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【鼎晶快报*2018.03月刊】技术进展

鼎晶生物 2020-03-21 16:11:50

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1、Nature突破:基于DNA甲基化,AI工具可诊断近100种脑瘤

2、深度:T细胞受体疗法治疗实体瘤的机遇和挑战

3、精准预测疗效,乳腺癌分层新技术优于常规方法

4、新型检测技术有助肺癌 EGFR 突变分型 可用于指导优化临床靶向用药方案

5、我国完成国际首个肿瘤蛋白质组分子分型

6、 Nat Med:新型疗法有望治疗对常规激素疗法耐受的恶性乳腺癌

7、 Oncogene:山大研究人员发现治疗乳腺癌的潜在新靶点

8、 靶向和免疫治疗新时代,肾癌从无到有的突破


1Nature突破:基于DNA甲基化,AI工具可诊断近100种脑瘤

3月15日凌晨,德国癌症研究中心(DKFZ)的Stefan Pfister及其同事的一项最新成果在线发表在顶级学术期刊《自然》(Nature),该团队研发了一款特别针对脑肿瘤的诊断AI工具。

对脑肿瘤治疗来说,正确诊断是提供治疗前的一项基础工作。目前已知的肿瘤有近100种类型,然而神经中枢系统的肿瘤是其中最难做到准确区分和诊断的。为解决这一难题,Pfister及其同事利用DNA甲基化数据训练了一种机器学习方法,最终可以根据甲基化数据对脑肿瘤进行自动分类。

所谓的DNA甲基化,即在甲基化转移酶的帮助下,活性甲基转移至DNA链中特定碱基上的化学修饰过程,也被形象地称为给DNA“戴帽子”。

这顶“帽子”在调控基因表达、维持染色质结构、基因印记、X染色体失活以及胚胎发育等生物学过程中都会发挥重大作用。近年来也有研究表明,DNA异常甲基化和肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系,甲基化因此也被称为癌症的“通用指纹”。

研究团队获取了大概2800名癌症患者的甲基化数据,他们的AI工具最终可以诊断出91种肿瘤类型。随后,他们将这套AI工具在1104个中枢神经系统肿瘤病例上进行了测试。这些病例此前已经被医生人为诊断出结果,医生当时的误诊率是12%。

值得一提的是,除了诊断准确性得到提高,AI更善于客观地诊断出一些新出现并罕见的肿瘤。这种情况下如果医生人为诊断,往往会受已知肿瘤类型的影响,即使症状属于非典型。

为了让更多人体验这款AI诊断工具,研究团队还创建了一个免费的在线工具,使用者上传数据后数分钟即得出分析。2016年12月以来,这款在线工具已经被使用超过4500次,使用者也可以选择将数据分享出来以进一步优化系统算法。

研究团队认为,整合甲基化‘指纹’来进行脑肿瘤的自动分类,也为其他种类肿瘤提供了一种创建类似的肿瘤分类算法的思路。

2深度:T细胞受体疗法治疗实体瘤的机遇和挑战

T细胞受体(T cell receptor,TCR)疗法和嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor,CAR)T细胞疗法是利用患者自身的T淋巴细胞治疗癌症的两类前沿基因疗法。由于CAR-T细胞疗法进来取得的卓越成功,TCR疗法的研究相对不那么引人关注。但是在治疗实体瘤方面,TCR疗法可能比CAR疗法更有优势。“靶向实体瘤来说,TCRs通往成功的道路可能比CARs要更短一些,”Fred Hutchinson癌症研究中心的Phil Greenberg博士说。

日前,《自然》子刊专门撰文分析了TCR疗法在治疗实体瘤方面的机遇和挑战。

TCR与CAR疗法比较

TCR和CAR疗法都对患者自身的T淋巴细胞在体外进行改造,然后将它们注回患者体内杀伤肿瘤的癌症疗法,但是它们识别抗原的机制截然不同。TCRs利用α和β肽链构成的异元二聚体(heterodimer)来识别由主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)呈现在细胞表面的多肽片段。而CARs则利用能够与特定抗原结合的抗体片段来识别肿瘤细胞表面的抗原。因为MHC分子能够呈现从细胞表面和细胞内蛋白中获得的肽链,TCRs与CARs相比,能够靶向更多种抗原。

理论上讲,在治疗实体瘤方面TCRs与CARs相比有着明显的优势。“CAR-T细胞治疗实体瘤方面的问题是因为它们的靶点抗原都是细胞表面蛋白,”Adaptimmune公司的联合创始人Bent Jakobsen博士说。“我不知道是不是存在对人类癌症具有特异性的细胞表面蛋白,”约翰•霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的免疫学家Jonathan Schneck博士说:“即便CAR-T细胞杀伤肿瘤细胞的功能卓越,如果没有合适的靶点我们也无法对实体瘤产生真正的影响。”

而TCRs靶向的细胞内蛋白具备肿瘤特异性。这些抗原包括由于肿瘤DNA的随机突变造成的新抗原(neoantigen)和所谓的癌睾丸抗原(cancer testis antigens)。这些抗原通常只在某些肿瘤和生殖系组织(germline tissue)中表达,而生殖系组织不会表达MHC。

而且,表达TCR的T细胞通常侵入肿瘤内部的能力会强于CARs,而CARs通常会附着在肿瘤的外层而不向内部渗透。这是因为CAR靶向的抗原可能在肿瘤表面有上千个拷贝,它们会在CARs渗透到肿瘤内部之前就将它们都吸收了。而TCRs在最初碰到肿瘤时遇到的抗原可能少于50个拷贝,这让CARs能够进一步深入肿瘤内部与抗原结合,从而保证更均衡的药物分布。

