳，但是同时抑制二者可以明显改善CD8介导的控制肿瘤增殖。更重要的是，只有PD-L1和TIGIT同时抑制才可诱导IFN以及TNF的表达，这也许就是抗TIGIT抗体联合用药的原因。
通过研究抑制性受体在NK细胞介导的肝脏天然免疫应答中的调控作用及对后者造成的病理变化的影响,将有助于了解NK细胞维持自身耐受的机制,主要获得的结果有以下两部分： 1.抑制性受体TIGIT通过负调NK细胞和枯否细胞相互作用在急性病毒性肝炎中对小鼠起保护作用。我们发现病毒双链RNA类似物poly I:C联合肝脏致敏齐D-GalN的注射、或嗜肝病毒腺病毒的急性感染,会导致TIGIT选择性地在NK细胞上调表达。TIGIT抑制这两种处理后导致的NK细胞活化,对肝脏损伤发挥有明显的保护作用,而且该保护作用依赖NK细胞和枯否细胞的存在。我们还通过转输实验发现枯否细胞表达的PVR分子同样具有保护作用,而且该作用依赖TIGIT的存在。我们还通过体外实验发现TIGIT-PVR可以负调共培养中poly I:C刺激下的NK细胞与枯否细胞之间的相互作用。 2.抑制性受体TIGIT通过负调NK细胞与肝细胞相互作用对肝脏再生进行保护。我们发现肝脏再生过程中TIGIT选择性地在NK细胞上调表达。TIGIT在肝脏再生过程中抑制NK细胞产生IFN-γ,对肝切除后肝细胞增殖及肝重的回复具有明显的保护作用,而且该保护作用依赖NK细胞的存在,但不依赖于适应性免疫系统。此外,我们发现肝脏再生过程中肝细胞上调表达TIGIT配体PVR,TIGIT对肝脏再生的保护作用依赖肝细胞上调表达的PVR分子。最后我们通过体外NK细胞与肝细胞的共培养实验发现TIGIT-PVR负调NK细胞与肝细胞之间的相互作用。 综上所述：NK细胞抑制性受体TIGIT通过与枯否细胞或肝细胞表达的PVR相互作用,分别在病毒性肝炎和肝脏再生过程中抑制NK细胞的过度活化及产生过量IFN-γ,对小鼠进行保护。这表明TIGIT-PVR相互作用介导了NK细胞在肝脏天然免疫中对自身的耐受。此外,我们发现肝脏再生过程中肝细胞上调表达TIGIT配体PVR,TIGIT对肝脏再生的保护作用依赖肝细胞上调表达的PVR分子。最后我们通过体外NK细胞与肝细胞的共培养实验发现TIGIT-PVR负调NK细胞与肝细胞之间的相互作用。 综上所述：NK细胞抑制性受体TIGIT通过与枯否细胞或肝细胞表达的PVR相互作用,分别在病毒性肝炎和肝脏再生过程中抑制NK细胞的过度活化及产生过量IFN-γ,对小鼠进行保护。这表明TIGIT-PVR相互作用介导了NK细胞在肝脏天然免疫中对自身的耐受。
七、BTLA
BTLA：B细胞和T细胞衰减蛋白，是另一种Ig超家族的检查点负调分子，结构上和CTLA-4及PD-1类似，在B细胞、T细胞、成熟DCs、巨噬细胞等高表达。BTLA可以和HVEM结合，其中HVEM是肿瘤坏死因子受体超家族成员。
BTLA抑制剂可以增强TCR信号通路，并恢复T细胞功能；与此相一致，BTLA抑制剂增强T细胞增殖能力是目前专利申请的主要内容。
八、VISTA
VISTA：T细胞激活的含V结构域Ig suppressor，又称PD-1H，也是Ig超家族的一类负调分子，和CTLA-4及PD-1结构类似，主要在肿瘤浸润白细胞上高表达；更重要的是，VISTA在骨髓来源抑制细胞、调节性T细胞上过表达，显示VISTA在肿瘤免疫逃逸中的作用。VISTA抑制剂可以改变肿瘤微环境抑制性特征，减少骨髓来源的抑制细胞，增强DC细胞活性以及CD4、CD8 T细胞的增殖活性。有关VISTA抗体的专利已经申请，如Green K a, Wang L, Noelle RJ, Green WR. Use of Vista Agonists and Antagonists to Suppress or Enhance Humoral Immunity. WO2015191881 (2015).以及Noelle R, Ceeraz S, Lemercier I, Nowak E, Lines J, Wang L, et al. Vista Antagonistand Methods of Use. WO2015109340 (2015).
