單克隆抗體藥物在急性髓系白血病中的研究進展

劉霽萱 劉姝瑋

急性髓系白血病(acute myelogenous leukemia,AML)以原始髓系祖細胞惡性增殖為主要特征,不能進一步分化成體內正常成熟白細胞。作為一種常見的血液惡性腫瘤,AML 患者占急性白血病患者的70%,是國內十大惡性高發腫瘤之一,發病率為3.4/10 萬［1］。據流行病統計可獲得的數據,截止到2020年,美國AML 新增確診病例預計將達到19940例［2］。在如今的臨床治療方案中,對AML 主要采取“誘導治療+鞏固治療”的聯合療法,即在誘導期采用化學療法抑制異常增殖的白細胞,采取造血細胞移植(allo-HCT)后,輔助化療等手段降低AML 的復發［3］。但傳統的化療手段對于AML 患者效果并不理想,而allo-HCT 雖然能有效提高治愈率,但復發率也較高。單克隆抗體作為新興有效的免疫治療手段,在新的時期顯示出對AML 獨特的治療前景。

1 單克隆抗體技術概述與應用

1.1 單克隆抗體的基本技術 抗體是具有由4 條多肽鏈通過二硫鍵而相互連接形成的基本結構,其中高變區的氨基酸序列決定了抗體的特異性［4］。當運用適當技術制備并培養特定B 細胞時,可分泌產生只針對靶點抗原且高度一致的特異性抗體,這種能高效發揮免疫作用的誘導抗體即為單克隆抗體。根據對疾病治療的性質,單克隆抗體藥物可分為預防性單抗和治療性單抗兩大類。預防性單抗可以用于防治因病毒感染所導致的流感、感染等疾病。而在對癌癥的免疫治療中,治療性單抗技術運用在患者體內,通過誘導抗體依賴性細胞毒性 (ADCC)、促進腫瘤抗原靶向抗體的交叉呈遞或觸發獨特型網絡等關鍵機制,刺激宿主腫瘤抗原特異性免疫反應,誘導癌細胞凋亡或被吞噬細胞清除［5］。

在當前的研究中,使用雜交技術生成單克隆抗體是一種基本且標準的應用手段。首先要用特定抗原對動物進行適當的免疫,其次將動物體內制備的B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合,生成雜交瘤細胞,最終培養、選擇并提取所需的單抗［6］。雖然雜交瘤技術是極具開創性的,但是傳統的小鼠衍生單抗治療效果有限。因此當前的DNA 編碼或mRNA 編碼的單抗設計方案,抗體噬菌體顯示庫的開發,立體特異性靶向以及單抗所衍生出的雙特異性抗體等新興技術和平臺,更加促進單抗技術的發展和成熟［7-11］。

1.2 單克隆抗體技術在癌癥中的研究進展 從1975年首次提出單克隆抗體的概念起,單抗被認為在癌癥的免疫治療中具有獨特的治療前景。甚至經過多年的研究,各種基于單抗的癌癥治療方法正在獲得極大的進展,包括直接應用單抗靶向癌細胞、間接應用單抗改變宿主對癌細胞的應答、通過單抗將細胞毒性部分傳遞給癌細胞以及使T 細胞重新定向到靶細胞［12］。如今,無論在固體腫瘤還是造血性癌癥中,單抗都占有舉足輕重的地位。在已有的研究中表明,抗表皮生長因子受體(EGFR)單抗的應用與鱗狀細胞肺癌患者整體存活率的適當提高有關［13］。而對于人表皮生長因子受體-2(HER2)陽性乳腺癌而言,有效的治療手段則主要依靠使用單克隆抗體和酪氨酸酶抑制劑來阻斷HER2 信號通路［14］。Pembrolizumab 作為一種程序化死亡配體1(PD-L1)單抗,在對晚期老年性腦癌患者的臨床研究中也證明了其安全性和有效性,顯示出患有單抗對PD-L1 陽性固體腫瘤的治療可行性［15］。在造血性癌癥方面,單抗也有很顯著的臨床研究進展。在急性淋巴細胞白血病 (ALL) 中,靶向CD22單抗藥物(inotuzumab ozogamicin)帶來了革命性的治療模式,顯著改善了復發/難治(R/R)ALL 患者的臨床療效［16］。同時,針對CD3 的人源化非 Fcγ 受體 (FcγR) 結合單克隆抗體 (mAbs) 在CD3 T 細胞急性淋巴白細胞白血病 (T-ALL)的異種移植 (PDX) 模型中具有抗白血病特性,顯示出提高宿主存活率的理想結果［17］。2017年的一項研究中,一種靶向蛋白酪氨酸磷酸酶受體G(PTPRG)的新型單抗在研究中能檢測出慢性粒細胞白血病 (CML)患者中PTPRG 的下調,為其開發提供了新思路［18］。這些研究成果表明了單抗的巨大潛力,為其在AML 中的應用和新發展提供了有力證據。