TCR疗法的起步和挑战

TCR疗法的概念其实早于CARs产生。1986年,在巴塞尔免疫研究所(Basel Institute for Immunology)工作的Michael Steinmetz博士第一次将一个T细胞的TCR基因转移到另一个T细胞中,从而赋予第二个T细胞相同的抗原特异性。这是当今TCR基因疗法的祖先。上世纪末,在美国国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)的Steve Rosenberg博士和Phil Greenberg博士率领的研究团队证明可以通过分离特定TCR赋予T细胞新的抗原特异性。2004年,Rosenberg博士的团队启动了第一个TCR基因疗法的临床试验,接受治疗的15名黑色素瘤患者中有两位的肿瘤达到完全缓解。这些患者自身的T细胞在体外得到扩增,并且在细胞中表达了对MART-1抗原具有特异性的TCRs。

同时,克隆TCRs并且将它们整合到病毒载体中使它们在T细胞中有效表达的技术日渐完善。2008年以来,多个TCR生物技术公司开始出现。其中Adaptimmune公司在2008年脱离MediGene成为独立公司,Kite Pharma在2009年成立并且随后与NCI达成研究协议。Juno Therapeutics在2013年于西雅图成立。Kite(如今是Gilead的子公司)和Juno(如今被Celgene收购)在开发TCR疗法的同时也在开发CAR疗法。目前至少有16个临床试验正在验证TCR疗法在治疗实体瘤方面的疗效。

但是在TCR疗法的开发过程中也遭受过严重的挫折。2011年,在NCI进行的利用靶向癌睾丸抗原MAGE-A3的TCRs治疗实体瘤的临床试验中,头9位患者中有3位患者在接受治疗后立即出现严重精神状态变化,其中两位很快昏迷并且去世。与此同时,宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的Carl June教授的团队也在使用Adaptimmune公司开发的靶向MAGE-A3的TCRs。头两位接受TCR疗法的患者迅速出现心源性休克(cardiogenic shock),在一周内去世。

后续研究表明NCI 的MAGE-A3 TCR意外地能够与在大脑中的相关多肽MAGE-A12相结合。而Adaptimmune公司的TCR能够与心脏中的肌联蛋白(titin)相结合。肌联蛋白被MHC呈现的多肽与MAGE-A3非常相似。

为了防止类似事件的发生,Adaptimmune公司完全更新了筛查TCR特异性的系统,让研究人员能够确定在整个多肽组(peptidome)中TCR能够与那些多肽结合。这会大幅度提高TCR的安全性。虽然安全性一直是人们关心的问题,但是在最近的临床试验中检验的TCR疗法都表现出可以接受的安全性。

权衡利弊

目前对TCR疗法来说最关键的问题是选择哪种与肿瘤相关的抗原作为靶点。它们可以被分为3大类:过度表达的自身抗原,癌睾丸抗原,和新抗原。每一种类别都有自己的优劣,而Juno, Adaptimmune和Kite三家公司也选择了不同的开发方向。

Juno公司选择的是过度表达的自身抗原。该公司将使用靶向WT1的TCR治疗急性淋巴细胞白血病(acute myeloid leukemia),间皮瘤(mesothelioma)和肺癌,利用靶向间皮素(mesothelin)的TCR治疗胰腺癌的临床试验将在今年开始。WT1和间皮素虽然在有些正常组织中表达,但是在很多肿瘤中高度表达。在某些情况下,TCRs可以在攻击肿瘤细胞的同时对正常细胞没有反应。因为有研究表明可以选择或者改进TCRs,让它们只识别在肿瘤表面高水平表达的抗原。表达这类TCRs的T细胞应该可以安全地杀死肿瘤细胞。这一策略如果成功,意味着可能有上千种肿瘤过度表达的蛋白成为靶点。

但是靶向这类抗原同时也存在着风险,例如,WT1在包括心脏在内的几种关键组织中表达。间皮素在有些组织的间皮细胞中也有低水平的表达,其中包括气管。所以这些疗法有可能带来对健康组织的毒性。

因为这个原因,Adaptimmune公司基本上避免靶向过度表达的自身抗原。该公司选择的是癌睾丸抗原,最初的靶点包括MAGE-A10、MAGE-A4、PRAME和NY-ESO-1。这些抗原的特点是它们在成人组织中几乎不会被处理成为多肽链。癌睾丸抗原的劣势一直是表达这些抗原的癌症种类较少。因此在癌症患者中筛选出适合这一疗法的患者是一个非常昂贵和费时的过程。但是在特定的几种肿瘤患者中,MAGE-A4和PRAME抗原的表达比例很高,因此在这些肿瘤种类中筛选患者是可行的。

例如NY-ESO-1在滑膜肉瘤(synovial sarcoma)中出现的几率高达70%,因此Adaptimmune公司募集这些患者进行了一项临床1/2期试验。在去年六月举行的ASCO年会上该公司公布了其中一个患者群的试验结果:60%的患者对TCR疗法产生反应,其中一名患者达到完全缓解。预计平均总存活期可以达到159周。

