TGF-β2 x PDL1

前言 AIDD Pro 根据国内外各大网站以及人工智能药物设计主流新闻网站及公众号，从 AIDD会议、AIDD招聘，重大科研进展、行业动态、最新报告发布等角度，分析挖掘了每周人工智能辅助药物设计领域所发生的、对领域技术发展产生重大推动作用的事件，旨在帮助 AIDD领域研究人员和业内人士及时追踪最新科研动态、洞察前沿热点。如果您觉得符合以上要求的内容我们有遗漏或者更好建议，欢迎后台留言。 科研进展2024年6月28日【SMILES】ACS Omega | 使用SMILES表征在筛选的抗癌化合物中识别高质量的线索2024年6月27日【变构结合位点】J. Med. Chem. | 基于片段的一系列β-葡萄糖脑苷酶变构结合位点调节剂的发现2024年6月27日【SARS-CoV-2】ACS Nano | 一种显示现有中和抗体的保守表位的纳米颗粒疫苗对SARS-CoV-2变种具有广泛的保护作用2024年6月26日【药物发现】J. Chem. Inf. Model. | DrugFlow：人工智能驱动的一站式创新药物发现平台2024年6月26日【化学空间】J. Chem. Inf. Model. | 利用BAD分子过滤器提高胶体聚集小分子检测的准确性和化学空间覆盖率2024年6月26日【药物再利用】ACS Omega | 基于ML的综合策略确定特发性肺纤维化的药物再利用 具体信息，请滑动下方文字 1.【SMILES】 癌症是一种致命的疾病，影响着全世界许多人。化疗是对抗癌症最有效的治疗方案之一。然而，由于安全性和有效性问题，抗癌药物面临着很高的失败率。通过诱导毒性降低、疗效提高的药物先导，可以抑制药物失败。计算机辅助药物发现支持在操纵蛋白质和配体结构或表征方面的药物先导。简化分子输入行输入系统(SMILES)是一种用符号和字母数字字符表示分子三维结构的线性符号。SMILES代表在其描绘中囤积了戒指和脚手架结构。从分子smile中挖掘环和支架模式将有助于确定基于分子模式的生物学特性。此外，人工智能(AI)技术的出现将加速有效抗癌药物先导物的识别。以模式识别能力著称的人工智能算法可用于从SMILES表示中识别分子模式，从而实现属性预测。因此，我们开发了一个多层感知器(MLP)模型，用于使用NCI-60肿瘤生长抑制数据的SMILES预测抗癌活性。此外，通过对肿瘤生长抑制数据和ChEMBL药物的初步分析，确定了使用频率最高的8种支架。所建立的MLP模型对抗癌和非抗癌化合物进行分类，分类精度为0.92。此外，用机器学习算法对开发的模型进行基准测试，显示出MLP模型更好的性能。 链接网址：https://pubs-acs-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1021/acsomega.4c02801 DOI：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acsomega.4c02801 2.【变构结合位点】 β-葡萄糖脑苷酶(GBA/GCase)突变导致蛋白质错误折叠导致戈谢病，是帕金森病和路易体痴呆的主要遗传危险因素。鉴定小分子药理学伴侣可以稳定错误折叠的蛋白质，增加降解倾向突变体GCase向溶酶体的传递，这是一个正在积极研究的策略。在这里，我们描述了首次使用基于片段的药物发现(FBDD)来识别GCase的药理学伴侣。利用x射线晶体学和生物物理技术鉴定了碎片撞击。这项工作导致了一系列化合物的发现，这些化合物以nM的效力结合GCase并正向调节细胞中的GCase活性。 链接网址：https://pubs-acs-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1021/acs.jmedchem.4c00702 DOI：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.jmedchem.4c00702 3.【SARS-CoV-2】 SARS-CoV-2疫苗的快速发展已被用于预防2019冠状病毒(COVID-19)的传播。然而，由SARS-CoV-2变异和突变引起的持续和未来的大流行强调了对提供广谱保护的有效疫苗的需求。在这里，我们开发了一种纳米颗粒疫苗，对不同的SARS-CoV-2变体具有广泛的保护作用。预先存在的中和(CePn)抗体的相应保守表位在自组装的幽门螺杆菌铁蛋白上出现，以产生CePnF纳米颗粒。用CePnF纳米颗粒鼻内免疫小鼠可诱导强大的体液、细胞和粘膜免疫反应和持久的免疫。cepnf诱导的抗体对不同冠状病毒具有交叉反应性和中和活性。CePnF接种显著抑制了SARS-CoV-2 Delta、WIV04和Omicron菌株在hACE2转基因小鼠中的复制和病理，因此对这些SARS-CoV-2变体具有广泛的保护作用。我们构建的纳米疫苗靶向预先存在的中和抗体的保守表位，可以作为通用SARS-CoV-2疫苗的有希望的候选疫苗。 链接网址：https://pubs-acs-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1021/acsnano.4c03075 DOI：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acsnano.4c03075 4.