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小药谈肿瘤免疫:VISTA

放大字体 缩小字体 发布日期:2021-08-31 14:04:36   浏览次数:22
核心提示:2021年08月31日关于小药谈肿瘤免疫:VISTA的最新消息:前言PD-1和CTLA-4已获得令人印象深刻的结果,但并非所有患者都可受益。T细胞活化的V结构域Ig抑制因子(VISTA)是一种新的免疫调节受体,广泛表达于髓系和淋巴细胞上,常被认


前言

PD-1和CTLA-4已获得令人印象深刻的结果,但并非所有患者都可受益。

T细胞活化的V结构域Ig抑制因子(VISTA)是一种新的免疫调节受体,广泛表达于髓系和淋巴细胞上,常被认为是多种癌症预后不良的指标。重要的是,VISTA的抗体靶向同时作用于固有免疫和适应性免疫。VISTA的广泛表达使其相比其他免疫检查点拥有更高的非冗余活性,使VISTA成为一个非常具有前景的肿瘤免疫治疗靶点。
VISTA的结构与表达

VISTA是一种表达在造血系大多数细胞亚群上的免疫调节受体。髓系细胞表达最高,小胶质细胞和中性粒细胞表达水平显著增高。其次是其他髓系亚群,包括单核细胞、巨噬细胞、嗜碱性细胞和树突状细胞。与激活后不同阶段诱导的其他检查点不同,VISTA在这些亚群上以稳态的形式表达。

这种广泛而独特的表达模式意味着在调节免疫系统反应和区分免疫调节受体的前景方面具有重要的稳态作用。在淋巴细胞上,VISTA在原始CD4+T细胞以及FoxP3+T调节细胞(Tregs)上表达最高。它在CD8+T细胞、自然杀伤细胞亚群和胸腺细胞上的表达水平较低。虽然VISTA在B细胞上没有表达,但它在浆细胞上显著表达。此外值得注意的是,研究发现在炎症条件下检测到VISTA的表达降低。

VISTA总长279个氨基酸,包括162个氨基酸的胞外结构域、21个氨基酸的跨膜结构域和96个氨基酸的胞内结构域。在胞内结构域中没有基于酪氨酸的免疫受体信号基序。然而,存在蛋白激酶C和酪蛋白激酶2磷酸化的潜在位点。系统发育和蛋白质序列分析显示VISTA和B7家族成员之间有相似之处,其中包含一个保守的免疫球蛋白V型折叠。

然而,VISTA与这些蛋白质之间有许多显著的区别。VISTA的胞外结构域与典型的B7 IgV折叠相比存在多种差异。经典的B7家族折叠包含9个β链,而VISTA包含10个;代替较长的β链C′,VISTA-ECD在其带正电的区域内含有一个额外的螺旋序列(FQDL);VISTA包含一个由21个残基组成的C-C′非结构环,这在所有B7家族中是独有的;VISTA含有两个额外的二硫键,这也是在所有其他B7家族蛋白质中都不存在;VISTA仅包含一个类似IgV的结构域,而所有其他B7家族成员都包含IgV和IgC结构域。

多项研究推断VISTA可同时作为配体或受体发挥作用。B7家族中B7-1(CD80)、B7-2(CD86)、B7-DC(PD-L2)、B7-H1(PD-L1)和B7-H3(CD276)含有2个IgV结构域并表现出配体活性。相比之下,CD28、CTLA-4、诱导共刺激因子(ICOS)和PD-1具有单一的IgV结构域,主要起受体作用。而VISTA也是由一个IgV结构域组成的,因此推测VISTA可能主要作为一个受体发挥作用,许多研究证实了这一点。

VISTA的非肿瘤免疫研究

VISTA的基因调控网络仍然远未阐明。

已有的研究表明,转录因子p53和HIF-1α可以上调VISTA的表达。此外,与VISTA启动子结合的转录因子(TF)仍有多个候选,其中包括Fos、转录因子JunD和核因子κB(NF-κB)。由于这些TFs在炎症条件下上调,预测它们可能是VISTA表达的潜在抑制因子。目前,还没有已知的增强子可以调节VISTA的表达。

