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多发性骨髓瘤的下一代治疗剂希望CelMODs和PROTEC

免疫调节药物(IMiDs)和蛋白酶体抑制剂(PIs)被用作多发性骨髓瘤药物治疗的关键药物。IMiDs 通过与靶蛋白 cereblon 结合发挥抗肿瘤作用,CelMODs(cereblon E3 连接酶调节剂),一种同样靶向 cereblon 的新型治疗药物,正在开发中。此外,应用IMiDs的PROTAC(Proteolysis Targeting Chimera)也备受关注。

 美国 Dana-Farber 癌症研究所的 Teru Hideshima 在 5 月 29 日召开的第 46 届日本骨髓瘤学会年会上做了特别演讲,“多发性骨髓瘤中的免疫调节剂:我们知道多少?”我解释了 IMiDs 的作用机制、对 IMiDs 的耐药机制、新型治疗药物和未来方向。

IMiDs 兼作 PI 用于治疗多发性骨髓瘤
 沙利度胺对多发性骨髓瘤的疗效于 1999 年首次公布。在 78% 的接受沙利度胺治疗的患者中,副蛋白在 2 个月内降低了 25% 以上,同时总体生存率和无事件生存率得到改善(Singhal S, et al. N Engl. J Med. 1999)。然而,“在这一点上,沙利度胺的有效性是直接作用于骨髓瘤细胞还是通过抑制血管生成产生间接抗肿瘤作用,”(Hideshima)尚未表明。

 次年,即 2000 年,Hideshima 等人的小组揭示了沙利度胺及其衍生物来那度胺和泊马度胺直接抑制骨髓瘤细胞系的生长(Hideshima 等人,Blood 2000)。

 此后,IMiDs的临床疗效报道层出不穷,成为“目前,作为多药联合用药,IMiDs与蛋白酶体抑制剂不相上下”。

 在日本,沙利度胺于 2008 年被批准用于治疗复发性或难治性多发性骨髓瘤。来那度胺于 2010 年获批,泊马度胺于 2015 年获批。

Cereblon 的发现推动了对困难作用机制的阐明
 Hideshima 解释说,与其他药物相比,IMiDs 研究的特点是“临床经验先于寻找靶分子和分析机制”。

 IMiDs对骨髓瘤细胞生长的影响可分为对肿瘤细胞的直接影响和对骨髓环境中存在的各种细胞群的二次影响。具体例子包括“增强免疫活性细胞、抑制血管生成、通过减少粘附因子抑制细胞与细胞接触,或抑制诱导骨髓瘤细胞增殖和耐药性的体液因子的产生。存在”(Hideshima 等人。Ther Clin风险管理。2008)。但其作用机制复杂,至今仍未完全了解。

 尽管 IMiD 的临床疗效已得到证实,但分析分子机制的困难在于“由于 IMiD 靶向的结合蛋白未知”。然而,在 2010 年,Handa 先生的小组宣布了 Cereblon 作为沙利度胺结合蛋白(Takumi Ito 等人,Science 2010)。在这个实验系统中,焊珠和沙利度胺通过一个接头连接起来,通过下拉法分离出与沙利度胺结合的分子。“这一发现让我们非常震惊,”秀岛说。

 Celgene 的研究小组报告说,来那度胺和泊马度胺也与 cereblon 结合,类似于沙利度胺,并且在对来那度胺具有抗性的细胞系中,cereblon 表达降低(Lopez)。-Girona A, et al. Leukemia 2012。

 2014年,Science同时发表两篇论文,阐明了IMiDs抗肿瘤作用的机制(Lu G, et al. Science 2014 / Kronke J, et al. Science 2014)。来那度胺与E3连接酶(泛素连接酶)cereblon结合后,Icarus(IKZF1)和Iolos(IKZF3)引起蛋白酶体依赖性降解,从而抑制骨髓瘤细胞增殖。...

 然而,“然后,临床上不方便的事实出现了。” 蛋白酶体抑制剂 (PI) 会阻止这些蛋白质的降解,因此很难解释 IMiD 和 PI 组合的有效性。因此,“这表明 IMiDs 的临床抗肿瘤作用不仅限于 IKZF1/3 的降解或 cereblon 的 E3 连接酶作用,”Hideshima 说。

 此后,许多研究小组发表了 IKZF1/3 以外的靶蛋白。Hideshima 等人也通过下拉方法在骨髓瘤细胞中寻找 IMiDs 结合蛋白,但与焊珠实验不同的是,泊马度胺被用作 cereblon 的配体。结果,TP53 调节激酶 (TP53RK) 与 cereblon 同时被分离为珠子中的一种新结合蛋白(Hideshima 等人,Blood 2017)。作为 TP53RK 活性指标的自磷酸化以泊马度胺浓度依赖性方式受到抑制,并且细胞增殖被 TP53RK 敲低抑制。这表明抑制 TP53RK 活性可能是 IMiDs 对骨髓瘤细胞免疫调节作用的机制之一。

IMiDs对免疫反应系统的影响
 在 Hideshima 等人的研究组中,IMiDs 增加 T 细胞中干扰素 γ 和 IL-2 的产生,增强 NK 细胞的破坏活性,并诱导 CD28 磷酸化以激活转录因子 NF-kB。诱导磷酸化 (LeBlanc R, et al. Blood 2004)。“但此时我不明白为什么 IL-2 的产生会升高,或者为什么会发生 CD28 磷酸化。”