【药物发现】 人工智能(AI)辅助药物设计对现代药物发现产生了前所未有的影响，但仍然迫切需要用户友好的界面，以弥合这些复杂工具与科学家之间的差距，特别是那些不太精通计算机的科学家。在此，我们提出了DrugFlow，这是一个人工智能驱动的一站式平台，提供了一个干净、方便和基于云的界面，以简化早期药物发现工作流程。通过无缝集成一系列创新的人工智能算法，包括分子对接、定量结构-活性关系建模、分子生成、ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)预测和虚拟筛选，DrugFlow可以为早期药物发现的几乎所有关键阶段提供有效的人工智能解决方案，包括命中识别和命中/先导物优化。我们希望该平台能够提供足够有价值的指导，以帮助现实世界的药物设计和发现。该平台可在https://drugflow.com上获得。 链接网址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jcim.4c00621 DOI：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.jcim.4c00621 5.【化学空间】 在药物发现中进行有效的高通量筛选(HTS)活动的能力经常受到这些检测中由于小胶体聚集分子(SCAMs)而检测出假阳性的阻碍。SCAMs可以通过非特异性抑制靶蛋白在HTS中产生人工命中。在这项工作中，我们提出了一种新的基于二维化学结构的SCAMs检测计算预测工具。该工具称为增强聚合检测(BAD)分子过滤器，采用决策树集成方法，即CatBoost分类器和光梯度增强机，显著提高了SCAMs的检测。在开发过滤器的过程中，我们探索了在单个数据集上训练的模型，使用这些模型的共识方法，以及第三种合并数据集方法，每种方法都针对特定的药物发现需求进行了定制。单个数据集方法是最有效的，达到93%的灵敏度和90%的特异性，分别比现有的最先进的模型高出20%和5%。共识模型提供了更广泛的化学空间覆盖率，超过90%的所有测试集。这个特性对于早期药物化学项目来说是一个重要的方面，并提供了适用领域的信息。同时，合并的数据集模型表现出稳健的性能，在综合10倍交叉验证测试集中具有79%的显着灵敏度。对模型特征的SHAP分析表明，疏水性和分子复杂性是影响聚集倾向的主要因素。BAD分子过滤器很容易在https://molmodlab-aau.com/Tools.html上为公众使用。该过滤器为药物发现的早期阶段提供了一种新的、更强大的汇总预测工具，以优化命中率并减少相关的测试和验证开销。 链接网址：https://pubs-acs-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1021/acs.jcim.4c00363 DOI：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.jcim.4c00363 6.【药物再利用】 特发性肺纤维化(IPF)影响全球约300万人。IPF是一种病因不明的疾病，其特征是肺部瘢痕组织的形成，导致进行性呼吸系统疾病。目前，只有两种fda批准的专门用于治疗IPF的小分子药物，这为IPF治疗药物的快速发展创造了需求。此外，新药开发耗时耗力，成本高昂，成功率不到10%。对于一种罕见的散发性疾病，药物再利用是目前将药物迅速推向市场的最可行的选择。通常情况下，药物的再利用始于使用计算工具筛选fda批准的药物，这导致命中率较低。在这里，我们开发了一种基于机器学习的药物再利用策略，通过引入基于机器学习的预测，然后是文献和gsea辅助的验证和药物通路预测，来显著减少假阳性结果。开发的策略已应用于1480种fda批准的药物和目前处于IPF临床试验中的药物，以筛选“TGFB1”，“TGFB2”，“PDGFR-a”，“SMAD-2/3”，“FGF-2”以及更多蛋白质，共产生247种药物和27种潜在的可重复使用药物。文献和GSEA验证表明，247种药物中有72种(29.14%)已用于IPF, 247种药物中有13种(5.2%)已用于肺纤维化，247种药物中有20种(8%)已用于其他纤维化疾病，如囊性纤维化和肾纤维化。对其余142种药物进行通路预测，得到118种不同的通路。进一步分析发现118条通路中有29条直接或间接参与IPF, 29条通路中有11条直接参与IPF。此外，建议15种潜在的药物组合在IPF中显示出较强的协同作用。本文报道的药物再利用策略将有助于快速开发治疗IPF和其他相关疾病的药物。 链接网址：https://pubs-acs-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1021/acsomega.4c03796 DOI：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acsomega.4c03796 上下滚动查看更多 药企动态2024年6月28日【恒瑞】恒瑞SGLT2抑制剂「恒格列净」获批新适应症2024年6月28日【石药集团】国产第14款！石药集团PD-1抗体获批上市2024年6月27日【艾伯维】艾伯维2.5亿美元收购囊获潜在FIC炎症性肠病疗法2024年6月27日【和铂医药】和铂医药重新递交「巴托利单抗」的上市申请2024年6月26日【Verona Pharma】First in class慢阻肺新药获FDA批准上市，优锐医药拥有中国权益2024年6月26日【诺和诺德】诺和诺德收购基因编辑疗法及平台各动态具体信息，请滑动下方文字 1.