2 單克隆抗體在AML 中的應用

2.1 吉妥珠單抗奧唑米星(gemtuzumab ozogamicin,GO)近40年來,AML 的標準治療方案是柔紅霉素(Daunorubicin,DNR)與阿糖胞苷聯合7+3 常規誘導化療法(DA)［19］。雖然該種方法對新發AML 患者的初始緩解率很高,但許多患者治療后出現復發,總生存期(OS)仍然不容樂觀。CD33 抗原在絕大多數 AML 細胞表面表達,但在正常造血干細胞表面不表達,因此可作為靶向治療AML 的良好靶點之一。吉妥珠單抗奧唑米星是細胞毒素卡奇霉素(CLM)與人源化CD33 單克隆抗體共價連接后形成的抗體偶聯藥物,可與CD33 抗原高度結合［20］。GO 與CD33 抗原結形成抗原-抗體復合物可進入細胞溶酶體,水解并釋放卡奇霉素,促使雙鏈及單鏈DNA 斷裂,腫瘤細胞裂解凋亡。

為探究GO 對AML 治療有效性,Lambert 等［21］進行了Ⅲ期ALFA-0701 臨床試驗。試驗將271例年齡為50～70 歲的新發CD33 陽性且無既往治療史的AML 患者隨機分組分別進行DA［DNR+阿糖胞苷(AZA)］或DA+GO(3 mg/m2,d1,d4,d7),經治療完全緩解(complete response,CR)的患者再次根據原始分組進行2個療程DA 或DA+GO(3 mg/m2)鞏固化療。實驗結果表明接受DA+GO 治療患者的2年無事件生存率(EFS)為40.8%［95%CI(32.8,50.8)］顯著高于僅接受DA 治療患者的17.1%［95%CI(10.8,27.1)］［22］,其中位EFS分別為17.3個月和9.5個月［HR=0.56,95%CI(0.42,0.76)］。另外吉妥珠單抗單獨用藥的安全性和有效性也在MyloFrance-1 試驗中得到證實。該試驗對57例首次復發的CD33 陽性AML 患者進行單療程GO 治療,試驗結果顯示26%的患者達到CR,中位緩解時間達到11.6個月。因此可以得出,GO 輔助標準化療對新發及復發AML 患者病情的改善均具有積極作用。

吉妥珠單抗奧唑米星最初于2000年獲美國食品藥品監督管理局(FDA)批準上市,用于治療首次復發的60 歲以上CD33 陽性AML 患者,但因在后續臨床試驗中未能證明其有效性［23］,最終于2010年退出市場。在調整用藥劑量并配合大量臨床數據支撐后證明其有利的風險-收益比后,最終于2017年獲得FDA 批準重新上市,用于治療復發性CD33 陽性AML。截至目前,吉妥珠單抗奧唑米星仍然是AML 治療的主流手段之一。

2.2 莫洛利單抗 CD47 是一種在細胞表面的跨膜免疫球蛋白,在許多血液學和實體癌中廣泛表達［24,25］,其中81%的AML 患者細胞表面CD47 表達率至少是正常骨髓細胞(normal bone marrow,NBM)的2 倍［26］,這表明CD47 參與了腫瘤細胞的免疫逃逸過程。CD47 可充當信號調節蛋白(SIRP)-α 的配體,當信號在巨噬細胞和樹突細胞等吞噬細胞上表達時可激活并啟動信號轉導級聯反應,從而抑制吞噬作用［27］。莫洛利是針對CD47 抗原的單克隆抗體藥物,可阻斷CD47/SIRP-α之間相互作用,增強抗原提呈細胞的吞噬功能從而對治療AML 產生積極影響。

為探究莫洛利單抗的有效性,Sallman 等［28］集中對43例“7+3 標準化療”無效的AML 患者(中位年齡73 歲)進行莫洛利單抗+阿糖胞苷聯合用藥治療,其中19%有中等細胞遺傳學風險。根據既往數據顯示,聯合用藥和阿糖胞苷單藥使用在安全性上沒有統計學差異。最終本次試驗共獲得有效樣本反饋29例,其中客觀緩解率(objective response rate,ORR)為69%,CR 為50%,部分緩解率為13%,中位生存期(median survival time,MST)達到10.2個月［29］。44%的細胞遺傳學異常受試者達到細胞遺傳水平CR,更有63%的AML 患者白血病干細胞(Leukemia stem cells,LSCs)被完全清除。在聯合用藥總體不良事件(Adverse Event,AE) 中也均未觀察到藥物免疫相關AE。該試驗結果于2020年歐洲血液學學會(EHS)發表,FDA 在對其數據進行全面評估后于2020年9 月14 日授予莫洛利單抗突破性藥物資格(BTD),用于治療MDS、AML 以及彌漫性大B 細胞淋巴瘤(DLBCL)。目前,莫洛利單抗+阿糖胞苷聯合用藥方案正在進行雙盲、安慰劑對照以及隨機三期強化試驗,后續將參照CR 以及CR 持續時間等指標深入評估其安全性和有效性,極大可能為AML 的治療策略開辟出全新道路。

