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《科学·转化医学》:下一代免疫治疗药物诞生!科学家利用“撞库”方法,找到T细胞内检查点抑制剂,活性甚至优于PD-1抑制剂

 子孙满堂康复师 2023-10-28 发布于黑龙江

来源:代丝雨 2023-10-27 09:25

百时美施贵宝的科研团队在《科学·转化医学》杂志上发表论文,研究者们设计了一种基于人原代T细胞表型的高通量筛选方法,从百万级别的小分子文库中筛选出了能够与PD-1/L1抑制剂产生协同作用的

百时美施贵宝的科研团队在《科学·转化医学》杂志上发表论文,研究者们设计了一种基于人原代T细胞表型的高通量筛选方法,从百万级别的小分子文库中筛选出了能够与PD-1/L1抑制剂产生协同作用的新药,这是一种针对二酰基甘油激酶(DGK)α/ζ的双重抑制剂,能够放大MHC I介导的T细胞受体信号传导,克服对PD-1抑制的耐药。与PD-1抑制剂联合使用能够显著提高抗肿瘤作用。

论文题图

针对颇为常见的PD-1/L1抑制剂耐药问题,科学家们已经提出了几种机制上的假设,例如PD-L1表达低、细胞毒性T细胞的抗原递呈不足导致无法识别肿瘤、募集免疫细胞的信号传导受损等等。为了应对耐药问题,普遍的思路是针对额外的T细胞共抑制受体来制作可联合使用的新药。

 

包括已经获批的CTLA-4和LAG-3抑制剂在内,目前在研新药的靶点普遍瞄准了T细胞表面靶标,而细胞内负调节网络并不占主流,这部分资源可谓是药物开发的“蓝海”。

 

以RNA干扰或CRISPR为主要技术手段的遗传筛选已经找到了部分细胞内T细胞检查点,但是遗传筛选找到的靶点并不一定能够直接转化为药物,比如说对于存在冗余功能或者同家族基因的靶点,对单一基因的扰动影响可能并不足以起到治疗效果。

 

另一种不同的开发思路则是针对细胞表型的筛选,这种方法不以靶点为先,而是直接根据与治疗效果相关的理想表型来筛选化合物——这一策略能够直接给出药物候选,可谓直接得不能再直接了。

 

基于这一思路,研究者们开发了一个人类原代T细胞表型筛选方法。简单来说,使用原代人效应CD4 T细胞和1536微孔板,预激活T细胞表达PD-1,随后用携带葡萄球菌肠毒素B(SEB)的Raji B抗原递呈细胞过表达人类PD-L1与之结合。在这一系统中,SEB刺激产生的IL-2会被PD-1/L1信号抑制,体系中的IL-2水平即可代表T细胞的活化水平。

筛选策略

研究者用这一方法筛选了BMS内部百万级别的小分子文库,鉴定出了一种候选化合物BMS-684。从数据中也能够看出,BMS-684本身就有一定的激活T细胞的能力,且与抗PD-L1抗体联用效果加倍。

 

此外,BMS-684在化学上也较为容易处理,有成药潜力。

BMS-684具有与PD-1/L1通路互补的特殊表型

在BMS-684的基础上,研究者进一步优化得到了BMS-496,细胞活性极大提升,效力增加100倍,EC50为0.035μM。

 

研究者使用脂质光亲和探针来寻找BMS-496的作用靶点,发现BMS-496能够诱导DGKα易位,促进其从细胞质到质膜的转运。

 

对DGK同工酶家族的分析结果显示,BMS-684能够选择性抑制DGKα,而BMS-496进一步抑制了DGKζ。DGKα/ζ调节TCR信号传导,这就能够解释BMS-496相对BMS-684的效力提升。

BMS-496能够诱导DGKα易位

考虑到BMS-496中含有的溴萘啶酮杂环和硝基芳香族基团的潜在毒性,研究者进行了进一步的药理学和药代动力学优化,得到了BMS-502和BMS-332,二者与BMS-496的活性谱相似。

 

枯燥的药理学部分我们直接跳过,来看DGKα/ζ抑制的效果。

 

与人外周血单个核细胞(PBMC)共培养结果显示,BMS-502显著增加了多种细胞因子的表达,且效果优于纳武利尤单抗,二者联用效果还能大幅度增加。

BMS-502能够显著增强T细胞功能

研究者在MC38皮下移植小鼠中进行了实验,抗PD-1抗体(10mg/kg,Q3Dx4)和BMS-502(5mg/kg,Q3Dx28)单药治疗均能显著延缓肿瘤生长,联合治疗更是表现出了极佳的效果,10只小鼠中有9只肿瘤完全消退。

 

CT26模型中效果类似,二者联用使10只小鼠中的7只肿瘤完全消退。

 

绝对的1+1>2。

MC38(上),CT26(下)

如此好的临床前效果真的很让人其他它的下一步进展,而全新的筛选策略也可能继续为我们带来新的惊喜。

 

参考资料:

[1]Michael Wichroski et al. ,DGKα/ζ inhibitors combine with PD-1 checkpoint therapy to promote T cell–mediated antitumor immunity.Sci. Transl. Med.15,eadh1892(2023).DOI:10.1126/scitranslmed.adh1892

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