新抗原:个体化医疗的可行性

在Juno公司通过谨慎靶向自身抗原来治疗常见癌症,而Adaptimmune的TCR策略将疗法安全性放在首位的同时,NCI的Rosenberg博士和他的团队以及他们在Kite Pharma的合作伙伴尝试在保证安全性的同时,提高可治疗患者的数量。他们选择的是个体化TCR疗法的方向。为了达到这一目标,他们靶向的是肿瘤中出现的新抗原,这些抗原由于肿瘤细胞的DNA突变产生。它的优点是几乎所有癌症患者都会产生新抗原,而且这些新抗原都具备肿瘤特异性。“坏消息是由于每个患者产生的新抗原都不同,这意味着疗法需要对每个患者进行个体化的优化,生产工序将变得非常复杂。”Rosenberg博士说。

使用新抗原作为TCR的靶点首先需要发现这些新抗原,肿瘤细胞DNA上发生的突变只有少量能够导致新抗原的产生,目前没有很好的算法能够从DNA序列的变化预测新抗原的产生。Rosenberg博士的团队将携带患者肿瘤基因突变的DNA序列表达在树突状细胞中,然后检测哪些序列能够产生被MHC呈现的含有突变的多肽链。同时检测从患者身上收集的T淋巴细胞能否对呈现的多肽链产生反应。如果患者的淋巴细胞能够产生反应,这意味着一个新抗原被发现了。研究人员可以收集患者的T淋巴细胞并且富集对新抗原有反应的淋巴细胞作为疗法。

利用这种方法,Rosenberg博士的团队成功在一名胆管癌(cholangiocarcinoma)复发的患者身上发现一种新抗原,将针对这种新抗原的T淋巴细胞进行富集并且注入患者体内导致患者在肺部和肝脏的转移瘤缩小并且反应时间长达2.5年。他的研究团队已经在结肠癌、乳腺癌、胆管癌和宫颈癌患者身上获得过成功。Rosenberg博士的团队目前使用的是利用对新抗原反应性进行富集的T淋巴细胞,可以预见的是下一步研究人员将尝试针对新抗原的TCRs。TCRs的优势是它们可以通过人工设计产生非常高的亲和力。

但是这种个体化的TCR疗法工序能否推广和扩大化是一个有争议的话题。使用目前的制造工艺,整个产生个体化TCR疗法的过程要花费大半年的时间,在这期间患者的癌症将继续恶化。目前限制这一疗法的两大阻碍是TCR克隆和病毒载体的构建和验证。TCR克隆过程通常需要6~8周才能完成,而在良好生产规范(good manufacturing practice, GMP)状态下构建病毒载体并且对它进行安全性检测需要花费6个月的时间和大约25万美元。“目前这种方法无法进行扩大化生产,”Greenberg博士说:“成本实在太高了。”而且通常一个基因突变不会在所有肿瘤细胞中存在,于是你要对多个新抗原做同样的事。肿瘤异质性对所有TCR疗法都是一个挑战,但是靶向单个新抗原可能是一种事倍功半的做法。

Rosenberg博士的团队在使用机器人系统力图用最少的细胞筛选更多基因突变,从而加快TCR的克隆过程。在构建载体方面,病毒载体可能被睡美人转座子(sleeping beauty transposon)系统或CRISPR-Cas9基因编辑系统取代。位于波士顿的Ziopharm公司的转座子系统已经被证明可以将靶向新抗原的TCR成功转移到T细胞中。这一系统已经在几项临床试验中使用。转座子载体的构建和扩增都在质粒DNA中完成,这将大幅度减少与病毒载体相关的花费和监管负担。

虽然研究人员承认靶向新抗原的个体化TCR疗法目前还不完善。“它还是太慢了,太贵了,”Rosenberg博士的长期合作者Nick Restifo博士说:“但是它正在变得更快和更便宜。”更多的生物公司也加大对这一领域的投入。位于麻省剑桥的Neon Therapeutics公司最近与瑞士巴塞尔(Basel)的CRISPR Therapeutics公司达成合作,共同开发基于新抗原的T细胞疗法。“我从来没有想过基于新抗原的TCR疗法能够获得商业成功,”June博士说:“但是它将会发生。”

打破肿瘤耐受的方法

拥有迅速并且廉价的靶向新抗原的TCR系统本身并不足以治愈大多数转移性癌症。因为这些肿瘤通常会制造一个免疫耐受的环境,让针对肿瘤的T细胞无法被正常激活。“最终我们需要的不单是靶向单个新抗原,而是同时带来更广泛的免疫反应,”Jakobsen博士说:“这样你才能打破对肿瘤的免疫耐受状态。这是让免疫系统重新获得控制权的方法。”

目前的免疫疗法很少能够达到这一目标。现有的TCR疗法在缩小肿瘤和启动免疫反应方面能够起到一些作用,但是关键是找到某些能够激发对肿瘤的多克隆免疫反应的方法。将TCRs与免疫检查点抑制剂联合使用可以达到这一目标,但是如PD-1阻断剂一类的免疫检查点抑制剂在携带高基因突变负担的肿瘤中效果最好,在结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌和前列腺癌中却很少能够起作用。

其它方法包括在TCRs中引入共受体(co-receptor)。“基本上所有在CARs中做过的改进方法你都可以想像在TCRs中进行,”伊利诺伊大学(University of Illinois)的免疫学家David Kranz博士说。另外一种方法是将TCR细胞疗法与激活干扰素基因的激动剂一起使用。

而最明显的激活多克隆肿瘤免疫反应的方法是通过CD4 辅助性T细胞(helper T cells)。CD4细胞能够增强抗原呈现并且通过多种机制加强CD8效应T细胞的功能。比如CD4细胞可以分泌干扰素γ,它能够导致一类和二类MHC分子的表达并且在树突状细胞中提高抗原呈现机制中其它成份的表达。Kranz博士认为在CD4细胞中使用TCR将是下一个重要研究方向。