2.3 維魯單抗和納武單抗 程序性死亡受體(programmed death-1,PD-1) 和程序性死亡配體(programmed death-1 ligands,PD-L1)抑制劑是一組靶向于免疫細胞上的免疫抑制分子 PD-1 及其配體PD-L1的免疫檢查點抑制劑,可提高機體的抗腫瘤免疫反應,是近幾年腫瘤治療領域的研究熱點。維魯單抗是一種強抗體依賴的細胞介導的細胞毒性作用(ADCC)活性的PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制劑(ICI),最初于2020年獲批在美上市用于治療Merkel 細胞癌,4個月后又以迅雷之勢拿下膀胱癌治療批準,開始正式向實體癌治療領域進發。目前AML 患者使用該藥物治療的研究仍處于臨床階段。Saxena 等［30］進行了1b/2 期臨床試驗以評估在R/R 的AML 患者中使用維魯單抗+阿糖胞苷聯合用藥方案的安全性和有效性。該試驗共召集了19例R/R AML 受試者(年齡22～83 歲,中位年齡66 歲)接受為期28 d(d1,d14)聯合阿糖胞苷治療(1～7 d,劑量為75 mg/m2)。結果表明,患者CR 可達10.2%,中位生存期可達4.8個月,且未出現3 級以上不良反應事件。

另外對于我國批準注冊的首個以PD-1 為靶點的單抗藥物,納武單抗在R/R AML 治療的臨床研究中同樣表現不俗。Daver［31］等在一項單臂非隨機臨床試驗中,共有70例R/R AML 患者接受Nivolumab 治療。在該項研究中,患者接受阿糖胞苷(1～7 d,劑量為75 mg/m2)輔助納武單抗單抗(d1,d11,d14,劑量為3 mg/kg)注射治療,每4～6 周重復1 次,直至出現癥狀緩解或不可耐受的毒副作用。試驗結果表明其ORR 為33%,CR 為15%,總體ORR 為58%。

總體來看,維魯單抗和納武單抗的試驗數據再次提示PD-1/PD-L1 抑制劑在AML 治療中的無限潛力,其更是有望打破固有治療策略,為AML 患者提供新的治療思路。

2.4 伊匹單抗 與PD-1 相似,細胞毒性T-淋巴細胞相關蛋白質4(CTLA-4)是T 淋巴細胞表面的跨膜受體,可以作為免疫檢查點被激活并參與下調免疫應答。PD-1 和 CTLA-4 是目前研究最活躍的兩種檢查點受體,它們在抗腫瘤免疫反應的不同階段發揮作用［32］。伊匹單抗是CTLA-4 的抑制劑,在固體腫瘤的臨床試驗中獲得了顯著的成效,并在2011年獲得FDA 批準用于治療轉移性黑色素瘤［33］。在一些已完成的臨床Ⅰ期實驗中,證實了伊匹單抗在移植后期治療復發性AML 病患者方面具有特殊效果［34］。其中Davids 等［35］發起的1/1b 多項目研究,旨在確定伊匹單抗在異體造血干細胞移植后復發的AML 患者中使用的安全性和有效性。12例AML 患者從移植到伊匹單抗治療的中位時間為22.5個月,隨訪中位數為15個月,1年生存率為49%,4例有反應的患者持續緩解＞1年。并且雖然在研究中有免疫介導的毒性作用和一直巫抗宿主病(GVHD)發生,但給予伊匹單抗是可行的。在2018年的ASH 會議上,Boddu 等［36］報告了14例可評估的R/R AML 患者中,使用納武單抗+伊匹單抗+阿糖胞苷聯合給藥的治療方案有著積極的治療效果,43%的患者可以達到完全緩解的狀態,預計1年總體存活率為58%。

為了進一步準確定位伊匹單抗阻斷CTLA-4 后激活有效的移植物抗白血病 (GVL) 反應的分子和細胞途徑,Penter 等［37］在最新的臨床試驗中發現,對造血干細胞移植后復發的AML 患者給予納武單抗+伊匹單抗的聯合治療后,患者外周血中的T 細胞受體序列有著更高的轉化率,并且血漿中促炎趨化因子的表達被伊匹單抗進一步放大。這項研究為伊匹單抗對探索AML的合理用藥方案提供了分子層面的作用保證。隨著臨床研究的進一步深入,伊匹單抗在AML 的治療效果和作用機制越發明朗,尤其是在與其他單抗或者藥物聯合治療過程中,伊匹單抗無疑有更大的研究潛力。

3 小結

由于傳統化療和骨髓干細胞移植存在一定局限性,AML 一直是臨床治療的難點。目前,除已正式上市的吉妥珠單抗奧唑米星外,其他單抗藥物仍處于臨床探索階段,其臨床數據尚不能完全證明其安全性和有效性。單克隆抗體作為近年來高速發展的生物技術手段逐漸成為生物醫藥領域發展的主要方向,隨著生物醫學的不斷成熟,希望文中提到的幾種及其他類藥物能夠早日打破壁壘,應用于臨床,為廣大AML 和其他癌癥患者帶來福音。