【恒瑞】 6月28日，药监局网站显示，恒瑞医药的恒格列净片新适应症获批。根据临床试验进度，推测本次获批上市的新适应症为联合二甲双胍和磷酸瑞格列汀改善2型糖尿病患者的血糖控制。 链接网址请戳我 2.【石药集团】 6月28日，石药集团子公司巨石生物制药研发的恩朗苏拜单抗注射液(商品名：恩舒幸)的上市申请已获药监局批准。本次申报的适应症为治疗至少一线含铂方案化疗失败的PD-L1表达阳性的复发或转移性宫颈癌患者。 链接网址请戳我 3.【艾伯维】6月27日，艾伯维宣布收购Celsius Therapeutics，这是一家致力于为炎症性疾病患者开创新疗法的公司。Celsius目前进入临床阶段的研究资产仅有一款，即潜在first-in-class的TREM1单抗CEL383，现已完成治疗炎症性肠病（IBD）的I期临床研究。 链接网址请戳我 4.【和铂医药】 6月27日，和铂医药宣布已向国家药监局（NMPA）重新递交巴托利单抗（HBM9161）治疗全身型重症肌无力（gMG）的生物制品许可申请（BLA）。 链接网址请戳我 5.【Verona Pharma】 6月26日，Verona Pharma宣布FDA已批准Ensifentrine（恩塞芬汀，商品名：Ohtuvayre）用于维持治疗慢性阻塞性肺病（COPD）的新药申请（NDA）。该药物是COPD领域20多年来批准的全新机制药物。 链接网址请戳我 6.【诺和诺德】 6月26日，2seventy bio宣布已于诺和诺德达成资产购买协议（APA）。根据APA条款，诺和诺德获得血友病A项目和2seventy bio的体内基因编辑技术平台的权益，后者主要用于开发治疗自免疾病的自体或同种异体细胞疗法。协议签署后，参与该技术平台开发的2seventy bio团队也将加入诺和诺德，并继续推进其开发。 链接网址请戳我 上下滚动查看更多 会议信息 2024年8月29-30日 上海求实医药咨询有限公司举办ICNS 2024 第四届中枢神经系统药物深度聚焦论坛 各会议具体详情和参会方式，请滑动下方文字 ICNS 2024 第四届中枢神经系统药物深度聚焦论坛 主办方：上海求实医药咨询有限公司 会议时间：2024年8月29日-30日 会议地点：南京 会议主旨：深化基础研究，提升药物开发成功率，突破技术瓶颈，并探索新疗法的前沿进展。 链接网址请戳我 上下滚动查看更多 版权信息 本文内容均由小编收集于公开的各个网络平台，发布的目的仅为了方便大家一站式了解AIDD行业信息，并未对发布源头进行真实性验证。如您发现相关信息有任何版权侵扰或者信息错误，请及时联系AIDD Pro（请添加微信号sixiali_fox59）进行删改处理。 原创内容未经授权，禁止转载至其他平台。有问题可发邮件至sixiali@stonewise.cn 关注我，更多资讯早知道↓↓↓

从2014年Keytruda和Opdivo两款PD-1单抗获批以来，肿瘤免疫疗法（Tumor immunotherapy，IO）已成为肿瘤治疗领域的基石。然而即便如此，IO疗法也只能让部分患者从中获益（单药有效率仅20%-30%），其余大量患者无法产生应答。为了克服检查点抑制剂的耐药性，研究者们做了很多研究，其中转化生长因子（TGF-β）被认为具有克服检查点抑制剂耐药性的潜力。PART.01历久弥新的“双面”靶点——TGF-β事实上，TGF-β于1978年就被发现，是抗体药物领域的老靶点。几十年来，对于TGF-β作用机制的研究不断有新进展，研究人员希望在TGF-β身上，找到肿瘤免疫疗法的新突破口，不过这并不容易。TGF-β信号通路包含多种功能细胞因子，其共有3个亚型，分别为TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3。TGF-β通过TGF-β/SMAD（一些转录激活因子）信号通路在细胞增殖、分化、迁移、凋亡、上皮-间质转化（EMT）、细胞外基质沉积以及炎性反应调节等方面发挥重要作用，并参与介导组织与器官的正常生长和发育、机体的免疫反应等生物过程。图1. TGF-β的信号传导机制，来源：参考1值得注意的是，TGF-β信号通路在肿瘤发生过程中表现出双重作用，能够分别扮演着促进肿瘤转移或抑制肿瘤生长的角色。在正常细胞中，TGF-β会诱导如自噬相关蛋白（4EBP1）、细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）等抑制剂的表达，来抑制肿瘤细胞的增殖。也可以通过促进Bcl-2（细胞凋亡蛋白家族成员之一）、DAPK（细胞死亡相关蛋白激酶）、GADD45b（生长停滞与DNA损伤诱导蛋白）等因子的表达，来诱导肿瘤细胞凋亡；以及抑制血管内皮细胞的生长和血管的成熟，从而阻断肿瘤营养的供给。这些作用维持了正常组织内的动态平衡，在早期阶段防止肿瘤形成。不过，TGF-β对恶变前癌细胞施加的压力，会迫使肿瘤细胞通过突变等手段避开TGF-β的抑制作用。这时候，TGF-β就变成了协助肿瘤细胞进行免疫逃逸的“叛军”。TGF-β首先会影响肿瘤微环境，即肿瘤在发生和发展过程中所处的内环境。TGF-β对于肿瘤微环境中所有免疫细胞，如T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等都表现出了免疫抑制，宿主抵抗肿瘤的能力也因此受到影响。