在人群中存在VISTA的基因多态性(SNP),其中rs3747869,它导致了D(天冬氨酸)到E(谷氨酸)的错义变体,出现在研究人群的5-10%中。多个独立研究表明,这种变异与携带者白细胞计数增加有关。另一个SNP,rs748113,出现在3′非翻译区(UTR)中,与携带者淋巴细胞计数的下降有关。

除了自然发生的变异,VISTA基因在一系列癌症类型中也观察到了一些突变,尽管频率很低。最常见的突变是位于86位的R(精氨酸)/C(半胱氨酸)替代,位于Ig样V型结构域,可能导致功能丧失。可能导致功能丧失的下一个最频繁的突变发生在下一个位置87,其中R被替换为W(色氨酸)。这两种突变主要见于胃癌和膀胱癌。

VISTA的配体

在开发成功的抗VISTA靶向药物的过程中,一个关键的限速步骤是VISTA配体的长期知识空白。多个已发表的研究都强调了潜在的VISTA配体。最近,一项研究确定VSIG3(或IgSF11)为VISTA配体,这种相互作用有助于抑制T细胞反应。由于VSIG3在造血细胞中的表达是无法检测到的,这种相互作用在体内的生理相关性仍有待验证。

此外,有研究发现,VISTA和P-选择素糖蛋白配体-1(PSGL-1)之间存在pH依赖性相互作用。研究人员强调了VISTA细胞外结构域的一个独特特性,它富含组氨酸残基。组氨酸的侧链在酸性pH条件下发生脱质子化,例如在TME中发现的侧链,这种翻译后修饰允许与PSGL-1结合。鉴于VISTA多聚体(包括VISTA-Fc)只在酸性条件下与白细胞结合,这种翻译后修饰在决定VISTA配体相互作用中的重要性是不可低估的。

对这一发现的热情有多种原因。首先,PSGL-1和VISTA在调节T细胞活性和肿瘤免疫方面的作用越来越受到重视。其次,pH和离子环境是调节免疫受体相互作用的一个新的和有价值的概念。这在离子环境在明显影响T细胞免疫命运的肿瘤中尤为重要。更重要的是,这项研究提出了一种创新的策略来构建pH选择性抗体,即配体只针对pH失调的部位(如肿瘤)。

VISTA在肿瘤免疫中的应用前景

免疫治疗已显示出很好的治疗效果,但仅限于少数患者。临床研究已经阐明了可以预测免疫治疗反应的不同表型。从癌症患者身上采集的肿瘤组织的组织学切片显示了三种不同的免疫模式,它们直接与反应和治疗效果相关。

第一种是免疫炎症浸润性肿瘤。这是由肿瘤实质中存在的T细胞(CD4+和CD8+)以及髓系细胞来定义的。这些环境通常对检查点分子如PD-L1、CTLA-4和VISTA进行染色。这些肿瘤的促炎细胞因子水平也升高,这表明了一种活跃(但可能不足)的免疫反应。因此,PD-1/PD-L1阻断剂的临床反应主要发生在肿瘤呈炎症的患者中。

另一个特征是免疫排斥肿瘤。这种肿瘤表型也显示出丰富的免疫细胞。然而,免疫细胞不能穿透肿瘤的实质,而是被排斥在肿瘤温床周围的基质中。研究已经证明VISTA缺乏或阻断可以显著地调节TME向更具促炎性的髓系表型转变,这有利于肿瘤反应性T细胞的浸润。这些研究已经在多种肿瘤模型中取得了成功,包括模拟人类免疫排斥的肿瘤。

特别有趣的是,最近的一篇论文表明,VISTA缺陷的髓系细胞,包括单核细胞肿瘤髓源性抑制细胞(MDSC)在迁移过程中存在缺陷。此外,VISTA缺陷小鼠的肿瘤明显缺乏巨噬细胞。虽然抗VISTA对迁移的直接影响尚未被证实,但其作用机制可能是调节髓系细胞迁移和肿瘤从免疫排斥到免疫炎症肿瘤的转化。

免疫缺乏性肿瘤代表第三个特征。这种表型的特点是肿瘤实质或基质中缺乏肿瘤反应性T细胞或其他免疫细胞。在这些患者中,肿瘤反应性T细胞的产生是免疫治疗成功的限速步骤和先决条件。有两个迹象表明VISTA阻滞剂在这些癌症的免疫治疗中有很好的作用。首先,VISTA在髓系细胞上高度表达,包括抗原提呈细胞,例如巨噬细胞、树突状细胞(dc)。

