GARP:結直腸癌免疫治療新靶點?
來源:?樹葉?醫藥魔方Pro ? 發表時間:2019-3-21

靶點:GARP

期刊:?Cancer Research

亮點:首次揭示了GARP在結直腸中調節Treg細胞活性的作用,有望成為一種新的結直腸癌免疫治療靶標

結直腸癌一種在全球范圍內均有重要影響力的惡性腫瘤。根據CA雜志發表的《Cancer Statistics, 2019》數據,全美2019年將有14.5萬新發結直腸癌患者,同時,也將有5.1萬死亡病例,新發和死亡病例均占據全美惡性腫瘤的第三位。此外,根據國家癌癥中心2019年發布的《2015年中國惡性腫瘤流行情況分析》顯示,前10位惡性腫瘤中,結直腸癌在我國男女患癌新發病例中均排在第三位,人數更是達到38.8萬之多,死亡病例達18.7萬。

雖然目前結直腸癌可采取手術、化療、靶向藥物和免疫藥物等多種治療手段,但遠端5年生存率仍然較低,僅14%左右。盡管免疫療法在眾多癌癥領域取得令人矚目的研究和治療效果,但在結直腸癌PD-1抑制劑臨床試驗中,免疫治療的反應卻令人失望,只有具有某些突變的結直腸癌患者子集似乎對抗PD-1療法反應良好。

免疫系統通常是機體對抗病原體、微生物入侵的有效防御手段,同時會盡量減少短暫和持久的損害。簡單來說,免疫系統就是一套發現“敵人”,組織進攻,消滅“敵人”,及時結束戰斗的復雜網絡體系,維持人體的耐受機制和免疫動態平衡。

在整個體系中,調節性T細胞(Treg)介導的免疫抑制在自身免疫、過敏、炎癥、急性和慢性感染以及癌癥中具有顯著的特征和重要作用。尤其在癌癥環境中,癌細胞能夠利用耐受機制來躲避人體的免疫系統。癌細胞通過利用和增加Treg細胞以避免其被其它類型的T細胞殺死。

Treg的免疫抑制機制主要通過產生多種抑制性細胞因子,包括轉化生長因子β(TGF-β)、白細胞介素35和白細胞介素10等。在3月份的Cancer Research雜志上發表的一篇文章中[1],南卡羅來納醫科大學(MUSC)的Zihai Li(李子海)博士和他的團隊針對癌細胞的這一耐受機制,靶向Treg細胞免疫抑制通路,報告了針對結直腸癌免疫治療的潛在新靶點——GARP(glycoprotein-A repetitions predominant)

與PD-1一樣,GARP也是在我們的免疫細胞表面上表達的蛋白質,與疾病進展和逃避免疫監視有關。Li和他的團隊希望針對這種蛋白質,靶向抑制Treg細胞產生具有免疫抑制效應的活性TGF-β,為對其它免疫療法無響應的結直腸癌患者提供潛在療法。

“在癌癥治療方面,免疫系統有很多可以推動的按鈕,”Li說道,“PD-1檢查點就是一個例子。研究人員一直在尋找更多可用的按鈕,我認為,GARP可能就是其中一個。”Li是MUSC微生物學和免疫學系主任,并在MUSC Hollings癌癥中心共同領導癌癥免疫學研究項目,也在鄭州大學第一附屬醫院國際醫療部擔任職務。

李博士和他的實驗室一直對如何在耐受性和癌癥等疾病狀態下調節Tregs感興趣。團隊曾在2016年發表過有關GARP與乳腺癌關聯的研究成果[2]。通過靶向刪除和添加GARP,他們發現,刪除了GARP基因,乳腺癌腫瘤生長得更慢,轉移到肺部的能力就會降低;相反,插入GARP基因后,表達高水平GARP的小鼠腫瘤生長和轉移增加。進一步研究表明,表達更多GARP的小鼠也具有更多釋放TGF-β的Treg細胞。這意味著GARP在乳腺癌中促進癌癥轉移和免疫抑制作用。

在本次研究中,他們同樣是在關注和闡述結直腸癌中GARP與Treg細胞的關系。活化的Treg細胞表面表達以糖蛋白A 重復序列為主的GARP,其結合并激活潛在的TGF-β。TGF-β是一種具有關鍵免疫調節作用的細胞因子,TGF-β與Treg細胞的誘導、發育和維持高度相關。

李博士及其團隊生成了Treg特異性GARP基因敲除小鼠,發現和驗證了GARP在免疫穩態中發揮重要作用。具有GARP-/-Treg細胞的老年小鼠會發生自發性腸道炎癥,缺乏GARP的Tregs顯示出抑制炎癥反應和減少腸道積聚的能力降低。

體外和體內研究發現,GARP調節CD103的表達,CD103是參與T細胞歸巢至腸道的重要分子。因此,在結腸炎相關的結直腸癌模型中,Treg細胞上的GARP抑制了免疫監視,Treg細胞上GARP的缺失顯著提高了結直腸癌的抗腫瘤免疫力。研究甚至發現,在結直腸癌小鼠模型中,具有GARP-/-Treg細胞能夠降低一半的腫瘤數目。總之,研究數據表明,GARP在賦予Treg細胞功能和促進其在結腸中的積累方面發揮重要作用。

研究小組還發現,破壞Treg上的GARP可降低耐受性,削弱結直腸癌的進展,并在臨床前模型中抑制Treg細胞向腸道內遷移。

“事實證明,結直腸癌患者有高水平的TGF-β,這會上調Treg細胞”,李博士提到,“這可能是他們對PD-1治療沒有反應的原因之一。然而,這些可能是抗GARP治療可以很好發揮作用的患者。”

最終,MUSC團隊首次展示了GARP在調節結腸中Treg細胞活性中的作用。他們的下一步工作將是表征GARP在人類結直腸癌中Treg細胞上的存在。由于GARP的蛋白晶體結構已經被揭示出來,因此,如果確認該分子可作為結直腸癌的治療靶向,將有望開發出相關的小分子藥物。

來源:PDB(http://www.rcsb.org)

雖然在結直腸癌領域,GARP能否成為靶點仍需進一步驗證,但在三陰性乳腺癌、胰腺癌、肝細胞癌和尿路上皮癌等其它癌癥領域,GARP抑制劑已經取得重要進展。ARGX-115(ABBV-151)是首個進入臨床的GARP抑制劑,通過與GARP和失活的TGF-β復合體結合,抑制活性TGF-β的釋放以及Treg的免疫抑制活性,從而重新激活癌細胞的免疫應答,抑制疾病進展。目前,GARP抑制劑正在進行涉及多癌種的臨床招募。

來源:www.clinicaltrials.gov

我們期望,GARP抑制劑能夠成為免疫治療領域的一名新戰將,造福更多的癌癥患者。

? 相關論文:

[1]?Mohammad?Salem et al.?GARP Dampens Cancer Immunity bySustaining Function and Accumulation of Regulatory T Cells in the Colon. Cancer Research(2019).

[2]Alessandra?Metelli et al . Surface Expression of TGFβDocking Receptor GARP Promotes Oncogenesis and Immune Tolerance in BreastCancer.Cancer Research(2016).

參考資料:

1#?Cancer Statistics, 2019. DOI:10.3322/caac.21551

2#?2015年中國惡性腫瘤流行情況分析.?中華腫瘤雜志,2019,41(1)?: 19-28

3#?http://www.rcsb.org

4#?www.clinicaltrials.gov

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