編者按:惡性腦腫瘤俗稱“腦癌”,其中高達(dá)80%屬于腦膠質(zhì)瘤——一類源于神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)細(xì)胞的腫瘤。作為一種常見的高度惡性腦膠質(zhì)瘤,膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(Glioblastoma, GBM)的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,當(dāng)下的治療仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。臨床統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,GBM患者的中位生存期僅為12-15個(gè)月,5年生存率不足10%。近些年來,免疫檢查點(diǎn)抑制劑、CAR-T療法等策略正在為GBM治療注入新的力量。藥明康德也一直在支持GBM等腦腫瘤療法的開發(fā),致力于通過獨(dú)特的一體化、端到端CRDMO模式,助力合作伙伴的新藥加速問世。正值世界腦腫瘤日,本文將聚焦GBM,梳理這種致命腦瘤的治療現(xiàn)狀與突破性進(jìn)展。
高度多變的罕見腫瘤
科學(xué)界對(duì)GBM的描述,可以追溯到19世紀(jì)60年代。當(dāng)時(shí)一些文獻(xiàn)記錄了從大腦組織樣本中發(fā)現(xiàn)的惡性腫瘤,研究者認(rèn)為它們或許起源于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。在后續(xù)數(shù)十年的研究中,科學(xué)家持續(xù)對(duì)該腫瘤的獨(dú)特臨床與組織學(xué)特征進(jìn)行描述。最終,神經(jīng)病理學(xué)家Percival Bailey和神經(jīng)外科醫(yī)生Harvey Cushing于1926年提出了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤多形性(glioblastoma multiforme)這一術(shù)語,表明GBM會(huì)基于起源的前體細(xì)胞,以及壞死、囊腫、出血等特征呈現(xiàn)出高度變化的外觀特點(diǎn)。
20世紀(jì)中葉,臨床研究證實(shí)了腦腫瘤手術(shù)切除程度與患者生存期的相關(guān)性,并揭示了輔助放療的有益作用,推動(dòng)了外科手術(shù)的發(fā)展。到了20世紀(jì)末,口服烷化劑替莫唑胺(TMZ)的誕生標(biāo)志著GBM治療的另一個(gè)里程碑。在最初獲批治療星形細(xì)胞瘤之后,替莫唑胺在2005年獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于治療GBM。這種藥物最大的特點(diǎn)之一是能夠高效被血液吸收并穿透血腦屏障,阻止癌細(xì)胞生長(zhǎng)。
近年來,隨著分子生物學(xué)、基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)界對(duì)GBM的病理生物學(xué)理解進(jìn)一步加深。根據(jù)基因表達(dá)與基因拷貝數(shù)的變化,GBM可以被分成前神經(jīng)型、間質(zhì)型和經(jīng)典型,三者分別對(duì)應(yīng)了不同的特定變化。例如經(jīng)典型中的表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)突變,EGFR是GBM中最常見的突變基因之一,約60%的GBM存在EGFR的擴(kuò)增、突變或重排;前神經(jīng)型則常出現(xiàn)血小板衍生生長(zhǎng)因子受體(PDGFR)突變,PDGFRα在約10%-13%的GBM中擴(kuò)增,與少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育相關(guān)。
