近些年來，免疫檢查點抑制劑（ICI）治療成為抑制腫瘤發展、延長癌症患者生存期的殺手鐧。其中代表性藥物包括靶向CTLA-4的伊匹木單抗、靶向PD-1的納武利尤單抗和帕博利珠單抗，以及靶向PD-L1的阿替利珠單抗[1]。
雖然上述免疫檢查點抑制劑能夠激活機體免疫系統，逆轉T細胞耗竭，釋放細胞因子和細胞毒性顆粒，從而殺傷腫瘤，並在臨床治療中得到了充分的驗證；但是，仍有40%-60%的患者對ICI治療無響應[2,3]。
值得注意的是，目前ICI療法以單克隆抗體藥物為主，其高昂的治療費用也往往讓很多患者望而卻步。與單克隆抗體相比， 小分子抑制劑除了口服更方便之外，還具備半衰期短、製備工藝簡單、價格較低、有效穿透血腦屏障、更易進入腫瘤微環境等優勢[4]。雖然以往的研究發現某些小分子能夠阻斷PD-1和PD-L1的結合，但是並不具備較好的成藥性[5]。
近日，來自 美國Incyte公司的Jonathan Rios-Doria及其團隊，在著名期刊 Cancer Discovery 發表重要研究成果，他們發現 靶向PD-L1的小分子抑制劑INCB086550，能夠阻斷PD-L1介導的抑制性信號，激活免疫細胞，增強免疫系統對腫瘤的免疫監視功能[5]。他們的研究成果為基於PD-L1的腫瘤免疫治療提供了另一種手段，豐富了ICI治療方法，為腫瘤患者帶來了新的希望。
論文首頁截圖
接下來咱們就一起來看看口服PD-L1抑制劑INCB086550的藥物特點和早期的臨床表現。
通過藥物化學等手段，Jonathan Rios-Doria團隊發現INCB086550能夠與人、獼猴和大鼠的PD-L1蛋白結合。同時INCB086550對人、獼猴和大鼠PD-L1的半數最大抑制濃度（IC50）分別為3.1 nM、4.9 nM和1.9 nM。相比之下， 當濃度達到10 μM時，INCB086550也無法抑制PD-L2與PD-1的結合。以上結果說明 INCB086550對PD-L1的抑制作用是具有選擇性的。
細胞學實驗也進一步證實INCB086550能夠顯著抑制PD-1與中國倉鼠卵巢細胞（CHO）上人源PD-L1的結合，其IC50為13 nM，且當INCB086550濃度超過160 nM時，抑制效果超過90%。
流式細胞術和共聚焦螢光顯微鏡等實驗結果表明， INCB086550和PD-L1單克隆抗體競爭結合相同位點，INCB086550與PD-L1結合後，會導致抗PD-L1的單克隆抗體（阿替利珠單抗、度伐利尤單抗）無法與CHO細胞上的PD-L1分子結合。活細胞顯微成像技術進一步證實 INCB086550會迅速誘導PD-L1的二聚化和內化，並使其轉移至細胞核內，降低細胞表面的PD-L1水平。
小分子化合物INCB086550抑制PD-L1表達，並促使其內化
有趣的是，Rios-Doria團隊發現腫瘤細胞表面PD-L1水平越高，INCB086550的IC50越低。他們認為背後的原因可能在於高密度的PD-L1更便於二聚化，從而促進其內化，導致表面PD-L1水平下降幅度更大。這一結果也暗示， 對於高表達PD-L1的腫瘤類型而言，INCB086550的治療效果可能更加理想。雖然INCB086550遇強則強，但其抑制作用並非長期存在，Rios-Doria團隊發現， 停止使用INCB086550後，人乳腺癌細胞（MDA-MB-231）上PD-L1水平會迅速恢復。
至於INCB086550的作用機制，Rios-Doria團隊發現 INCB086550阻斷PD-L1後，PD-1/PD-L1通路被阻斷，導致PD-1招募蛋白酪氨酸磷酸酶（SHP）能力下降，從而增強活化T細胞核因子（NFAT）信號強度，促進人外周血中的免疫細胞分泌IFN-γ，達到與阿替利珠單抗相類似的效果。
INCB086550顯著抑制腫瘤發生髮展
為了進一步了解INCB086550在活體中對PD-L1的抑制效果，及其在腫瘤微環境中的分布，Rios-Doria團隊利用荷瘤小鼠進行體內藥物動力學及藥效學研究。結果發現，24小時內單次15 mg/kg的INCB086550給藥後，MDA-MB-231荷瘤小鼠的腫瘤細胞上PD-L1水平下降幅度為26%。隨著給藥劑量和給藥次數的增加，對PD-L1的抑制效果也逐步提高，當24小時內兩次200 mg/kg的INCB086550給藥後， PD-L1水平下降幅度更是高達91%。
除此之外，在這個模型中，Rios-Doria團隊還發現單次150 mg/kg的INCB086550給藥30分鐘後，對細胞表面PD-L1的抑制效果就已超過50%，24小時後對PD-L1的抑制效果增加到78%。並且 隨著給藥時間的延長，腫瘤內的INCB086550的藥物濃度逐步提高，而血清中藥物濃度則逐步降低。
令人欣喜的是，Rios-Doria團隊 在PD-L1陰性的腫瘤（HT-29，人結腸癌細胞系）內也檢測到INCB086550的存在，暗示其浸潤並不依賴與PD-L1結合。此外，他們還發現INCB086550在腫瘤組織中的濃度顯著高於外周血，說明其具備較好的腫瘤滲透及滯留能力。相較於單克隆抗體，這也是INCB086550治療吸引人的關鍵之處。