另外，TGF-β可以通过诱导HMGA2（高迁移率族蛋白A2）、Snail1/2（肿瘤相关成纤维细胞活化相关蛋白）等转录因子的表达，诱发EMT，通过EMT肿瘤细胞得以实现扩散，侵入淋巴管和血管。不仅如此，TGF-β表达上调会促使VEGF-A（血管内皮生长因子A）等因子分泌，刺激血管生成，新生成的血管将为癌细胞的生长提供营养物质，助力癌细胞的生长和转移。研究还发现，TGF-β信号通路还与肿瘤细胞的耐药性相关。它可以通过上调PKCα（蛋白激酶Cα）表达增强肿瘤细胞的耐药性。总之，“叛变”后的TGF-β变成了肿瘤细胞的得力助手。PART.02靶向TGF-β的药物研发针对TGF-β促进肿瘤转移的机制，研究者们展开了TGF-β抑制剂的开发。其中，抗体药物因为拥有更好的靶向特异性和更好的药代动力学性质而备受关注。从正在开发的TGF-β靶向候选药来看，主要包括TGF-β单抗、双抗靶向药以及细胞治疗产品三大类。 01  TGF-β单抗靶向药NIS793是诺华旗下一款潜在的FIC（同类首创）全人源抗TGF-β IgG2单克隆抗体，可抑制肿瘤细胞的TGF-β通路，并调控肿瘤微环境，逆转免疫抑制和纤维化。目前，诺华正在全球范围内开展多项NIS793的临床试验，涉及的适应症包括转移性胰腺导管腺癌、转移性结直肠癌、肺癌等。其中，NIS793治疗胰腺导管腺癌的研究已进入到III期临床阶段。图2. NIS793（尼斯奇塔单抗）知识图谱，来源：药渡数据Galunisertib由礼来公司研发，是礼来在TGF-β领域抑制剂开发的先导，临床适应症主要指向骨髓增生异常综合征（MDS）、肝细胞癌（HCC），2014年即启动了MDS的II/III期临床，并于2017年完成；2011年启动的转移性胰腺癌Ib/IIa期试验，也于2016年完成；2017年8月发起的一项子宫/卵巢癌肉瘤患者的Ib期试验，目前暂未完成。图3. Galunisertib知识图谱，来源：药渡数据GFH018是劲方医药研发的一款口服小分子TGF-β抑制剂，于2019年进入临床试验，其在多种人体细胞系和疾病动物模型中显示出了良好的抗肿瘤药效和成药性，并显示了与免疫检查点抑制剂协同增效的作用。目前GFH018联合PD-1抑制剂（特瑞普利单抗）的全球多中心试验在中国大陆、中国台湾、澳大利亚进行，GFH018联合PD-1抑制剂及同步放化疗的联合疗法也在中国大陆进行。图4. GFH018（GF-101）知识图谱，来源：药渡数据YL-13027由璎黎药业研发，主要用于肝细胞癌等实体瘤适应症以及多发性骨髓瘤和MDS的治疗。临床前研究表明，YL-13027具有很高的体内外活性，优良的动物体内药代特性，显著的抗肿瘤效果和很高的安全性。在多种肿瘤模型药效试验中，YL-13027显示出了作为免疫抗肿瘤药物的能力，它通过显著增加肿瘤中肿瘤浸润淋巴细胞的数量来抑制肿瘤的生长，且和抗PD-L1抗体有很好的协同效果。YL-13027目前正在开展I期临床试验。图5. YL-13027知识图谱，来源：药渡数据 02  TGF-β双抗靶向药除了单抗药物，靶向TGF-β的双抗药物也是一个重要研发方向，其中以PD-L1/TGF-β双抗居多，它可通过同时阻断PD-L1和TGF-β这两个免疫抑制信号通路，从而恢复和增强机体的抗肿瘤反应。表1. 处于临床阶段的TGF-β双抗药物，来源：公开资料整理M7824在众多正在研发的TGF-β双抗药物中，默克/GSK的PD-L1/TGF-β双抗M7824（bintrafusp alfa）本来是进展最快的，但是在后续研发中却遭遇了一连串打击。M7824曾被认为是“PD-1 2.0”潜力选手，这是因为在2018年的ASCO大会上，M7824的I期临床数据非常优秀。研究显示，在使用1200mg剂量组的40例非小细胞肺癌（NSCLC）患者中，PD-L1阳性患者的客观缓解率（ORR）达到了惊人的40.7%，PD-L1高表达患者的ORR则高达71.4%，而在使用PD-1患者群体中，这个数值则为29-44%，有效率明显高于PD-1。图6. M7824作用机制示意图，来源：药渡数据在后面的ESMO大会上，M7824在含铂化疗一线治疗后病情进展的亚洲胆管癌患者中，ORR为23%。FDA因此授予M7824治疗胆管癌的孤儿药资格认定。2019年2月，GSK与默克宣布，双方达成全球战略合作联盟，共同负责M7824在全球范围内的临床开发及商业推广，交易总额高达37亿欧元。M7824凭一己之力使PD-L1/TGF-β成为医药界的新星。国内药企也抓住这一机会纷纷入局，其中恒瑞医药遥遥领先。不过好景不长，2021年，M7824接连遭遇多次失败。2021年1月份，M7824在微卫星高度不稳定（MSI-H）/错配修复缺陷（dMMR）实体瘤II期临床以及NSCLC III期临床研究中失败；2021年3月，M7824单药二线治疗局部晚期或转移性胆道癌（BTC）的II期临床试验失败：ORR为10.1%，未达到预先设置的阈值；2021年8月，M7824联合吉西他滨和顺铂一线治疗BTC患者的研究也宣告失败。2021年9月，默克宣布与GSK达成协议，终止M7824相关的合作。至此，默克对M7824的研发热情大大下降。从默克发布的2022年年报中，已经看不到M7824的身影。PD-LI/TGF-β的未来充满阴霾。表2. 