此外,GBM還會(huì)涉及到特定的表觀遺傳改變、代謝重編程以及酪氨酸激酶(RTK)信號(hào)通路異常。這些變化導(dǎo)致GBM的分子特征更加復(fù)雜,也使得GBM的治療面臨著巨大挑戰(zhàn)。
目前,GBM的標(biāo)準(zhǔn)治療方案主要包括手術(shù)切除、放療以及替莫唑胺的同步和輔助化療。手術(shù)切除的目的是盡可能地去除腫瘤組織,減輕顱內(nèi)壓,緩解癥狀,并為后續(xù)治療提供病理診斷依據(jù)。然而,由于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的侵襲性生長(zhǎng)特性,手術(shù)往往難以完全切除腫瘤,為腫瘤復(fù)發(fā)埋下隱患。替莫唑胺仍然是GBM的主要化療藥物,患者的生存期能得到一定延長(zhǎng),但部分患者對(duì)替莫唑胺存在原發(fā)性耐藥或在治療過程中獲得耐藥性。
近些年來,基于GBM發(fā)病機(jī)制的深入理解,針對(duì)RTK信號(hào)通路的靶向治療成為了GBM研究的熱點(diǎn)之一。GBM中常見的異常RTK信號(hào)分子包括EGFR、PDGFR、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(VEGFR)等。目前,F(xiàn)DA已經(jīng)批準(zhǔn)靶向VEGF-A的藥物貝伐珠單抗(bevacizumab)用于治療復(fù)發(fā)性GBM,該藥物能夠使腫瘤中的血管正常化并改善患者的無進(jìn)展生存期。因此,當(dāng)下也亟需一些全新的GBM治療方案。
未來療法孕育希望
目前,應(yīng)對(duì)GBM的一大武器是免疫療法。免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICI)通過阻斷PD-1/PD-L1或CTLA-4等信號(hào)通路,激活T細(xì)胞抗腫瘤免疫反應(yīng)。盡管早期針對(duì)GBM的單種ICI的臨床試驗(yàn)未達(dá)到預(yù)期生存獲益,但后續(xù)研究在此基礎(chǔ)上通過優(yōu)化治療策略取得了積極進(jìn)展。
《自然-醫(yī)學(xué)》一項(xiàng)針對(duì)復(fù)發(fā)性GBM患者的臨床試驗(yàn)表明,相較于對(duì)照組,患者在術(shù)前接受PD-1抗體帕博利珠單抗(pembrolizumab)治療可顯著延長(zhǎng)總生存期,這種策略能夠增強(qiáng)腫瘤中T細(xì)胞的浸潤(rùn)和干擾素γ的表達(dá)水平。另外,BMC子刊的一項(xiàng)2期臨床試驗(yàn)顯示,抗CTLA-4抗體伊匹木單抗(ipilimumab)與替莫唑胺聯(lián)用可以產(chǎn)生更好的臨床獲益,包括延長(zhǎng)總生存期和無進(jìn)展生存期。除了經(jīng)典的免疫檢查點(diǎn),科學(xué)家也在探索一些針對(duì)LAG-3、TIM-3等新興靶點(diǎn)的抑制劑。
此外,過繼性T細(xì)胞療法可以通過改造患者自身的T細(xì)胞,增強(qiáng)其抗腫瘤能力。這一策略同樣在GBM治療中展現(xiàn)出潛力。目前,在GBM領(lǐng)域已經(jīng)有針對(duì)白細(xì)胞介素 13 受體亞基α2(IL-13Rα2)和表皮生長(zhǎng)因子受體變體III(EGFRvIII)腫瘤抗原的在研CAR-T療法。以IL-13Rα2為例,該蛋白在超過75%的GBM患者腫瘤中大量表達(dá)。早期的小型臨床試驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn),靶向IL-13Rα2的CD8+ CAR-T細(xì)胞可以產(chǎn)生良好的臨床反應(yīng),能夠引起顱內(nèi)腫瘤消退。而去年發(fā)表于《自然-醫(yī)學(xué)》的一項(xiàng)1期臨床試驗(yàn)表明,靶向IL-13Rα2的CAR-T細(xì)胞可以有效、安全地引起腫瘤消退,將復(fù)發(fā)性GBM患者的中位總生存期從7.7個(gè)月延長(zhǎng)至10.2個(gè)月。