“这是产生更多CD8和CD4细胞,让它们识别除了你靶向的抗原以外的其它抗原的最好刺激方法,”Jakobsen博士说。癌症免疫学家认为这种抗原表位扩展(epitope spreading)的效应是消灭实体瘤的关键。

CARs和TCRs的未来

一种能够同时帮助CARs和TCRs疗法的技术是Cell Design Labs公司的合成Notch受体(Synthetic Notch Receptor,SynNotch)技术。这种技术能够在细胞中建立一个能够感知组织特异性的SynNotch。它相当于一个开关,让表达在T细胞表面的TCRs或CARs只有在特定组织中才会被激活。SynNotch能够帮助CARs克服在治疗实体瘤方面的最大挑战,那就是没有足够特异性的肿瘤抗原。

June教授认为CAR和TCR疗法最终都将对实体瘤产生作用。而且CARs和TCRs应该合并成为组合疗法,因为肿瘤对这两种疗法产生抗性的方法截然不同。肿瘤通过丢失MHC来逃避TCRs,而对CAR-T细胞的逃逸是通过丢失靶向抗原来完成。肿瘤细胞不太可能同时产生两种抗性,因此CAR-TCR组合疗法能够消灭它们。“因为人类实体瘤的克隆复杂性,我认为只用一种细胞,一个CAR或者一个TCR就能成功是不现实的,”June博士说:“一旦你认可了使用细胞疗法来治疗患者,那么生产一个同时包括CAR和TCR的产品的成本并不会增加多少。”

3精准预测疗效,乳腺癌分层新技术优于常规方法

日前,专注精准医学的Caris Life Sciences 宣布其 ADAPT Biotargeting系统相比标准的HER2检测,能显著更好地预测Herceptin(trastuzumab)对乳腺癌患者的治疗效果。这一研究的结果发表在了《Nature Communications》上,有望用于乳腺癌患者的精准分层。

在这项研究中,研究人员先收集了治疗前的肿瘤样本,然后根据实际治疗效果,将患者分为两组,一组能从治疗中获益,另一组的治疗效果则甚微。随后,研究人员们用10^13个独特的单链DNA探针来检测两组肿瘤样本中的独特结合模式,并得到了两组探针文库,一组倾向于结合能从治疗中获益的肿瘤样本,另一组则倾向于结合治疗不起作用的肿瘤样本。

随后,研究人员们在61名独立的患者样本中进行了测试。研究表明相比常用的手段,他们开发的新方法综合特异性和灵敏度来看有显著提高。

“尽管目前的伴随诊断在癌症护理上取得了积极的影响,但我们做得还不够。比如说,vemurafenib在V600E突变黑色素瘤患者中的缓解率只有50%,olaparib在BRCA突变阳性的乳腺癌患者中的缓解率也只有35%,”Caris Life Sciences的首席执行官David D. Halbert先生说道:“这个研究表明我们自主的技术有望带来更优的诊断测试。”

“在HER2阳性的乳腺癌患者里,只有38%-50%的患者能从trastuzumab的治疗中获益,这体现了对于更优诊断技术的需求,”Caris Life Sciences的首席科学官David Spetzler博士说道:“这一概念验证性的试验表明ADAPT Biotargeting系统能检测出细微的遗传网络差异,比传统的HER2测试能更好地预测对trastuzumab的反应。”

4新型检测技术有助肺癌EGFR突变分型 可用于指导优化临床靶向用药方案

分子成像技术能在动物及临床病人身上实现EGFR(表皮生长因子受体)突变状态实时、定量成像检测,可用于非小细胞肺癌(NSCLC)患者的EGFR分子分型,筛选EGFR分子靶向治疗优势人群,指导优化临床靶向用药方案,并在分子水平对肺癌病人预后进行判断。由哈尔滨医科大学分子影像研究中心主任申宝忠教授团队完成的相关研究论文,近日发表于最新一期《科学·转化医学》上。

肺癌发病率和死亡率居世界恶性肿瘤之首,且呈逐年上升趋势。分子靶向药物的出现及应用,可有效延长肺癌患者生存期达24个月。然而,研究发现,分子靶向用药有绝对选择性,与肺癌病人EGFR分子分型直接相关。明确EGFR突变分型,可使药物疗效高达70%,而EGFR分子分型未明确者,疗效仅为20%。因此,明确肺癌EGFR突变分型,开发全新的检测技术,成了提升肺癌诊疗水平的关键。

基于分子影像技术,申宝忠团队成功构建了一种18F标记的小分子PET成像分子探针(18F-MPG)。这一分子成像探针能与位于胞内段的EGFR蛋白突变酪氨酸激活域特异性结合。利用PET分子成像技术,研究者可以在活体状态下捕捉到该分子成像探针的结合位置、数量,从而判断肺癌的EGFR突变分型状态,以及动态变化情况。细胞及动物水平的18F-MPG PET在体成像研究表明,此分子成像探针具有EGFR突变蛋白的高亲和性和靶向性,能有效实现EGFR突变蛋白的在体敏感、精准地检测。