默克公司的肿瘤研发管线，来源：默克2022年年报SHR-1701不过，国内研发进度靠前的恒瑞医药并未选择放弃，其自主研发的抗PD-L1/TGF-β双抗SHR-1701于2018年7月获得国家药监局的I期临床试验批件，成为国内第一个进入临床阶段的PD-L1/TGF-β双抗。根据恒瑞医药2022年年报显示，目前仍有12项关于SHR-1701的临床试验在推进，其中绝大多数为与其他药物的联用。PM8001、TQB2858 & LBL-015除恒瑞外，国内还有普米斯生物的PM8001、正大天晴的TQB2858以及维立志博的LBL-015，临床进度靠前。其中PM8001以分子量小、稳定性好的单域抗体为基础，同时靶向包括PD-L1的两个肿瘤相关靶点，从而提高抗肿瘤活性及疗效。目前，PM8001正处于临床II期阶段。 03  靶向TGF-β的细胞治疗产品除了单抗和双抗产品外，也有公司针对TGF-β开发细胞治疗产品。迪诺仑赛注射液永泰生物的迪诺仑赛注射液（原称CAR-T-19-D2、CART-19-DNR）即为靶向CD19抗原且拮抗TGF-β下游信号通路的一款CAR-T产品。在这款产品中，经过改造的T细胞可以直接识别CD19分子并杀伤携带靶标的细胞，从而达成治疗肿瘤的目的。此外，同步转录翻译表达细胞内部拮抗TGF-β下游信号通路的蛋白，具有阻遏肿瘤微环境中存在TGF-β所导致的免疫抑制效应的潜力，防止CAR-T细胞免疫杀伤能力的削弱与耗竭，从而进一步提高治疗效果。迪诺仑赛注射液旨在于解决CAR-T细胞对实体瘤治疗持久性不够、治疗效果欠佳的痛点。PART.03小结总的来说，由于TGF-β作用机制相对复杂，靶向TGF-β产品的开发仍有很多问题待解决。目前在最有前景的双抗领域，默克减缓M7824的研发进展到底是对是错？恒瑞医药能否“弯道超车”？都值得我们期待……参考资料：1. Rik Derynck et al. TGFβ biology in cancer progression and immunotherapy. Nature Reviews Clinical Oncology (2020).2. Zhai T, Wang C, Xu Y, et alGeneration of a safe and efficacious llama single-domain antibody fragment (vHH) targeting the membrane-proximal region of 4-1BB for engineering therapeutic bispecific antibodies for cancer. Journal for ImmunoTherapy of Cancer 2021;9:e002131. doi: 10.1136/jitc-2020-002131.3. Biomarkers and overall survival in patients with advanced hepatocellular carcinoma treated with TGF-βRI inhibitor galunisertib.4. http://www.cninfo.com.cn/new/disclosure/detail?stockCode= 06978& announcementId= 1216181462& orgId=9900044697&announcementTime =2023-03-21.封面图来源：123rf精彩推荐FDA亲自帮忙修改临床终点，结果还是没打过安慰剂...药时代路演第三期 | 抗体领域龙头企业优质系列双抗对外授权7月“裁报季”，15家药企宣布裁员！73亿美元并购，刚宣布裁员节流的Biogen，就把手里的现金全花了......点击这里，与药时代一起快乐学习！

中文摘要转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）是一种多效性细胞因子，属于调节细胞生长和分化的TGF-β超家族。在肿瘤发展的后期，自分泌和旁分泌的TGF-β可能通过诱导上皮-间质转化、促进肿瘤血管生成、调节免疫抑制来调控肿瘤的转移和复发。因此，TGF-β被认为是晚期肿瘤生长、进展和转移潜能的重要因素。中和或阻断TGF-β是一种干预和干扰肿瘤生长关键启动子的独特方法，可能会提供一个新的治疗机会。此文就TGF-β的结构、功能及其在肿瘤微环境中的作用机制进行综述，并列举了一些在研的靶向TGF-β药物，旨在为抗肿瘤药物的开发和临床应用提供参考。正文肿瘤微环境是肿瘤细胞在机体内赖以生存的局部组织环境[1]，包括肿瘤细胞周围的各种细胞（内皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞等）和各种细胞外组分（细胞外基质、细胞因子、激素等）。它们围绕在肿瘤细胞周围，由血管网滋养，并相互作用，共同阻碍机体对肿瘤细胞的免疫杀伤作用，从而促进肿瘤的增殖、恶化和转移[2]。作为一种多功能细胞因子，肿瘤微环境中的转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）在众多恶性肿瘤的发生、发展和转移中都发挥了至关重要的作用，越来越多的证据表明其具有成为肿瘤免疫治疗靶点的潜力。本文对TGF-β的结构、功能及其靶向药物研究进展等进行综述，为靶向TGF-β抗肿瘤药物的研发提供参考。