除此之外,利用癌癥疫苗治療GBM的新策略也正蓬勃發(fā)展,該技術(shù)能通過激活患者自身的免疫系統(tǒng)來識(shí)別和攻擊腫瘤細(xì)胞。在最近一項(xiàng)針對(duì)新診斷GBM患者的2期臨床試驗(yàn)中,SurVaxM疫苗展現(xiàn)出了積極的治療效果。該疫苗能靶向僅在GBM腫瘤中高度表達(dá)的凋亡蛋白survivin,患者在使用后可以有效改善無進(jìn)展生存期、總生存期等指標(biāo)。
除了上述免疫療法范疇,近些年來,蛋白降解靶向嵌合體(Proteolysis Targeting Chimeras,以下簡(jiǎn)稱PROTAC)技術(shù)正在成為治療GBM的另一股潛在力量。該技術(shù)利用細(xì)胞內(nèi)天然的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)(UPS)選擇性降解致病蛋白,因此通過設(shè)計(jì)出結(jié)合靶蛋白的PROTAC分子,就能誘導(dǎo)其降解。近10年前,在PROTAC技術(shù)剛剛起步之時(shí),藥明康德就開始布局相關(guān)的能力和技術(shù)。隨著近年來對(duì)PROTAC了解的逐步深入,藥明康德針對(duì)這類創(chuàng)新分子已搭建了完善的一體化賦能平臺(tái),集發(fā)現(xiàn)、合成、分析純化和測(cè)試等能力于一體,已成功支持超過100款PROTAC分子的開發(fā)。
例如,一項(xiàng)不久前發(fā)表于
Journal of Medicinal Chemistry期刊的研究就報(bào)道了一種針對(duì)吲哚胺2,3-雙加氧酶1(IDO1)的新型PROTAC分子優(yōu)化策略。
在GBM的免疫逃逸機(jī)制中,IDO1發(fā)揮著雙重調(diào)控作用:一方面,作為色氨酸代謝過程中的關(guān)鍵酶,將色氨酸代謝為犬尿氨酸,抑制T細(xì)胞功能;另一方面,通過非酶效應(yīng)介導(dǎo)免疫抑制。靶向蛋白降解通過直接清除IDO1蛋白,可同時(shí)阻斷其雙重作用機(jī)制,為GBM的治療提供全新解決方案。
在這項(xiàng)研究中,研究團(tuán)隊(duì)將他們先前開發(fā)的一款靶向IDO1的PROTAC分子NU223612作為先導(dǎo)化合物,針對(duì)NU223612的多個(gè)核心結(jié)構(gòu)單元分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,通過分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化開發(fā)出了具有高選擇性和強(qiáng)效降解能力的候選化合物分子NU227326。該分子在動(dòng)物模型中展現(xiàn)出良好的腦部滲透性和針對(duì)靶標(biāo)的高度選擇性,有望填補(bǔ)現(xiàn)有GBM治療手段的空白。論文指出,藥明康德生物學(xué)平臺(tái)的輝源生物為該研究成功構(gòu)建了HiBiT細(xì)胞系,提供了PROTAC功能驗(yàn)證的細(xì)胞學(xué)檢驗(yàn)方法,并充分驗(yàn)證了優(yōu)化型PROTAC更強(qiáng)有力的IDO1降解效果,為藥代動(dòng)力學(xué)以及最大耐受量毒性分析奠定了基礎(chǔ)。
正如本文分享的GBM療法發(fā)展脈絡(luò),上百年來,各類腦膠質(zhì)瘤的治療之路充滿挑戰(zhàn),但科學(xué)探索的腳步從未停歇。從手術(shù)、放化療到近年來的多種新興療法,每一步進(jìn)展都承載著為全球患者帶來新生的希望。過去20多年中,美國(guó)FDA批準(zhǔn)了至少6款腦膠質(zhì)瘤相關(guān)療法。藥明康德很高興能為其中多款療法賦能、助力這些創(chuàng)新療法的問世,造福病患。我們期待見證更多突破性療法的誕生,為更多腦腫瘤患者帶來更有效的治療選擇。
封面圖來源:123RF
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