同时,申宝忠团队率先实现了基础研究的临床转化,开展了102例肺癌临床受试者研究(最终入组 75 例)。18F-MPG 的 PET/CT成像定量结果表明,可有效实现肺癌EGFR突变分型病人的检测和筛选,且敏感性高达86.49%,特异性高达 81.82%,准确率高达84.29%。研究结果证实,18F-MPG 的 PET/CT分子成像可作为肺癌EGFR分子分型的一种有效方法,同时能提供肺癌原发病灶、转移病灶的发生位置、形态、比邻关系等影像解剖学信息,既解决了分子靶向治疗敏感性的判定问题,又对开展分子靶向药物治疗过程中的疗效给出实时判断和预后评价。

5、我国完成国际首个肿瘤蛋白质组分子分型

弥漫型胃癌到底是一种病还是几种病?患者手术后化疗是否有效,预后如何?我国科学家的最新研究结果表明,弥漫型胃癌在蛋白质组层面其实可以分为三个亚型,不同的亚型预后不同,对化疗的敏感性也不同。近日,国际著名学术期刊《自然—通讯》在线发表了这项由军事科学院军事医学研究院与北京大学肿瘤医院共同开展的弥漫型胃癌蛋白质组研究最新成果,论文共同通讯作者分别为军事科学院军事医学研究院研究员秦钧,北京大学肿瘤医院教授沈琳和中国科学院院士、军事科学院研究员贺福初。

当前,广泛应用的Lauren分型从形态学上将胃癌分为肠型、弥漫型和混合型,其中弥漫型胃癌被称为“胃癌中的胃癌”,目前尚无有效的靶向疗法。此前,国际上发表过基于基因组和转录组的胃癌分子分型,但均没有实现与临床预后的有效关联。

2012年起,在北京市科委前沿项目资助下,通过国家“千人计划”和北京市“海聚工程”引进的军事医学研究院“国家蛋白质科学中心(北京)”主任秦钧率领团队开启了绘制首个弥漫型胃癌蛋白质组学图谱和肿瘤驱动基因变异图谱的征程。在聚力攻关打通胃癌蛋白质组学分析技术路线的同时,他们联合北京大学肿瘤医院开始进行大规模胃癌样品分析。

2016年6月,科研团队基本完成84对胃癌与癌旁组织样品的质谱测量工作,共鉴定到11340个不同基因产物,这些蛋白质覆盖了肿瘤细胞及肿瘤微环境所有可能表达的蛋白,从而首次描绘了弥漫型胃癌的蛋白质组全谱。进一步研究发现,仅对84 对胃癌与癌旁组织全蛋白表达谱进行聚类分析,就可将弥漫型胃癌分为3个与生存预后和化疗敏感性密切相关的分子亚型,分别为PX1-3型。其中,PX1 型(细胞周期型)患者总生存时间最长;PX2 型(上皮—间充质转化型)患者生存预后介于PX1 和PX3 之间;PX3(免疫通路富集型)患者总生存时间最短,并且对化疗不敏感。在此基础上,科研团队还筛选出23个与预后相关的胃癌候选蛋白药物靶标。

秦钧表示,这种蛋白分型不依赖于任何基因组信息,体现出作为功能直接执行者的蛋白质在临床科学中所提供信息的重要性和全面性,可以为胃癌病人的精准医疗提供直接依据。大家熟悉的基因测序只能为肿瘤的精准医疗提供非常有限的线索,这个困惑现在可以在蛋白质层面上解决。将来,在临床上对肿瘤进行蛋白质组分析,就可以知道这是哪一种肿瘤、能不能治好、应该采取哪种治疗方法、不应采取哪种治疗。

6、Nat Med:新型疗法有望治疗对常规激素疗法耐受的恶性乳腺癌

大约有10%-15%的乳腺癌患者都对激素疗法没有反应,这也就意味着这些患者的疾病更加容易恶化和复发;近日,来自瑞典隆德大学的研究人员通过研究开发了一种新方法,即通过操控肿瘤中的结缔组织细胞来有效治疗恶性肿瘤,目前研究人员开发出了一种能够有效转化恶性乳腺癌的新药,以便乳腺癌能对当前标准的激素疗法产生反应,相关研究刊登于国际杂志Nature Medicine上。

癌症的发生常常是突变或其它遗传因素改变导致的结果,这些因素会干扰细胞中正常的生长控制系统,然而这项最新研究中,研究人员强调了癌细胞与其周围组织其它细胞类型之间沟通的重要性,比如结缔组织、血管和免疫系统细胞,这种沟通作用能够促进肿瘤形成、扩散及对疗法耐受性的发生。

乳腺癌是一种富含结缔组织的肿瘤类型,因此结缔组织细胞在肿瘤生长过程中扮演着重要角色;目前有许多不同类型的乳腺癌,每一种癌症都有不同的预后和治疗选择,而对激素敏感的乳腺癌患者(大约70%的比例)往往有较好的预后,然而大约10%-15%的乳腺癌患者对激素不敏感而且会演变成为恶性的基底样乳腺癌。基底样乳腺癌常常需要利用化疗进行密集型的强化治疗,然而这常常会给患者带来严重的副作用。

研究者Kristian Pietras教授表示,我们对乳腺癌细胞和其周围组织之间的“沟通”机制进行研究后发现了一种名为PDGF-CC的生长因子,其能够在肿瘤细胞和结缔组织细胞之间传输信息,而这主要发生于基底样乳腺癌中;随后研究人员对大约1400名乳腺癌患者进行研究,结果发现,肿瘤细胞中较高水平的PDGF-CC常常与患者较差的预后直接相关。此前研究人员就认为,乳腺癌的多个亚群来源于乳腺的多个不同细胞类型,而本文研究结果则表明,结缔组织细胞能够直接修饰肿瘤细胞对于激素的敏感性表现,这或许对于开发新型有效的乳腺癌疗法至关重要。