1TGF-β及信号通路概述TGF-β家族庞大，自1978年首次分离获得该家族第一个成员TGF-β以来，迄今已有TGF-β的5种亚型、抑制素/激活素、骨形态发生蛋白和抗穆勒管激素等家族成员被相继发现[3]。其中，TGF-β是该家族中研究较多的一种多功能细胞因子。TGF-β是相对分子质量为25 000的同源二聚体，由2个相对分子质量为12 500的亚基通过二硫键连接而成[4]。TGF-β不同亚型在物种间的分布略有不同，TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3在哺乳动物中高度保守，编码基因具有70%~80%同源性，被认为出现在后生动物进化的早期[5]；TGF-β4和TGF-β5目前研究较少，主要存在于鸟类和两栖类动物体内。由于包括大多数免疫细胞在内的几乎所有细胞均分泌潜伏形式TGF-β1[6-7]，且TGF-β1是肿瘤细胞中表达最高的亚型[7]，故而TGF-β1是研究TGF-β的焦点。TGF-β通过自分泌或旁分泌的方式以前体蛋白质的形式表达[8]，在肿瘤微环境中经过剪切其N端延迟相关肽后形成成熟肽，2个TGF-β成熟肽分子再通过形成链间二硫键最终得到具有生物活性的同源二聚体[6]。成熟的TGF-β从其潜伏形式中激活和释放，并与质膜上的受体直接结合启动信号转导的级联反应，从而引发对响应细胞的生物作用。研究表明，发育中的胚胎和成年动物中所有类型细胞都携带TGF-β受体（TGF-β receptor，TGF-βR)，共有5种亚型[9]，即TGF-βRⅠ—TGF-βRⅤ。这些受体可以通过内在催化活性发出信号，也可以作为促进或抑制配体呈递给信号受体的感受器TGF-βR来发挥作用，其中表现出内在催化活性的TGF-βRⅠ和TGF-βRⅡ是ATP依赖性蛋白激酶，N端是亲水性胞外区，能识别配体的特定结构域，其次是a螺旋跨膜结构域，C端是具有激酶活性的胞内区，接受ATP并磷酸化下游底物的丝氨酸/苏氨酸位点[10]；发挥调节作用的感受器TGF-βRⅢ是镶嵌在细胞膜上的糖蛋白，不直接与TGF-β结合，但能促进TGF-β与TGF-βRⅠ、TGF-βRⅡ的结合[11]。TGF-β与受体的结合启动下游信号通路，包括Smad通路与非Smad通路。Smad蛋白穿梭于细胞质与细胞核之间，是TGF-β信号转导进核的介质蛋白。在Smad通路中，TGF-β首先与TGF-βRⅡ胞外段结合，其胞内段结合并磷酸化TGF-βRⅠ的胞内区[12]，接着TGF-βRⅠ通过在其C端区域的特定丝氨酸残基处的磷酸化激活Smad2蛋白和Smad3蛋白，再招募Smad4蛋白形成Smad2/Smad3/Smad4异源三聚体复合物,该三聚体复合物通过核孔进人细胞核，继续与各种辅因子相互作用以调控TGF-β依赖的基因表达[10]，见图1。除了Smad介导的经典信号通路，TGF-β也可以通过其他信号通路调控机体生理过程，包括丝裂原活化蛋白激酶通路、PI3K/Akt通路以及JAK/STAT等信号通路[13]。丝裂原活化蛋白激酶广泛存在于真核细胞内，能通过TGF-β信号通路引起细胞发生上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）[14]。PI3K/Akt通路则是TGF-βR与磷脂酰肌醇3激酶的p85亚基结合后，磷酸化并激活下游底物Akt调控基因表达，进而促进肿瘤细胞的增殖和转移。此外，激活的Akt可防止Smad3的磷酸化，从而衰减Smad3依赖性信号传导。JAK/STAT信号通路中信号转导和转录激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）被JAK激酶（与TGF-βRⅠ相互作用）磷酸化并激活，以响应TGF-β并调节TGF-β靶基因亚群的表达。在成纤维细胞中，JAK/STAT通路充当TGF-β促纤维化作用的介质[15]。TGF-β通过上述信号转导网络，对细胞增殖、分化、凋亡以及血管生成等方面产生重要影响。因此，进一步明确TGF-β对肿瘤细胞发挥的生物学功能可能在临床上为肿瘤靶向治疗提供参考。2TGF-β与肿瘤肿瘤微环境中的TGF-β通过作用于肿瘤细胞及机体免疫细胞来影响肿瘤的发生、发展和转移。随着肿瘤发展进程，TGF-β表现出双重作用，即在肿瘤细胞的恶变前期，TGF-β通过抑制肿瘤细胞增殖和促进肿瘤细胞凋亡这两种途径来阻止肿瘤形成，而一旦肿瘤在机体中形成，TGF-β则通过诱导EMT、促进肿瘤新血管生成、帮助肿瘤细胞发生免疫逃逸等途径来实现肿瘤的继续发展与转移。TGF-β在肿瘤发生、发展进程中扮演双刃剑的角色，这种功能的相悖性被称为“TGF-β悖论”[16]。2.1TGF-β对肿瘤的抑制作用在肿瘤形成之前，TGF-β可以通过抑制肿瘤细胞增殖和促进肿瘤细胞凋亡2种途径来发挥抗肿瘤作用。其中，抑制肿瘤细胞增殖又有2种途径：（1）TGF-β诱导细胞周期性依赖性激酶抑制因子p15、p21和p27的表达，阻止肿瘤细胞在分裂周期中由G1期向S期过渡；（2）c-Myc是参与细胞生长和分裂的主要转录因子，TGF-β通过下调c-Myc的表达，抑制肿瘤细胞分裂[17]。TGF-β不仅可以抑制肿瘤细胞增殖，也可以通过作用于凋亡相关效应分子来促进肿瘤细胞凋亡。Humbert等[18]的实验表明在人黑色素瘤中，TGF-β能通过TGF-β/Smad信号通路诱导白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）分泌增加，而LIF通过磷酸化STAT3使其结合到p21启动子上从而诱导p21基因表达，后者以胱天蛋白酶3/7依赖方式诱导肿瘤细胞凋亡。