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小藥談腫瘤免疫:VISTA

2021-08-30 10:00
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前言

PD-1和CTLA-4已獲得令人印象深刻的結果,但并非所有患者都可受益。

T細胞活化的V結構域Ig抑制因子(VISTA)是一種新的免疫調(diào)節(jié)受體,廣泛表達于髓系和淋巴細胞上,常被認為是多種癌癥預后不良的指標。重要的是,VISTA的抗體靶向同時作用于固有免疫和適應性免疫。VISTA的廣泛表達使其相比其他免疫檢查點擁有更高的非冗余活性,使VISTA成為一個非常具有前景的腫瘤免疫治療靶點。
VISTA的結構與表達

VISTA是一種表達在造血系大多數(shù)細胞亞群上的免疫調(diào)節(jié)受體。髓系細胞表達最高,小膠質(zhì)細胞和中性粒細胞表達水平顯著增高。其次是其他髓系亞群,包括單核細胞、巨噬細胞、嗜堿性細胞和樹突狀細胞。與激活后不同階段誘導的其他檢查點不同,VISTA在這些亞群上以穩(wěn)態(tài)的形式表達。

這種廣泛而獨特的表達模式意味著在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)反應和區(qū)分免疫調(diào)節(jié)受體的前景方面具有重要的穩(wěn)態(tài)作用。在淋巴細胞上,VISTA在原始CD4+T細胞以及FoxP3+T調(diào)節(jié)細胞(Tregs)上表達最高。它在CD8+T細胞、自然殺傷細胞亞群和胸腺細胞上的表達水平較低。雖然VISTA在B細胞上沒有表達,但它在漿細胞上顯著表達。此外值得注意的是,研究發(fā)現(xiàn)在炎癥條件下檢測到VISTA的表達降低。

VISTA總長279個氨基酸,包括162個氨基酸的胞外結構域、21個氨基酸的跨膜結構域和96個氨基酸的胞內(nèi)結構域。在胞內(nèi)結構域中沒有基于酪氨酸的免疫受體信號基序。然而,存在蛋白激酶C和酪蛋白激酶2磷酸化的潛在位點。系統(tǒng)發(fā)育和蛋白質(zhì)序列分析顯示VISTA和B7家族成員之間有相似之處,其中包含一個保守的免疫球蛋白V型折疊。

然而,VISTA與這些蛋白質(zhì)之間有許多顯著的區(qū)別。VISTA的胞外結構域與典型的B7 IgV折疊相比存在多種差異。經(jīng)典的B7家族折疊包含9個β鏈,而VISTA包含10個;代替較長的β鏈C′,VISTA-ECD在其帶正電的區(qū)域內(nèi)含有一個額外的螺旋序列(FQDL);VISTA包含一個由21個殘基組成的C-C′非結構環(huán),這在所有B7家族中是獨有的;VISTA含有兩個額外的二硫鍵,這也是在所有其他B7家族蛋白質(zhì)中都不存在;VISTA僅包含一個類似IgV的結構域,而所有其他B7家族成員都包含IgV和IgC結構域。

多項研究推斷VISTA可同時作為配體或受體發(fā)揮作用。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個IgV結構域并表現(xiàn)出配體活性。相比之下,CD28、CTLA-4、誘導共刺激因子(ICOS)和PD-1具有單一的IgV結構域,主要起受體作用。而VISTA也是由一個IgV結構域組成的,因此推測VISTA可能主要作為一個受體發(fā)揮作用,許多研究證實了這一點。

VISTA的非腫瘤免疫研究

VISTA的基因調(diào)控網(wǎng)絡仍然遠未闡明。

已有的研究表明,轉(zhuǎn)錄因子p53和HIF-1α可以上調(diào)VISTA的表達。此外,與VISTA啟動子結合的轉(zhuǎn)錄因子(TF)仍有多個候選,其中包括Fos、轉(zhuǎn)錄因子JunD和核因子κB(NF-κB)。由于這些TFs在炎癥條件下上調(diào),預測它們可能是VISTA表達的潛在抑制因子。目前,還沒有已知的增強子可以調(diào)節(jié)VISTA的表達。

在人群中存在VISTA的基因多態(tài)性(SNP),其中rs3747869,它導致了D(天冬氨酸)到E(谷氨酸)的錯義變體,出現(xiàn)在研究人群的5-10%中。多個獨立研究表明,這種變異與攜帶者白細胞計數(shù)增加有關。另一個SNP,rs748113,出現(xiàn)在3′非翻譯區(qū)(UTR)中,與攜帶者淋巴細胞計數(shù)的下降有關。