在对实验模型进行研究后,研究人员对他们开发的一种新型药物进行了检测,该药物能够阻断PDGF-CC所介导的肿瘤细胞和结缔组织细胞之间的沟通,值得注意的是,其最终会导致基底样乳腺癌转化成为对激素敏感的管腔型乳腺癌,作为转化的结果,这种管腔型的乳腺癌细胞就会对常规激素疗法变得非常敏感。

最后研究者说道,如今我们开发出了一种能够应对恶性及难以治疗乳腺癌的新型疗法策略,其能够恢复乳腺癌细胞对激素疗法的敏感性,相关研究结果对于后期开发更多有效治疗恶性乳腺癌患者的新型疗法提供了新的希望和研究思路。

7、Oncogene:治疗乳腺癌的潜在新靶点被发现

乳腺癌是全球女性中发生率和死亡率最高的恶性肿瘤,因此对乳腺癌的诊断及分子治疗至关重要。之前有研究表明PVT1(plasmacytoma variant translocation 1)是一个在乳腺癌的病理过程中发挥重要作用的lncRNA。

越来越多的证据表明位于PVT1位点内的miRNA是PVT1在癌症发病过程中发挥致癌作用的主要推动因素。但是PVT1位点内的miR-1204在人类癌症中的致癌作用和隐藏机制还没有得到了解,最近来自山东大学医学院的研究人员在国际学术期刊Oncogene上发表了一篇文章,对上述问题进行了阐述。

在这项研究中,研究人员发现miR-1204表达增加与乳腺癌的不良预后存在相关性。研究结果进一步表明在体外和体内实验条件下,miR-1204都能够促进乳腺癌细胞的增殖、上皮间充质转化和癌细胞的侵袭性。机制研究表明VDR是miR-1204的一个新靶基因,干扰VDR表达能够恢复miR-1204介导的乳腺癌细胞增殖、肿瘤发生和转移。

总得来说,这些结果表明miR-1204-VDR信号途径能够发挥乳腺癌致癌效应,靶向该信号途径是阻止乳腺癌发育和进展的潜在新策略。

8、靶向和免疫治疗新时代,肾癌从无到有的突破

在过去的12年中,肾细胞癌的治疗已经从非特异性免疫方式(细胞因子)过渡到针对血管内皮生长因子(VEGF)的靶向治疗,现在进入了新的免疫治疗时代。这期间指南推荐也历经几番增减,小编特别整理了最新版NCCN指南及EAU指南的推荐用药。

肾癌发病率占所有癌症的3.7%。肾癌多发于老年人,中位发病年龄64岁,男女比例为1.7:1,肾细胞癌(RCC)是最常见的类型(85%)。近年5年生存率已经有所改善,但总体来说还是较低。

由于肾癌是一种免疫原性很强的肿瘤,在靶向治疗出现之前临床上对于转移性肾癌常采用免疫治疗,即注射细胞因子干扰素α(IFN-α)和白细胞介素-2(IL-2)。但它们毒性显着,总体反应率(ORR)也很一般(5%~31%)。

靶向治疗

肾透明细胞癌(ccRCC)是最常见的亚型,发生率为70%〜75%,与VHL基因突变密切相关。

VHL蛋白在肿瘤细胞发病机制中的作用被揭开,促进了靶向治疗的重大进展。针对VEGF、PDGF、mTOR相关受体的抑制剂以及MET和AXL酪氨酸-蛋白激酶受体的多种药物已经被批准用于肾癌治疗。靶向治疗时代的来临,彻底改变了肾癌的治疗。

索拉非尼

索拉非尼是首个用于mRCC的靶向药物,2005年获FDA批准,2006年在国内上市,也是首个口服多靶点的TKI。

TARGET研究评估索拉非尼作为mRCC患者接受细胞因子治疗进展后二线治疗的效果。与安慰剂比较,结果显示索拉非尼可显著延长中位PFS(5. 8个月 vs. 2. 8个月)和中位OS(19.3个月 vs. 15.9个月)。

Ⅱ期临床试验(ⅡT)评价了其在国内患者中的疗效和安全性,结果显示ORR达到21%,中位PFS长达41周,提示国人接受索拉非尼可能疗效更好。

2018年NCCN指南(以下NCCN指南均指2018年v3版)不再推荐索拉非尼作为mRCC的一线治疗,仅推荐其作为二线用药,2017年EAU指南(以下EAU指南均指2017年版)仅将其作为抗血管生成治疗后的二线用药。

舒尼替尼

舒尼替尼是口服多靶点的TKI,也具有双重抗肿瘤作用。FDA于2006年批准其用于mRCC的治疗,2007年豁免临床试验在国内上市。

Ⅲ期临床试验对比一线治疗使用舒尼替尼和IFN-α的疗效,舒尼替尼组的ORR(31% vs. 6%)、中位PFS(11个月 vs. 5个月)和OS(26.4个月 vs. 21.8个月)均显著高于对照组,并改善了生活质量。

Motzer等根据该试验结果提出7项生存期独立预后因素,包括ECOG评分、诊断至药物治疗的时间、血红蛋白、血钙、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶水平。