此外，在原发性肝癌中TGF-β能上调死亡相关蛋白激酶的表达，诱导肝细胞发生细胞凋亡[19] ，提示增强TGF-β诱导的肿瘤细胞凋亡，可能作为肿瘤在早期阶段的治疗策略。2.2TGF-β对肿瘤细胞的促进作用2.2.1  TGF-β促进肿瘤发生EMT    肿瘤形成后，肿瘤细胞通过EMT介导肿瘤的浸润转移进程。在此过程中，立方形的上皮细胞转变为狭长的纺锤体形的间质细胞，失去细胞极性，上皮细胞标志物E-钙黏蛋白减少，间质细胞标志物波形蛋白表达增加，细胞与基底膜的连接丧失，细胞流动性增加，肿瘤细胞获得向周围组织迁移、侵袭的能力[20]。EMT过程被普遍认为是肿瘤转移的根本原因，而TGF-β是几乎所有上皮组织中发生EMT必不可少的诱导因子[11]。王栋等[21]通过对食管癌细胞转染TGF-β1小干扰RNA降低TGF-β1表达，随后发现该细胞的E-钙黏蛋白表达上调，波形蛋白表达下调，且肿瘤细胞的侵袭能力降低，说明TGF-β1是促进食管癌细胞发生EMT过程的有效因子。此外，在肿瘤转移后的定植位点发生的EMT逆向过程间质-上皮转化会促进形成肿瘤转移后的病灶[22]。2.2.2  TGF-β促进肿瘤血管生成    肿瘤的发展和转移需要经血管从宿主摄取大量的养分。肿瘤血管的生成是指在原来已存在的血管中形成密集的新血管。肿瘤微环境中的TGF-β能作用于肿瘤细胞，使之分泌血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），从而刺激内皮细胞和毛细血管腔生成，对晚期肿瘤的血管形成起到关键性作用[23]。李桃英等[24]在临床研究中发现增生期子宫内膜肿瘤患者血清中VEGF、TGF-β1的表达量均高于健康对照组女性，且恶性肿瘤组高于良性肿瘤组，同时TGF-β1表达量与VEGF呈现正相关。刘竞等[25]在人膀胱癌细胞中构建并转染TGF-β1小干扰RNA表达载体，发现VEGF表达量下调；而在高表达TGF-β1的癌细胞系中VEGF表达量随之升高。这些证据说明在肿瘤微环境中TGF-β1可能通过上调VEGF的表达来促进肿瘤新血管的生成，进而促进肿瘤发生迁移。另外，TGF-β能促进基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）的表达，而MMP能够分解细胞外基质，降低细胞黏附性，增强血管内皮细胞的迁移能力，从而利于新血管生成[26]。2.2.3  TGF-β诱导肿瘤细胞免疫逃逸    在肿瘤发生过程中，肿瘤微环境中的TGF-β可以使肿瘤细胞逃避机体免疫系统的监视。自然杀伤（natural killer，NK）细胞通过其独特的能力对肿瘤细胞做出反应，在没有适应性应答的情况下识别应激细胞，从而实现快速免疫应答。TGF-β能抑制NK细胞中的IFN-γ和T-bet表达，从而抑制Th1应答[23]。此外，树突状细胞（dendritic cell，DC）是最有效的APC，在肿瘤免疫中起着关键作用。TGF-β通过抑制MHC-Ⅱ基因的表达在体外抑制DC的抗原呈递能力。DC的耐受由TGF-β信号诱导免疫抑制分子吲哚胺2，3-双加氧酶（indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO）和精氨酸酶介导，在乳腺癌和黑色素瘤的模型中TGF-β通过上调浆细胞类DC中的IDO和骨髓DC中的CCL22趋化因子来介导免疫逃逸[27]。与此同时，肿瘤微环境中的TGF-β能促进T细胞向调节性T细胞方向分化，进而抑制CD8+ T细胞介导的对肿瘤细胞的杀伤作用，诱导肿瘤发生免疫逃逸[28]。此外，肿瘤微环境中的TGF-β能促进巨噬细胞从具有抗肿瘤作用的M1表型向抗炎、免疫抑制的M2表型转变[11]。3靶向TGF-β的在研药物鉴于TGF-β信号通路在肿瘤的发生、发展和转移过程中发挥着巨大的作用，通过抑制TGF-β的产生或者阻断其信号转导等途径以限制肿瘤进展已成为抗肿瘤治疗的一种有效手段。目前，临床上已有多种靶向TGF-β的在研药物，主要包含单克隆抗体（单抗）和TGF-βR融合蛋白、靶向TGF-β的反义寡核苷酸链及TGF-βR激酶抑制剂。3.1单抗和融合蛋白Fresolimumab（GC1008）是一种人源性 IgG4抗TGF-β单抗，由1D11鼠源抗体经嵌合改造获得，可同时靶向TGF-β1、2、3，目前在晚期恶性黑色素瘤和肾细胞癌患者中进行Ⅰ期临床试验。患者在第0、28、42和56天接受静脉注射Fresolimumab，剂量递增。至少达到疾病稳定的患者可接受延长治疗，包括每2周4剂注射，最多2个额外的疗程。有29例患者接受了治疗，其中22例在剂量递增中，7例在安全队列扩展中。没有观察到剂量限制性毒性，并且确定最大剂量15 mg/kg是安全的。其中可逆性皮肤角膜棘皮瘤/鳞状细胞癌（4例患者）和角化过度的发展是观察到的主要不良事件。1例恶性黑色素瘤患者获得部分缓解，6例病情稳定，中位无进展生存期为24周[29]。SAR439459是法国赛诺菲公司在研的一种靶向TGF-β的单抗，SAR439459单药或联合抗程序性死亡蛋白1药物西米普利单抗治疗进展期实体瘤安全性及抗肿瘤活性的临床试验正在招募患者(NCT03192345)。LY3022859是一种抗TGF-βRⅡ单抗，在临床前评估中对乳腺癌有疗效，但Ⅰ期临床试验在14例转移性肿瘤患者中观察到不可控的细胞因子释放综合征，使试验提前终止[30]。