除了自然發(fā)生的變異,VISTA基因在一系列癌癥類型中也觀察到了一些突變,盡管頻率很低。最常見的突變是位于86位的R(精氨酸)/C(半胱氨酸)替代,位于Ig樣V型結構域,可能導致功能喪失。可能導致功能喪失的下一個最頻繁的突變發(fā)生在下一個位置87,其中R被替換為W(色氨酸)。這兩種突變主要見于胃癌和膀胱癌。

VISTA的配體

在開發(fā)成功的抗VISTA靶向藥物的過程中,一個關鍵的限速步驟是VISTA配體的長期知識空白。多個已發(fā)表的研究都強調(diào)了潛在的VISTA配體。最近,一項研究確定VSIG3(或IgSF11)為VISTA配體,這種相互作用有助于抑制T細胞反應。由于VSIG3在造血細胞中的表達是無法檢測到的,這種相互作用在體內(nèi)的生理相關性仍有待驗證。

此外,有研究發(fā)現(xiàn),VISTA和P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)之間存在pH依賴性相互作用。研究人員強調(diào)了VISTA細胞外結構域的一個獨特特性,它富含組氨酸殘基。組氨酸的側(cè)鏈在酸性pH條件下發(fā)生脫質(zhì)子化,例如在TME中發(fā)現(xiàn)的側(cè)鏈,這種翻譯后修飾允許與PSGL-1結合。鑒于VISTA多聚體(包括VISTA-Fc)只在酸性條件下與白細胞結合,這種翻譯后修飾在決定VISTA配體相互作用中的重要性是不可低估的。

對這一發(fā)現(xiàn)的熱情有多種原因。首先,PSGL-1和VISTA在調(diào)節(jié)T細胞活性和腫瘤免疫方面的作用越來越受到重視。其次,pH和離子環(huán)境是調(diào)節(jié)免疫受體相互作用的一個新的和有價值的概念。這在離子環(huán)境在明顯影響T細胞免疫命運的腫瘤中尤為重要。更重要的是,這項研究提出了一種創(chuàng)新的策略來構建pH選擇性抗體,即配體只針對pH失調(diào)的部位(如腫瘤)。

VISTA在腫瘤免疫中的應用前景

免疫治療已顯示出很好的治療效果,但僅限于少數(shù)患者。臨床研究已經(jīng)闡明了可以預測免疫治療反應的不同表型。從癌癥患者身上采集的腫瘤組織的組織學切片顯示了三種不同的免疫模式,它們直接與反應和治療效果相關。

第一種是免疫炎癥浸潤性腫瘤。這是由腫瘤實質(zhì)中存在的T細胞(CD4+和CD8+)以及髓系細胞來定義的。這些環(huán)境通常對檢查點分子如PD-L1、CTLA-4和VISTA進行染色。這些腫瘤的促炎細胞因子水平也升高,這表明了一種活躍(但可能不足)的免疫反應。因此,PD-1/PD-L1阻斷劑的臨床反應主要發(fā)生在腫瘤呈炎癥的患者中。

另一個特征是免疫排斥腫瘤。這種腫瘤表型也顯示出豐富的免疫細胞。然而,免疫細胞不能穿透腫瘤的實質(zhì),而是被排斥在腫瘤溫床周圍的基質(zhì)中。研究已經(jīng)證明VISTA缺乏或阻斷可以顯著地調(diào)節(jié)TME向更具促炎性的髓系表型轉(zhuǎn)變,這有利于腫瘤反應性T細胞的浸潤。這些研究已經(jīng)在多種腫瘤模型中取得了成功,包括模擬人類免疫排斥的腫瘤。

特別有趣的是,最近的一篇論文表明,VISTA缺陷的髓系細胞,包括單核細胞腫瘤髓源性抑制細胞(MDSC)在遷移過程中存在缺陷。此外,VISTA缺陷小鼠的腫瘤明顯缺乏巨噬細胞。雖然抗VISTA對遷移的直接影響尚未被證實,但其作用機制可能是調(diào)節(jié)髓系細胞遷移和腫瘤從免疫排斥到免疫炎癥腫瘤的轉(zhuǎn)化。