一项Ⅳ期临床试验显示国人患mRCC一线使用舒尼替尼治疗能够获得更高的中位PFS(14.2个月)与OS(30.7个月)。

NCCN及EAU指南将舒尼替尼作为一线治疗用药,NCCN指南中还推荐用于细胞因子或其他TKIs治疗进展后的二线用药。

帕唑帕尼

2009年FDA批准其用于mRCC的治疗。VEG105192研究中帕唑帕尼将PFS由4.2个月显著延长至9.2 个月(P<0.01)。因对照组为安慰剂受到质疑,又进行后续COMPARZ研究。

2013年发表的COMPARZ研究为第一个靶向治疗间的头对头试验(其他均与标准治疗IFN-α比较),为舒尼替尼对比培唑帕尼的非劣效研究。培唑帕尼和舒尼替尼组PFS(8.4个月vs. 9.5个月),ORR(31% vs. 25%),OS(28.3个月 vs. 29.1个月)均无明显差异。除肝毒性外,培唑帕尼在安全性和耐受性较舒尼替尼更具有优势。

PRISCES研究表明帕索帕尼对舒尼替尼的疗效显着,患者的生活质量和安全性被认为是重要的影响因素。

NCCN及EAU指南均将帕唑帕尼作为一线治疗推荐,NCCN指南中还推荐用于细胞因子治疗后及其他TKIs治疗后进展的患者。

阿昔替尼

阿昔替尼是口服高选择性TKI,半衰期短且能在低浓度下发挥作用。2012 年FDA批准用于mRCC二线治疗,2015年获批于国内上市。

AXIS研究对比阿昔替尼与索拉非尼用于mRCC患者二线治疗的效果。纳入舒尼替尼、贝伐珠单抗联合干扰素、替西罗莫司等一线治疗失败后的晚期肾癌患者,阿昔替尼ORR(19% vs. 9%)和PFS(6.7 个月 vs. 4.7个月)均优于索拉非尼,但两者中位OS(20.1个月 vs. 19.2个月)差别不明显。

亚洲人群中开展的类似研究也显示阿昔替尼的ORR和中位PFS均优于索拉非尼。另一项Ⅲ期临床试验对比阿昔替尼与索拉非尼作为一线用药的疗效,结果显示阿昔替尼组ORR(32% vs. 15%)与中位PFS(10.1 vs. 6.5个月)均优于索拉非尼组。

NCCN指南将阿昔替尼作为mRCC患者一线与二线推荐,EAU指南中仅作为二线治疗推荐。

卡博替尼

卡博替尼为VEGFR-2、MET和AXL多靶点抑制剂。

METEOR 研究对比卡博替尼与依维莫司用于抗血管生成治疗失败后mRCC患者的疗效,卡博替尼组ORR(17% vs. 3%),中位PFS(7.4 个月 vs. 3.9个月)与OS(21.4 个月vs. 16.5个月)均优于依维莫司组。

据此,2016年4月FDA批准卡博替尼用于mRCC的二线治疗,是首个同时改善ORR、 PFS和OS的药物,其适应症在2017年扩大到mRCC的一线治疗。

NCCN指南将卡博替尼作为mRCC患者一线与二线推荐,EAU指南中仅作为二线治疗推荐。

替西罗莫司

替西罗莫司是静脉使用的雷帕霉素前体药物,2007年FDA批准其用于mRCC的一线治疗,是FDA批准的第一种延长OS的药物。

ARCC研究比较替西罗莫司、IFN-α及联合用药用于高危mRCC患者一线治疗的效果,替西罗莫司组中位PFS(5.5个月 vs. 3.1个月)和OS(10.9个月 vs. 7.3个月)均优于IFN-α组,联合用药组OS(8.4个月)不及替西罗莫司单药组。

INTORSECT研究评估替西罗莫司与索拉非尼用于舒尼替尼治疗后进展的mRCC患者,结果显示两组中位PFS无明显差别。

一线治疗使用TKIs有效时间较短者,二线治疗可考虑 mTOR抑制剂。NCCN与EAU指南均将替西罗莫司作为MsKcc评分高危的mRCC患者的一线治疗推荐,NCCN在指南中还推荐用于二线治疗。

依维莫司

依维莫司是口服活性形式的mTOR抑制剂,不需要经过体内转化。

RECORD1研究奠定了依维莫司二线治疗地位。研究纳入VEGFR-TKI 治疗失败者,与安慰剂或空白治疗进行对照。依维莫司较安慰剂显著延长PFS(4.0 个月对比1.9个月),依维莫司组PR1%、DCR为64%。据此,2009年FDA批准依维莫司用于接受TKIs治疗后进展的mRCC患者的二线治疗。

国内开展的Ib期L2101研究旨在评估依维莫司对抗血管生成治疗不耐受或治疗后进展的患者疗效,入组的64名患者,PFS((6.9个月)与部分缓解率(5%)优于RECORD1研究,提示国人接受依维莫司治疗可能获益更显著。2013年获批在国内上市。

NCCN与EAU指南均将依维莫司作为二线治疗推荐。二线使用依维莫司或替西罗莫司的回顾性研究结果显示,两者中位PFS无明显差别,依维莫司的中位OS(24.2个月 vs. 12.1个月)优势明显,提示依维莫司作为二线治疗的疗效优于替西罗莫司。

仑伐替尼和依维莫司

目前,mRCC靶向治疗的策略主要是序贯使用TKI和mTOR抑制剂,2016年5月FDA批准乐伐替尼和依维莫斯用于抗血管生成治疗后进展的患者二线治疗,这是首个TKI 与mTOR抑制剂联合用药方案。