事实上,已有的研究已经表明VISTA阻断剂增强了肿瘤相关树突状细胞的激活状态,从而产生更多的炎性细胞因子并上调了这些细胞的共刺激和抗原呈递分子。因此,VISTA有望增强肿瘤和引流淋巴结中髓系细胞的抗原提呈功能,从而提高肿瘤反应性T细胞启动和效应器功能的潜力。

上图总结了TME抗VISTA治疗的最关键变化。除了肿瘤微环境的特性外,VISTA靶向治疗的一个富有希望的方面是VISTA的抑制活性与PD-1/PD-L1通路无关。已经有一些证据支持这一点。首先,在没有VISTA和PD-1的情况下,T细胞反应的程度协同增强。

更重要的是,阻断VISTA和PD-1/PD-L1比靶向任何一种途径更能增强肿瘤免疫功能。在结直肠癌患者和CT26模型中,研究发现VISTA是一个重要的MDSC检查点,对T细胞反应的最佳抑制至关重要。事实上,VISTA缺乏或阻断降低了MDSC在体外和体内对T细胞的抑制。

此外,有证据表明VISTA是原始T细胞的一个重要检查点,它阻碍了T细胞激活的早期阶段和从静止到启动的过渡。这提出了一个有趣的推测,在PD-1阻断之前或同时靶向VISTA可能通过消除启动和衰竭的限制来增强T细胞的反应。

VISTA拮抗剂的开发进展

鉴于VISTA靶向药物在多种临床前肿瘤模型中具有显著的治疗作用,VISTA特异性拮抗剂已经进入临床。第一批进入临床的药物之一是一种小分子,CA-170,由Aurigene开发。CA-170是一种口服PD-L1、PD-L2和VISTA检查点拮抗剂,已被证明干扰VISTA抑制T细胞活化和细胞因子的产生。

CA-170的临床开发(NCT02812875)正在进行,评估在VISTA表达的肿瘤中潜在药理活性剂量。除了这一阶段的试验外,Aurigene正在印度进行第二阶段的研究。

VISTA的单克隆抗体抑制剂也在商业和治疗方面取得了进展。2016年1月,Janssen启动了抗VISTA拮抗剂(JNJ-61610588)的I期试验,以评估治疗晚期癌症患者的安全性。JNJ-610588是一种IgG1抗VISTA单克隆抗体(mAb),已被证明对治疗患者具有生物活性。

然而,2018年3月,Janssen因财务问题终止了本研究,所有药品和数据均返回给ImmuNext公司,ImmuNext随后在2020年初授权给了生物技术公司Curis继续进行临床开发。此外,蜂鸟生物科学报告了一种抗VISTA抗体,该抗体正在为2020年的Ia/b期临床试验做准备。

目前临床上还没有抗PSGL1抗体,但针对这一途径的潜力得到了研究者和投资者的高度认可。Verseau Therapeutics将主要专注于开发抗PSGL-1抗体(VTX-0811),他们认为这种抗体可以将肿瘤相关巨噬细胞(TAM)重新编程为更具促炎性的抗肿瘤表型。

国内方面,NextPharma数据库显示,苏州思坦维公司已率先开展VISTA抗体的研发。

小结

尽管不像PD-1一样热门,但VISTA应该会越来越受到关注,而且是一个非常有意思值得探索和跟进的靶点。对VISTA配体或受体的越来越清晰的认识将有利于后续的药物研发。

参考文献:

1. VISTA: Coming of age as a multi-lineage immune checkpoint. Clinicaland Experimental Immunology, 200: 120–130

2. VISTA is a checkpoint regulator for na?ve T cell quiescence andperipheral tolerance.Science. 2020Jan 17;367(6475):eaay0524.

3. VISTA: an immune regulatory protein checking tumor and immune cellsin cancer immunotherapy. J Hematol Oncol. 2020 Jun 29;13(1):83.

4. The structure, expression, and multifaceted role ofimmune-checkpoint protein VISTA as a critical regulator of anti-tumor immunity,autoimmunity, and inflammation. Cell Mol Immunol. 2018 May;15(5):438-446.

 
关键词: 细胞


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