【1.7.4.1】CD40

肿瘤免疫治疗已成为第三代肿瘤治疗中最活跃的研究领域。过去的治疗方法,如化疗或放疗,大多以直接杀伤肿瘤细胞为目的。由于缺乏特异性,这些疗法经常会对免疫细胞产生副作用,导致患者免疫状态的减弱。肿瘤靶向治疗的发展是向个性化医学方向迈进的一大步,它提高了针对肿瘤的特异性,限制了一些副作用。相比之下,过去几十年的许多临床研究表明,靶向肿瘤微环境(TME)并刺激抗肿瘤免疫反应可产生强健而持久的抗肿瘤作用。这导致了以PD-1、CTLA-4和PD-L1为靶点的免疫检查点抑制(ICI)疗法的监管批准,并且该列表可能会随着新的免疫检查点的开发(如TIM-3、LAG-3和TIGIT)而继续扩大。ICI治疗的主要目的是维持先前建立的抗肿瘤活性。相比之下,刺激性免疫治疗靶点,如CD40、ICOS、CD27、GITR、OX40和4-1BB则用激动剂来激活免疫,主要集中在免疫反应的早期阶段。这些分子最先起作用的很可能是CD40,因为它在抗原呈递过程中起着关键作用,间接地激活T细胞。

一、CD40/CD40L的表达

为了获得强大而特异的免疫反应,固有免疫系统和适应性免疫系统需要在多个环节上进行协调。免疫反应的许多关键阶段是由肿瘤坏死因子超家族(TNFSF)的配体及其受体介导的,包括CD40/CD40L。抗原特异性T细胞的有效抗原识别关键取决于特异性抗原呈递细胞(APC)的存在和功能,如B细胞和DC细胞。这些APC通常在细胞表面表达共刺激表面受体CD40(TNFRSF5)。

CD40是一种48kda大小的Ⅰ型跨膜蛋白,是连接固有免疫和适应性免疫的重要免疫细胞通讯介质。CD40存在于血小板、B细胞和髓系细胞,但也存在于非造血细胞,如内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞甚至某些类型的肿瘤细胞。CD40的同源配体是CD154(TNFSF5/CD40L),一种39kda的II型跨膜蛋白。CD40L的表达通常可诱导并局限于造血系统的细胞,如血小板、粒细胞、活化T细胞、活化B细胞和活化自然杀伤细胞(NK)细胞,但内皮细胞和平滑肌细胞也有弱表达。

二、CD40/CD40L的生物学相关性

CD40在单核细胞及其子代巨噬细胞和DC细胞以及B细胞上的表达在发挥免疫细胞的功能中起着重要作用。单核细胞是固有免疫前体细胞,具有很高的可塑性。它们具有分化为多种细胞类型的能力,如巨噬细胞、髓源性抑制细胞(MDSC)和DC细胞。CD40信号是单核细胞成熟过程的重要触发因素,主要驱动分化为M1谱系的巨噬细胞和DC细胞。CD40与DC细胞表面的结合促进了细胞因子和趋化因子的产生,诱导共刺激分子的表达,并促进抗原的交叉呈递。CD40L的主要功能之一是通过激活DC细胞来增强抗原对T细胞的提呈。这一步称为“许可”,通过上调表面蛋白如CD54和CD86,增加DC与T细胞的相互作用,从而激活后者。

B细胞也是CD40L活性的靶点。在胸腺中,T细胞和B细胞之间广泛的串扰使之必须维持表达CD40的B细胞,从而保持自体反应性T细胞对B细胞的阴性选择。B细胞与CD4+T细胞的直接相互作用诱导T细胞表达CD40L,进而保护B细胞不受凋亡的影响。在这个功能中,CD40L通过激活PI3K/Akt提供一个生存信号,使活化的B细胞维持寿命并向浆细胞分化。抗原特异性B细胞通过CD40的稳态增殖和生存机制是通过抗凋亡成员Bcl-2家族的上调来维持的。事实上,CD40/CD40L系统的缺陷与B细胞的抗体类别转换以及细胞超突变的缺陷(hyper-IgM综合征)有关。

B细胞与活化的表达CD40L的T细胞的相互作用也增加了MHC-II和CD80或CD86等共刺激分子的表达,并诱导B细胞中的Ig类别转换。活化的B细胞迁移到淋巴器官,在那里向T细胞呈递抗原,CD40激活的DC和B细胞通过释放免疫刺激性细胞因子和趋化因子如IL-6、IL-12p70、IFNγ、CXCL10和TNFα来支持免疫应答。此外,CD40活化的B细胞能够通过促进TNFα和IFNγ等细胞因子的分泌来诱导抗原特异性CD8+T细胞。一些研究证明,体外活化的表达CD40的B细胞是完全功能性抗原提呈的B细胞,随后用这些细胞进行过继细胞转移(ACT)治疗可提高抗肿瘤的疗效。

三、APC 刺激剂:CD40 激动剂 APC stimulator: CD40 agonists

Anti-CD40 和 CD40L 是增强 APC 功能的有效激动剂 。 CD40 是肿瘤坏死因子 (TNF) 受体超家族的成员,是在 APC 上发现的共刺激蛋白。 T 细胞表达的 CD40L 将 APC 上的 CD40 连接起来,可增强 APC 上主要组织相容性复合物和共刺激分子的表达,刺激促炎细胞因子(如 IL-12)的产生,并导致 T 细胞活化和细胞介导的免疫(44)。

在小鼠中,激动剂 CD40 单克隆抗体 (mAb) 可以模拟 CD40L 的信号并替代 CD4+ 淋巴细胞的功能 (39)。激动剂 CD40 mAb 还可以克服荷瘤小鼠的 T 细胞耐受性,诱发有效的 CTL 反应,并增强抗肿瘤疫苗的功效 (42)。

除了 APC 激活和 T 细胞免疫增强之外,CD40 激动剂还有其他潜在的治疗作用,包括直接抑制肿瘤、抗血管生成 (41) 以及激活 NK 细胞 (45) 和巨噬细胞 (40)。 CD40 在体外与肿瘤细胞的结合已被证明可抑制实体肿瘤细胞和高级别 B 细胞淋巴瘤系的生长,这是一种直接的细胞毒作用,通过细胞凋亡和坏死导致肿瘤消退 (43)。

两类试剂已被证明具有作为 CD40 激动剂、重组三聚体配体和 mAb 的功效。 Sondel 博士描述了可用的未发表和已发表的临床经验数据 (47-50)。一项 I 期试验招募了 29 名黑色素瘤或其他实体瘤患者。根据 RECIST 标准,四名受试者具有可测量的客观反应。大多数表现出 CD86 共刺激分子的上调。另一项使用重组人三聚体 CD40 配体的 I 期试验显示,32 个实体瘤或非霍奇金淋巴瘤中有两个部分反应(49,R. H. Vonderheide,关于未发表观察的个人交流,2007 年 7 月)。

CD40 激动剂具有与其他药物联合使用的巨大潜力。临床前模型表明化疗、放疗、Toll 样受体 (TLR) 激动剂和细胞因子的疗效。

anti-CD40 的预期用途是

  1. 全身或局部激活 APC,作为诱导或增强 T 细胞反应的方案的组成部分
  2. 直接抑制 CD40+ 肿瘤
  3. 其他癌症疗法。

参考资料

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