乐伐替尼是口服多靶点TKI。Ⅱ期临床试验对比了乐伐替尼、依维莫司以及联合用药作为mRCC二线治疗的疗效,结果显示联合用药组比单独用药组的0RR、中位PFS 和OS均更佳。

NCCN指南推荐乐伐替尼和依维莫司联合用于TKIs治疗后进展的mRCC患者的二线治疗。

未经治疗低风险mRCC

肾癌早期无明显症状,约30%患者就诊时已是转移性肾癌。转移性肾癌的预后很差,而且对放疗、化疗均不敏感,其5年生存率不足10%。

多靶向的小分子TKI药物(舒尼替尼和帕唑帕尼)、抑制VEGF的单克隆抗体(贝伐单抗)和mTOR抑制剂temsirolimus,都是未经治疗低风险mRCC的I级证据推荐方案(表1)。

早期局限性肾癌的辅助治疗

对于早期的局限性肾癌,手术切除是最佳的治疗方案。但是约30%的患者会出现局部复发或远处转移,需要探寻有效的术后辅助治疗方案。目前有7个大型多中心Ⅲ期临床试验探索辅助治疗在RCC中的作用,然而只有S-TRAC研究得出阳性结果。

ARISER是第一个相关的研究,Girentuximab是一种结合了碳酸酐酶Ⅸ(cRCC细胞表面广泛表达的糖蛋白)的嵌合式单克隆抗体,这项研究在2004年6月到2013年4月开展,Girentuximab作为高危ccRCC的辅助治疗无临床获益,于是对该药的进一步研究中止。

第二项研究是ASSURE,该试验纳入1069例高危ccRCC患者,术后随机接受舒尼替尼、索拉非尼或安慰剂治疗。结果显示舒尼替尼和索拉菲尼均未能改善高危ccRCC的DFS或OS。

在ASSURE令人失望的结果之后,舒尼替尼的第二个试验(S-TRAC)揭晓。研究入组615例高危(III-IV期和/或区域淋巴结转移)ccRCC患者。与安慰剂相比,舒尼替尼改善了mDFS( 6.8 vs. 5.6y,HR=0.76,p=0.03)。进一步分析:sunitinib组在降低转移率、肺转移,淋巴结转移及肝转移发生率等多方面均优于安慰剂组。

据此,2017年11月,FDA批准舒尼替尼用于肾癌肾切除术后存在高复发风险患者的辅助治疗。

ORCE、 ATLAS、EVEREST研究分别探索了索拉非尼、阿西替尼和依维莫司治疗的疗效,但均折戟沉沙。

免疫治疗

参与肾癌治疗的相关免疫受体包括细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4(CTLA-4),在活化的T细胞中表达的PD-1受体,以及在免疫细胞和肿瘤上表达的PD-L1和PD-L2受体细胞。

Nivolumab一种PD-1抑制剂,2015年被批准用于既往曾接受过抗血管生成治疗的mRCC患者。Ⅲ期研究CheckMate-025的中期分析数据显示,与everolimus相比,Nivolumab显著延长了患者的总生存期(25个月 vs. 19.6个月),Nivolumab在总缓解率(ORR:21.5% vs. 3.9%)、缓解持续时间(23.0个月 vs. 13.7个月)也表现出了显著优越性。

Ipilimumab是一种CTLA-4阻断剂,Nivolumab与ipilimumab的联合治疗方案在多种肿瘤类型中显示治疗前景,这种联合治疗在先前未治疗和先前治疗的晚期肾细胞癌患者中也显示出了抗肿瘤活性。

Checkmate 016的Ⅰ期临床研究探究了Nivolumab联合ipilimumab与Nivolumab联合TKI在mRCC中的安全性及有效性。结果表明,不同剂量的Nivolumab和ipilimumab联合用药2年OS数据均较好,可达到67.3%和69.6%,ORR达40.4%。

3月21日,《新英格兰医学杂志》在线发表了Nivolumab联合ipilimumab与舒尼替尼头对头比较的3期临床研究Checkmate 214的结果。

中位随访时间25.2个月,联合治疗组生存获益显著超过舒尼替尼组,联合治疗组未达到中位OS,而舒尼替尼对照组为26.0个月(HR=0.63; P <0.001)。

联合治疗组ORR为42%,对照组为27%(P <0.001),完全缓解率为9%比1%。联合组和对照组的中位PFS分别为11.6个月和8.4个月(HR,0.82; 95%CI,0.64-1.05; P = 0.0331)。

未来展望

随着下一代VEGF靶向治疗、免疫治疗药物和联合用药方案的推出,RCC的治疗正在发生巨大变化。

临床前研究已经证实VEGF可以抑制肿瘤定向免疫反应,从而抑制肿瘤微环境中的抑制状态,这是一种与检查点抑制剂结合的有吸引力的策略。

最近启动了PD-L1检查点抑制剂atezolizumab、PD-1抑制剂nivolumab、pembrolizumab等用于RCC辅助治疗的Ⅲ期试验。

关于阿昔替尼-pembrolizumab,仑伐替尼-pembrolizumab和贝伐单抗-atezolizumab用于晚期患者的Ⅰ期和Ⅱ期研究已经取得不错成效,ORR范围在32%至67%之间,所有这些研究中的AE均可控制。相关Ⅲ期试验正在积极推进。

此外,正在研究检查点抑制剂以外的不同新型免疫疗法,包括T细胞激动剂、肿瘤疫苗、T调节拮抗剂和过继性细胞疗法。