SRK-181是一种IgG4/kappa亚型的全人源抗体，能高特异性、高亲和力地结合TGF-β1前体复合物，但不结合TGF-β2或TGF-β3。在临床前研究中，使用SRK-181联合抗PD-1单抗治疗小鼠肿瘤模型能够让效应T细胞在肿瘤微环境中浸润并扩增，观察到持续的抗肿瘤效应[31]。同时由于高特异性，SRK-181在成年大鼠中的最大剂量增加到每周给药100 mg/kg也没有观察到药物毒性。AVID200是一类高亲和力TGF-βRⅡ Fc融合蛋白药物，可在pmol级水平有效中和TGF-β1和TGF-β3，但不结合TGF-β2。AVID200的选择靶向性使其成为纤维化疾病和肿瘤免疫治疗中极具开发潜力的药物。目前该药已进入Ⅰ期临床研究[32]。M7824是德国默克公司研发的一种双功能融合蛋白，能特异性地同时结合程序性死亡受体配体1（programmed death-ligand 1，PD-L1）和 TGF-β。在小鼠肿瘤模型中，M7824比用抗PD-L1抗体或TGF-β陷阱治疗能更有效地抑制肿瘤生长和转移[33]。使用M7824治疗晚期非小细胞肺癌，患者中位总生存期为17.1个月，与抗PD-1单抗治疗相比有显著延长。另外，长达3年的随访结果表明M7824对PD-L1高表达的患者具有可控的安全性，且具有较长的缓解持续时间和较好的长期临床获益[11]。但在治疗接受过免疫检查点抑制剂后疾病进展的微卫星高度不稳定/错配修复缺陷实体瘤患者的Ⅱ期临床研究（NCT03436563）中，M7824未显示出抗肿瘤活性而以失败告终，包含159例患者的M7824单药二线治疗局部晚期或转移性胆道癌的Ⅱ期临床试验也因未达到主要终点而终止。目前，M7824还有宫颈癌、乳腺癌、尿路上皮癌、非小细胞肺癌联合疗法等多项处于不同阶段的临床试验。3.2靶向TGF-β的反义寡核苷酸链反义寡核苷酸链AP12009靶向沉默TGF-β2 mRNA，用于恶性黑色素瘤和胶质瘤的治疗。在难治型胶质瘤的Ⅰ/Ⅱ期临床试验中，10 μmol/L AP12009治疗组的中位生存期为12.0个月，80 μmol/L AP12009治疗组为13.1个月，标准化治疗组为11.0个月，表明AP12009可能是一种很有希望的抗肿瘤药物[34]，具有较高的开发潜力。目前，AP12009已进入治疗转移性黑色素瘤、胰腺癌和转移性结直肠癌的Ⅲ期临床研究。STP705是一种在研的靶向TGF-β1和COX-2基因的小干扰RNA治疗药物，由多肽纳米颗粒配制而成。在临床前动物模型中，STP705给药增加了T细胞对肝脏肿瘤的渗透，并增加了肝细胞癌模型中抗PD-L1抗体的疗效。在1项正在进行的评估STP705的Ⅱ期临床研究中，通过每周1次病灶内注射，共持续6周用于治疗非黑色素瘤皮肤癌，中期分析表明一些患者的病变出现组织学清除，且接受治疗的患者没有出现皮肤不良反应[35]。3.3TGF-βR激酶抑制剂小分子抑制剂SB-431542能特异性结合到TGF-βRⅠ，通过抑制其激酶活性来阻断下游Smad2/3磷酸化，从而阻断TGF-β/Smad信号通路。SB-431542在恶性神经胶质瘤细胞中能够抑制血管生成，阻断肿瘤细胞的迁移作用，同时能有效抑制TGF-β诱导的人骨肉瘤细胞增殖和迁移[36]。Galunisertib（LY2157299）是目前研究最广泛的新型口服小分子抑制剂，其作用机制与SB-431542相同，能抑制TGF-βRⅠ激酶活性[37]。Galunisertib在乳腺癌、结肠癌、肺癌和肝癌异种移植肿瘤中具有抗肿瘤活性[38]。在人体剂量研究中，56例胶质瘤患者中有12例观察到临床获益，且300 mg/d的Galunisertib安全性良好，可用于未来的临床研究[39]。Vactosertib（TEW-7197）是处于临床开发中的TGF-βRⅠ选择性小分子抑制剂，特异性靶向TGF-βRⅠ的腺苷-5’-三磷酸结合位点，从而抑制Smad2和Smad3的磷酸化来阻断下游信号通路。Ⅰ期剂量递增研究在晚期实体瘤患者中评估了Vactosertib的安全性、有效性以及与TGF-β反应特征的相关性，患者在剂量范围内（30~340 mg）每日1次接受Vactosertib，持续5 d，休息2 d。结果表明Vactosertib的安全性和耐受性良好，但最大耐受剂量尚未确定；接受≥140 mg治疗的17例患者中有6例病情稳定（35.3%），并且成纤维细胞TGF-β反应特征比进行性疾病患者更高[40]。4展望TGF-β是一种多效细胞因子，根据所处的肿瘤微环境，可以产生促肿瘤或抗肿瘤作用。在肿瘤形成后，TGF-β能通过介导EMT、促进血管生成、诱导免疫逃逸等作用来促进肿瘤细胞的生长、浸润与转移。尽管大量临床前和转化研究表明，阻断TGF-β是一种潜在有效的治疗策略，但从实验室到临床的转化进展缓慢，目前尚未有靶向TGF-β药物被批准用于癌症治疗，这可能与TGF-β的双重作用有关。阻断TGF-β信号通路，同时解除肿瘤微环境的免疫抑制，已成为目前研究靶向TGF-β药物的热门方向，而如何设计TGF-β抑制剂与免疫检查点抑制剂的联用还需要进一步思考与探索。引用本文：马钧. 转化生长因子β在肿瘤微环境中的作用及其靶向药物研究进展 [J]. 国际生物制品学杂志, 2023, 46(2): 103-108.  DOI: 10.3760/cma.j.cn311962-20220127-00009