IL-13Rα2在癌症治疗中崭露头角
2019年,Nature子刊《Science Reports》发表了一篇文章,表明IL-13Rα2是人类黑色素瘤的新型标志物和潜在治疗靶点,此前,IL-4和IL-13多用于自免疫疾病的开发,近几年,IL-13Rα2在癌症治疗中的作用被越来越多人重视和研究。
IL-13Rα2 最初被认为是一种诱饵受体,能封闭 IL-13,抑制信号传导。最近的研究表明,IL-13 介导的 IL-13Rα2 信号转导是通过不依赖 STAT6 的途径进行的,涉及AP-1和ERK,促进肿瘤的侵袭、转移和TGFβ的产生。
IL-13Rα2 在黑色素瘤、肾细胞癌(RCC)、肾上腺皮质癌(ACC)和多种脑肿瘤中过度表达。此外,在结直肠癌(CRC)、胃癌、乳腺癌、透明细胞卵巢癌、肺癌、ACC、甲状腺乳头状癌、胰腺导管腺癌和胶质母细胞瘤(GBM)中,IL-13Rα2 的过表达与晚期疾病和不良预后相关。
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一项对 NCI-60癌细胞系转录组进行的计算机模拟分析证实,IL13Rα2 在多种细胞系中有显著表达,尤其是在中枢神经系统癌、黑色素瘤、肺癌和前列腺癌的一些细胞系中表达较高。
虽然 IL-13Rα2 是许多实体瘤治疗干预后预后的生物标志物,但研究主要集中在GBM上。GBM 是人类常见的侵袭性恶性原发性脑肿瘤,现有的治疗方法(如肿瘤切除、放疗、替莫唑胺)对患者的生存影响有限。IL-13Rα2在约76%的GBM中过表达,但在正常脑组织中却检测不到,这使其成为一个高度选择性的免疫治疗靶点。
截止目前,人们对于IL-13Rα2靶向疗法进行了多种类型的探索,本文将全面概述目前针对IL-13Rα2的靶向疗法进展。
重组免疫毒素
重组免疫毒素是针对癌症治疗的 IL-13Rα2疗法。为了诱导 IL-13Rα2 引发的肿瘤细胞杀伤,会将IL-13 与截短的铜绿假单胞菌外毒素 A(PE)或白喉毒素(DT)融合,这些嵌合融合蛋白通过受体结合、受体内化和毒素分子在细胞胞浆中的裂解杀死癌细胞,从而抑制蛋白质合成并诱导细胞凋亡。
此前开发的一款L13-PE38是将IL-13与PE的突变体融合,对包括RCC, GBM和头颈鳞状细胞癌在内的多个实体瘤细胞系具有高度细胞毒性,但该药进展到III期被终止。
CAR-T
CAR-T疗法是目前针对IL-13Rα2的主流癌症疗法,国内茂行生物正在IIT试验中。
公开资料显示,茂兴生物研发的通用型CAR-T(MT026)针对脑胶质瘤患者的IIT中,人体数据显示感染副作用发生率为0%;在有效性方面,达到100%(7/7)的DCR,71.4%(5/7)的ORR,并且观察到了完全缓解的情况。
靶向肽和信号传导抑制剂
IL-13Rα2多肽可用于阻断原生配体与受体的相互作用/信号传导。与抗体相比,肽的免疫原性更低,分子量低,更易扩散到肿瘤中,而且合成更容易,成本更低。为了提高多肽在生物体中的稳定性并增加其在肿瘤中的蓄积,人们采用了多种技术,包括使用D-氨基酸和聚乙二醇化技术。
有研究利用IL-13/IL-13Rα2复合物结构,设计出一种12mer多肽(D1),可特异性阻断IL-13/IL-13Rα2信号轴。D1 肽抑制 IL-13Rα2 介导的信号转导的程度高于 IL-13Rα1 信号转导。D1 还能显著减少IL-13介导的 CRC 和 GBM 细胞迁移和侵袭,并提高异种移植模型的存活率。
而信号传导抑制剂主要是PTP1B抑制剂和JAK2抑制剂。2020年的一项研究表明PTP1B能够介导IL13诱导的癌细胞增殖、迁移、侵袭和存活,而IL-13和IL-13Rα2结构诱导的Src/AKT/ERK信号通路需要PTP1B来激活。如PTP1B抑制剂Claramine能够阻断IL-13/IL-13Rα2信号通路,减少IL-13诱导的细胞迁移、侵袭、增殖和存活。
在肾透明细胞癌中,IL13Rα2 与 JAK2 相互作用以激活,进而调节 FOXO3 的水平。Telmisartan是一种降压药,它对 JAK2 有良好的抑制能力。进一步的实验表明,Telmisartan能抑制RCC细胞株的增殖,诱导细胞凋亡和细胞周期停滞。
IL13Rα2 单抗/ADC
IL13Rα2 单抗相较最初的免疫毒素更具特异性,可以特异性结合IL13Rα2而不结合IL13Rα1。
研究人员将前文介绍的D1肽进一步开发成单抗5.5.4,研究表明5.5.4能够阻断IL13Rα2信号传导以抑制小鼠IL13Rα2阳性结直肠癌细胞的肝转移。
ADCTherapeutics开发了一款IL13Rα2 ADC(ADCT-211),处于临床前开发阶段,今年AACR披露了部分信息。ADCT-211由IL13RA2人源化 IgG1 抗体 HuCl47构成 ,该抗体采用 GlycoConnect技术与 PL1801 定点偶联,PL1801 含有VA可裂解linker和 PBD二聚体SG2000,通过Hydraspace技术构建、DAR约为1.8。
GlycoConnect技术和Hydraspace技术均来自Synaffix。(10家药企青睐的Synaffix下一代ADC技术)
在临床前研究中,HuCl47显示出与重组IL13RA2的特异性结合,而与IL13RA1没有结合。在体外,ADCT-211对各种表达IL13RA2的实体癌细胞株具有高效的靶向细胞毒性。
在体内,在皮下(sc)A375人黑色素瘤异种移植模型中,单剂量10mg/kg的ADCT-211能够完全根除肿瘤,在研究结束的第57天,有8/8的患者无肿瘤存活(TFS)。
在sc U251人胶质母细胞瘤异种移植模型中,单剂量3.75 mg/kg的 ADCT-211显示出强大而持久的抗肿瘤活性,结果有 5/10 例部分应答者和 5/10 例完全应答者,其中 2 例在第 51 天研究结束时无肿瘤存活。
在雄性大鼠的MTD研究中,ADCT-211的稳定性和耐受性高达24毫克/千克单剂量,暴露数据表明其PK曲线呈线性,半衰期为12-19天。
癌症疫苗
ImmunoCellular曾开发过一款树突状细胞疫苗,含有包括IL-13Rα2在内的六种合成的GBM 相关肽,临床结果显示耐受良好,无进展生存期延长2.2个月,但目前3期临床显示已暂停。
总结来看,人们针对IL-13Rα2癌症疗法进行了多类型探究,其中有很多疗法被终止,目前在研的疗法以CAR-T为主,ADC疗法还处于初步开发阶段,但多年的研究表明,IL-13Rα2是新型癌症疗法的有效靶点,并此后研究范围可能会向神经胶质瘤之外的实体瘤扩展,同时可能向组合疗法发展。
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