免疫缺乏性腫瘤代表第三個特征。這種表型的特點是腫瘤實質(zhì)或基質(zhì)中缺乏腫瘤反應性T細胞或其他免疫細胞。在這些患者中,腫瘤反應性T細胞的產(chǎn)生是免疫治療成功的限速步驟和先決條件。有兩個跡象表明VISTA阻滯劑在這些癌癥的免疫治療中有很好的作用。首先,VISTA在髓系細胞上高度表達,包括抗原提呈細胞,例如巨噬細胞、樹突狀細胞(dc)。

事實上,已有的研究已經(jīng)表明VISTA阻斷劑增強了腫瘤相關樹突狀細胞的激活狀態(tài),從而產(chǎn)生更多的炎性細胞因子并上調(diào)了這些細胞的共刺激和抗原呈遞分子。因此,VISTA有望增強腫瘤和引流淋巴結中髓系細胞的抗原提呈功能,從而提高腫瘤反應性T細胞啟動和效應器功能的潛力。

上圖總結了TME抗VISTA治療的最關鍵變化。除了腫瘤微環(huán)境的特性外,VISTA靶向治療的一個富有希望的方面是VISTA的抑制活性與PD-1/PD-L1通路無關。已經(jīng)有一些證據(jù)支持這一點。首先,在沒有VISTA和PD-1的情況下,T細胞反應的程度協(xié)同增強。

更重要的是,阻斷VISTA和PD-1/PD-L1比靶向任何一種途徑更能增強腫瘤免疫功能。在結直腸癌患者和CT26模型中,研究發(fā)現(xiàn)VISTA是一個重要的MDSC檢查點,對T細胞反應的最佳抑制至關重要。事實上,VISTA缺乏或阻斷降低了MDSC在體外和體內(nèi)對T細胞的抑制。

此外,有證據(jù)表明VISTA是原始T細胞的一個重要檢查點,它阻礙了T細胞激活的早期階段和從靜止到啟動的過渡。這提出了一個有趣的推測,在PD-1阻斷之前或同時靶向VISTA可能通過消除啟動和衰竭的限制來增強T細胞的反應。

VISTA拮抗劑的開發(fā)進展

鑒于VISTA靶向藥物在多種臨床前腫瘤模型中具有顯著的治療作用,VISTA特異性拮抗劑已經(jīng)進入臨床。第一批進入臨床的藥物之一是一種小分子,CA-170,由Aurigene開發(fā)。CA-170是一種口服PD-L1、PD-L2和VISTA檢查點拮抗劑,已被證明干擾VISTA抑制T細胞活化和細胞因子的產(chǎn)生。

CA-170的臨床開發(fā)(NCT02812875)正在進行,評估在VISTA表達的腫瘤中潛在藥理活性劑量。除了這一階段的試驗外,Aurigene正在印度進行第二階段的研究。

VISTA的單克隆抗體抑制劑也在商業(yè)和治療方面取得了進展。2016年1月,Janssen啟動了抗VISTA拮抗劑(JNJ-61610588)的I期試驗,以評估治療晚期癌癥患者的安全性。JNJ-610588是一種IgG1抗VISTA單克隆抗體(mAb),已被證明對治療患者具有生物活性。

然而,2018年3月,Janssen因財務問題終止了本研究,所有藥品和數(shù)據(jù)均返回給ImmuNext公司,ImmuNext隨后在2020年初授權給了生物技術公司Curis繼續(xù)進行臨床開發(fā)。此外,蜂鳥生物科學報告了一種抗VISTA抗體,該抗體正在為2020年的Ia/b期臨床試驗做準備。

目前臨床上還沒有抗PSGL1抗體,但針對這一途徑的潛力得到了研究者和投資者的高度認可。Verseau Therapeutics將主要專注于開發(fā)抗PSGL-1抗體(VTX-0811),他們認為這種抗體可以將腫瘤相關巨噬細胞(TAM)重新編程為更具促炎性的抗腫瘤表型。

國內(nèi)方面,NextPharma數(shù)據(jù)庫顯示,蘇州思坦維公司已率先開展VISTA抗體的研發(fā)。

小結

盡管不像PD-1一樣熱門,但VISTA應該會越來越受到關注,而且是一個非常有意思值得探索和跟進的靶點。對VISTA配體或受體的越來越清晰的認識將有利于后續(xù)的藥物研發(fā)。

參考文獻:

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.

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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