為了了解INCB086550的抗腫瘤效果，Rios-Doria團隊將人源PD-L1蛋白表達在小鼠結腸癌細胞系MC38上，並對C57BL/6小鼠進行荷瘤實驗。結果顯示， 荷瘤小鼠經過每天兩次的2 mg/kg、20 mg/kg和200 mg/kg的INCB086550給藥後，第16天，其腫瘤體積分別下降32%、66%和69%。值得注意的是，5 mg/kg的阿替利珠單抗治療對腫瘤的抑制效果為73%，與INCB086550治療效果相差無幾。同時， INCB086550治療後腫瘤微環境中CD8+T細胞的浸潤水平顯著增加。
除此之外，他們還給NSG重度聯合免疫缺陷小鼠注射人CD34陽性的造血幹細胞，並進行乳腺癌（MDA-MB-231）荷瘤實驗，構建人源化小鼠腫瘤模型。與前面結果一致，荷瘤小鼠經過 每天兩次的20 mg/kg、60 mg/kg和200 mg/kg的INCB086550給藥後，第21天，其腫瘤體積分別下降55%、54%和61%，達到了與阿替利珠單抗相似的抗腫瘤效果，而這一作用依賴健全的免疫系統。
RNA-seq結果也顯示 INCB086550治療後MDA-MB-231腫瘤組織中IFN-γ、PD-1、LAG3和Granzyme B等基因的表達水平顯著提高，暗示T細胞處於活化狀態。重要的是，該小分子處理並沒有造成可見的副作用。
以上的臨床前數據說明，INCB086550通過結合PD-L1蛋白，導致其二聚化，並進一步內化至細胞核內。正因為細胞表面PD-L1水平顯著降低，INCB086550處理能夠阻斷免疫抑制性信號，激活機體免疫系統，增強免疫細胞效應功能及腫瘤局部的浸潤能力，從而發揮腫瘤免疫監視功能，控制腫瘤發生髮展。
為了了解INCB086550的臨床效果，Rios-Doria團隊開展了1期臨床研究。目前這個臨床研究還正在進行中。
INCB086550在1期臨床實驗中展現較強的腫瘤抑制作用
從1期臨床研究的早期數據來看，INCB086550治療能夠顯著抑制單核細胞上PD-L1的水平，並呈現劑量依賴的特性。同時， INCB086550治療能夠促進患者血清中CXCL9升高1.8倍，CXCL10升高1.4倍，IFN-γ升高3.8倍。
以上結果說明在INCB086550治療後，免疫系統處於活化狀態。Olink蛋白質組學檢測結果顯示，血清中其它IFN-γ相關的細胞因子和免疫調控蛋白，包括Granzyme B和Granzyme H等因子的水平也有所增加。令人興奮的是，一位54歲的女性患者在接受治療後腫瘤病灶顯著縮小。
總而言之，作者發現並證實小分子化合物 INCB086550能夠顯著抑制PD-1/PD-L1信號軸，導致PD-L1二聚及內化，從而增強機體T細胞免疫應答，發揮強大的抗腫瘤免疫功能，並在多種小鼠腫瘤模型和人體臨床試驗中展現出極大的治療潛力和應用價值。
由於小分子藥物特異性較差，可能存在多種靶標，因此後續應當對INCB086550的副作用展開更加廣泛且深入的研究。但是，考慮到小分子藥物製作成本較低、便於腫瘤滲透、可口服用藥等優勢，INCB086550更便於進行聯合治療及推廣。我們期待INCB086550能夠在後續的臨床試驗中保持較高的治療效果，為廣大癌症病人提供一款經濟型、實用型、安全型的抗癌藥。
參考文獻
[1] Im K, Combes AJ, Spitzer MH, Satpathy AT, Krummel MF. Archetypes of checkpoint-responsive immunity. Trends Immunol. 2021;42(11):960-974.
[4] Imai K, Takaoka A. Comparing antibody and small-molecule therapies for cancer. Nat Rev Cancer. 2006;6(9):714-727.
[5] Guzik K, Tomala M, Muszak D, et al. Development of the Inhibitors that Target the PD-1/PD-L1 Interaction-A Brief Look at Progress on Small Molecules, Peptides and Macrocycles. Molecules. 2019;24(11):2071. Published 2019 May 30.
[6] Koblish HK, Wu L, Wang LS, et al. Characterization of INCB086550, a potent and novel small-molecule PD-L1 inhibitor. Cancer Discov. 2022;candisc.1156.2021.