 随后,阐明了IMiDs通过cereblon降解IKZF1/3,并由Celgene研究组报道了IL-2产生增加的机制。IKZF1 和 IKZF3 被称为肿瘤抑制因子,但它们也是 IL-2 转录的抑制因子。因此,理论认为IMiDs与cereblon结合,其E3连接酶作用导致IKZF1/3降解,导致IKZF1/3转录抑制释放,导致IL-2产生增加(Anita)。等人。BJH 2013)。换句话说,“抑制作用的抑制增加了 IL-2 的产生。”

 Hideshima等人也报道了来那度胺抑制T细胞和NK细胞膜上PD-1的表达,以及骨髓瘤细胞上PD-L1的表达。有人认为这是新机制之一“(Gorgun等人,Clin Cancer 2015 年决议)。

 他还解释了 Zap-70 的参与。Zap-70 是 Syk 家族的一种酪氨酸激酶,在 T 细胞和 NK 细胞上表达,通过 T 细胞受体在 T 细胞活化中发挥重要作用。在使用泊马度胺珠粒的实验中,据报道泊马度胺直接与 Zap-70 结合并增强 Zap-70 的激酶活性(Hideshima 等人,Leukemia 2021)。此外,还发现敲低 Zap-70 会抑制泊马度胺诱导的 NK 活性增强作用。因此,“强烈建议 Zap-70 参与了 pomalidomide 诱导的 NK 细胞损伤活性的增强,”Hideshima 解释说。

IMiDs和PI联合治疗的有效性还有另一种机制
 关于PI,Hideshima的小组最近做了一个新的报告。结果表明,PI 硼替佐米通过激活 cGAS/STING 传输系统诱导免疫原性细胞死亡 (ICD)(Gulla 等人,Blood Cancer Disc.2021)。Hideshima 解释说,ICD 不是硼替佐米特有的反应,但在抗癌药物如环磷酰胺中也观察到。不过,他说,“我认为我们必须继续在这一点上进行试验。”

 更有趣的论文是关于 Cereblon 和 HSP90。IMiDs 与 cereblon 的结合抑制了 cereblon 与 HSP90 的结合,导致 HSP90 对跨膜蛋白的伴侣功能减弱和跨膜蛋白稳定性的丧失(Helder M 等人,Mol Cell 2021)。由于 HSP90 参与维持肿瘤细胞中的蛋白质功能,“有人认为 IMiD 的抗肿瘤作用可能与 cereblon 的 E3 连接酶活性无关。”

骨髓瘤细胞中IMiDs耐药的机制是什么?
 骨髓瘤产生耐药的机制可能是内在的,也可能是外在的,但是肿瘤的微环境起主要作用,获得耐药性也很重要,我跟你说的是一点。导致它的机制取决于它是最初耐药(遗传耐药)还是在治疗过程中获得的。

 IMiDs 对骨髓瘤细胞系的敏感性各不相同,有些敏感,有些不太敏感。然而,易感性与作为IMiDs结合蛋白的cereblon的表达水平之间没有相关性,并且作为cereblon底物的IKZF1和IKZF3的降解程度之间没有相关性。换句话说,这表明cereblon的表达水平和IKZF1/3的降解与细胞系没有直接关系,尤其是在遗传耐药性方面。

 另一方面,据报道,在对 IMiD 敏感的细胞系中,来那度胺和泊马度胺的敏感性可以通过降低 cereblon 的表达来降低(Lopez-Girona 等人,Leukemia 2012)。换句话说,表明通过降低敏感细胞系中 cereblon 的表达水平可以诱导获得性 IMiDs 抗性。

 在临床标本中,来那度胺和地塞米松联合治疗有效的组的 cereblon 表达高于效果低的组(Heintel D, et al. BJH 2013)。此外,在对来那度胺与地塞米松联合治疗无效的患者中,IKZF1低表达组的治疗效果较低,因此有报道称联合治疗的治疗效果可以通过表达水平来预测IKZF1 (Zhu). YX, et al. Blood 2014)。

 在最近发表的一项研究中,全基因组序列分析发现,大约三分之一对泊马度胺治疗产生耐药性的骨髓瘤患者的 cereblon 基因发生突变(Gooding S 等人,Blood 2021)。

 cereblon 表达和 cereblon 基因突变的研究表明,cereblon 与 IMiDs 抗性有关,但“可能不是大多数,未来还会调查其他因素。”我认为它会继续下去,“Hideshima 说。还有一种不依赖于cereblon的机制,仍是细胞水平的实验,但在β-catenin和CD44表达和全基因组测序的研究中,NCOR2(核受体共阻遏物2)突变与IMiDs耐药有关。还有一份报告说它正在做(ASH 2020)。

骨髓环境因素导致 IMiDs 耐药性和易感性降低
 在骨髓环境中,各种细胞内信号转导系统被激活,形成复杂的网络,这些网络也参与了骨髓瘤细胞的增殖和耐药性。然而,“到目前为止,尚未详细研究某些骨髓瘤细胞内信号系统是否影响 IMiD 的易感性。”

 已知 STAT3 被 IL-6 激活,但在对来那度胺耐药菌株的实验中,基线磷酸化 STAT3 表达很高,并且 STAT3 抑制剂释放了来那度胺耐药性(Zhu YX, et al. Blood Cancer J 2019)。事实上,由于即使在骨髓瘤患者的细胞中磷酸化 STAT3 的表达也很高,“我认为骨髓瘤细胞在骨髓环境中经历了 STAT3 的组成型磷酸化,导致对 IMiD 的敏感性降低。”Hideshima 先生说。

 也已知MEK/ERK信号转导系统在骨髓环境中被激活,而该信号转导系统也可能有助于骨髓环境中IMiDs的脱敏。

 关于骨髓瘤微环境诱导的IMiDs耐药性,可以通过针对特定信号转导系统使用激酶抑制剂来释放IMiDs的耐药性。