靶向实体瘤另辟蹊径：成纤维细胞激活蛋白(FAP)

2023-06-12

细胞疗法免疫疗法信使RNA临床2期疫苗

01FAP概述FAP（Fibroblast activation protein-α）是一种97 kDa的II型跨膜丝氨酸蛋白酶，含有二肽基肽酶活性和内肽酶活性。FAP全长由760个氨基酸组成，胞内域仅含4个氨基酸，跨膜结构域含21个氨基酸，胞外是735个氨基酸组成的长结构域。FAP以同型二聚体的形式存在。此外，FAP还能以可溶性的形式存在于血浆中。 FAP结构[1]FAP需要二聚化和糖基化才能发挥功能活性。FAP的二肽基肽酶活性使其能够切割神经肽Y、多肽YY、P物质和脑钠肽32，而其内肽酶活性底物包括变性I型和III型胶原，α−2抗纤溶酶切割酶，以及FGF21。生理条件下，FAP在大多数成人组织中的表达量较低。然而，FAP mRNA水平在不同肿瘤类型中升高，其中中位数最高的是胰腺癌和乳腺癌（图2A）。在大多数上皮癌中，FAP的主要表达于间质中的癌症相关成纤维细胞（CAF）细胞（图2B）。此外，FAP也在一些肿瘤细胞如肉瘤、间皮瘤和食管等上皮性肿瘤中表达（图2C）。 FAP在人类实体瘤中的表达[2]02作用机制FAP能通过多种机制影响肿瘤生长，包括促进增殖、侵袭、血管生成、上皮向间质转化、干细胞促进、免疫抑制和耐药。机制上，FAP能与β-整合素结合，协同促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。而FAP的促血管生成特性归因于它的二肽基肽酶活性，其作用底物神经肽Y，在裂解后能促血管生成和促进内皮细胞迁移。此外，FAP与uPAR的相互作用也涉及肿瘤细胞的迁移和免疫抑制表型过程中。FAP的下游信号通路主要包括PI3K/AKT、RAS/ERK、SHH/GLI、FAK等。 FAP相关的信号通路[1]03靶向治疗临床上针对FAP的方法包括：用小分子或抗体抑制FAP的蛋白酶活性、利用FAP蛋白酶活性来切割附着在FAP靶向肽上的肿瘤药物、针对FAP的疫苗接种、以及CAR-T细胞疗法。抑制酶活性这类药物设计主要用于抑制FAP的二肽基肽酶活性，药物经历了从FAP非特异性靶向药到特异性靶向药的进阶。药物类型也从小分子化药发展到scFv，再到FAP/CD3双抗等。这类药物多为通过激活免疫系统来间接杀伤肿瘤细胞。如罗氏开发的RG7461，是一种新型融合蛋白，由FAP单抗融合IL2v免疫细胞因子，目前进展到临床II期，在研适应症包括食管癌、头颈癌、宫颈癌等实体瘤。研究表明，RG7461能够激活CD4+/CD8+ T 细胞和NK细胞，从而促进免疫反应。临床前研究表明，RG7461有可能与检查点抑制剂、T 细胞双特异性抗体、ADCC 介导抗体和其他新型免疫调节剂联合开发用于临床。与PDL1/CD40联用的疗效[3]利用FAP蛋白酶活性的前药由于FAP在肿瘤微环境中过度表达，而在健康成人的其他组织中通常不存在，因此，利用FAP蛋白酶活性在肿瘤部位选择性激活前药，以提高药物疗效和降低毒性是不错的方法。到目前为止，这些前药还没有进入临床试验，但临床前模型展示了较好的疗效。例如，经过改造能被FAP特异性识别的的长春花碱类药物Z-GP-DAVLBH比未被改造的DAVLBH具有更强的抗肿瘤效果。0.5 μmol/kg Z-GP-DAVLBH可诱导6只小鼠中5只的部分反应(PR)，有效抑制肿瘤生长。1.0 μmol/kg和2.0 μmol/kg剂量的Z-GP-DAVLBH显著降低了肿瘤大小，7次注射后所有小鼠均有完全缓解。7周内未见肿瘤复发。前药Z-GP-DAVLBH 具有更好的抗肿瘤效果[3]此外，Z-GP-DAVLBH对MDA-MB-231裸鼠移植瘤的毒性也明显低于DAVLBH。1.0 μmol/kg的DAVLBH造成体重和白细胞数量的急剧降低，以及严重的骨髓损伤。这也是临床中长春碱最常见的剂量限制性毒性。而同等剂量下的Z-GP-DAVLBH几乎没有副反应。高剂量组（2.0 μmol/kg）对小鼠的主要器官(包括心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏)也未观察到显著的病理变化。前药Z-GP-DAVLBH具有更小的毒性[3]肿瘤疫苗针对FAP的疫苗提供了另一种治疗策略，利用FAP在肿瘤部位的有限分布。针对FAP的DNA疫苗已在临床前模型展示了其可降低肿瘤生长、抑制癌细胞转移、增加化疗吸收。[4]以及和FAP细胞疫苗类似的能以CD8+ T细胞依赖的方式提高生存率，从而达到有效的抗肿瘤活性。[4]CAR-T细胞疗法CAR-T细胞大都针对肿瘤细胞表面的抗原，而肿瘤细胞表面抗原的不稳定性以及肿瘤微环境的免疫抑制使T细胞难以有较好的杀伤效果。然而，FAP除了在一些肿瘤细胞表面存在，也存在于CAFs细胞上，这使得靶向FAP的CAR-T细胞疗法或许具备更广泛的治疗潜力。实体瘤 TME 中的 FAP CAR-T 细胞目前clinical.gov上登记有两款FAP CAR-T药物：F19 FAP-CAR-T-cells（NCT01722149）和CAR-T targeting Nectin4/FAP（NCT03932565），适应症分别为恶性胸膜间皮瘤及晚期恶性实体瘤。2015年记录了局部F19 FAP-CAR-T细胞治疗后的第一个病人报告，没有观察到细胞因子风暴或炎症。总结：肿瘤基质是肿瘤发生，耐药性，血管生成，侵袭和转移的重要参与者，由CAF和ECM组成，而FAP作为CAF的特异性表面标志物，在其中发挥重要作用，是肿瘤治疗的高潜力靶点。细胞系产品查询投稿丨商务合作加入交流群参考：1.Doi: 10.1007/s10555-020-09909-3.2.Doi: 10.1007/s00259-022-05842-5.3.Doi: 10.1172/JCI942584.Doi: 10.1172/JCI26532往期推荐双抗ADC全球在研格局Citeline：2023年医药研发年度回顾2023，Biotech的下半场——现金为王，产品为金点击下方“药研网”，关注更多精彩内容