九、ICOS
ICOS：诱导性T细胞共刺激分子，属于CTLA4/PD1/CD28家族，人体内ICOS在pDC与T细胞相互作用以及参与naïve CD4 T细胞分化成IL-10分泌性Tr1样细胞中起到重要作用。ICOS+的乳腺癌患者显示有较差的预后效果，表明Treg与pDC细胞间重要的相互联系。因此中和性抗ICOS单克隆抗体可以作为潜在的治疗药物用于中和乳腺癌患者体内Treg细胞。MEDI-570，是一个特异性抑制ICOS的单克隆抗体，目前正处于临床Ⅰ期，用于治疗外周T细胞淋巴滤泡样变体或血管免疫母细胞T淋巴细胞癌。
十、KIRs
KIRs：killer免疫球蛋白受体，由不同的MHC-Ⅰ结合分子组成，可负调NK细胞的活性，以保护细胞免受NK细胞介导的细胞裂解。当KIRs表达在细胞表面，可通过识别HLA-Ⅰ分子阻止NK细胞激活，从而诱导NK细胞耐受。因此可通过抑制KIRs/HLA-Ⅰ相互作用获得治疗肿瘤的效果。Lirilumab是非消耗性的抗KIRD2抗体，可以抑制近一半NK细胞的KIRs/HLA-Ⅰ相互作用，从而增加激活效应细胞的数量。目前lirilumab临床Ⅰ期与SLAMF7联合使用，主要用于治疗黑色素瘤，其中SLAMF7是一种靶向淋巴细胞激活分子F7的免疫刺激单克隆抗体。
十一、CD39
Entpd1是一类新兴的肿瘤免疫治疗靶点。CD39在调节性T细胞以及肿瘤细胞中均可表达，通过将ATP降解成腺苷酸来导致免疫抑制以及免疫细胞功能失调。抑制CD39可增强抗肿瘤免疫活性，如肾癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、甲状腺癌、子宫内膜癌、前列前癌、睾丸癌、淋巴癌以及黑色素瘤。近期的研究显示抗CD39抗体OREG-103/BY40正处于临床前研究，可以减轻肿瘤诱导的CD4、CD8 T细胞增殖抑制并增强细胞毒性T细胞、NK细胞介导的细胞毒性。
后记
肿瘤免疫疗法在近十年来已经应用在临床治疗中，通过激活免疫系统攻击并杀死癌症细胞。在过去两年内，免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors)，如抗PD-1抗体重现燃起了肿瘤免疫治疗的希望。肿瘤免疫治疗是一项非常有意义的治疗策略，同时它也需要大量的经费支持以支撑临床前以及临床研究。虽然PD-1抗体的治疗效果非常显著，但是也确实存在一些潜在问题，如迟发反应以及疗效受限，因此肿瘤免疫治疗药物的综合使用将会为癌症病人带来福音。我们希望在未来的研究中，联合用药可以靶向多种细胞类型以及适应性免疫反应的多个阶段。
此外并非所有的病人对免疫检查点抑制剂均有效，甚至仍存在毒性等不良反应，因此亟需进一步研究确证诊断和预后生物学标志，从而理解免疫系统和癌症之间的相互联系。基于肿瘤组织是否出现免疫细胞浸润，肿瘤可分为免疫耐受型和免疫反应型。确证癌症病人用合适的治疗手段是一项巨大挑战，尤其是要考虑病人的医药费用承担情况。基于生物标记物的研究可以有效促进免疫检查点抑制剂的临床应用，与特定生物标记物的使用及联用相关的专利将会产生巨大的商业价值。
责任编辑：Dr.q
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