靶向免疫檢查點(diǎn)的糖基化發(fā)揮腫瘤免疫治療作用

　　翻譯后修飾是指蛋白質(zhì)中特定氨基酸殘基的化學(xué)修飾。官能團(tuán)或蛋白質(zhì)的生化添加發(fā)生在蛋白質(zhì)生物合成之后，增加了蛋白質(zhì)的功能多樣性。翻譯后修飾包括糖基化、磷酸化、甲基化、乙酰化、泛素化和其他過程，對(duì)影響蛋白質(zhì)活性或表達(dá)水平至關(guān)重要。糖基化是蛋白質(zhì)最豐富和最多樣的翻譯后修飾類型，是調(diào)節(jié)多種生理和病理功能的重要細(xì)胞機(jī)制。蛋白質(zhì)糖基化包括14種不同的類型，包括N- 糖基化、11種O-糖基化和C-甘露糖基化，以及糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白的生成，其中N-糖基和O-糖基是最常見的兩種。

　　糖蛋白可以正確地執(zhí)行各種生物學(xué)功能。特異性糖蛋白，如前列腺癌的PSA、卵巢癌的CA125、胃腸道和胰腺癌的CA19-9和肝癌的AFP，可作為人類癌癥的生物標(biāo)志物。蛋白質(zhì)糖基化修飾可以幫助免疫細(xì)胞正確定位和遷移。細(xì)胞糖基化的變化不僅對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和存活有直接影響，而且會(huì)促進(jìn)腫瘤誘導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)和最終轉(zhuǎn)移。最近的研究表明，糖基化參與腫瘤發(fā)生的基本分子和細(xì)胞生物學(xué)過程，如腫瘤免疫調(diào)節(jié)。與未轉(zhuǎn)化的腫瘤細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞通常表現(xiàn)出廣泛的糖基化改變，這在癌癥的發(fā)展和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。

　　一些研究表明，糖基化在腫瘤發(fā)生中起著相對(duì)重要的作用，蛋白質(zhì)的異常糖基化通常是腫瘤發(fā)生的信號(hào)。此外，蛋白質(zhì)糖基化也參與腫瘤增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥性。近年來，糖基化已成為癌癥的新標(biāo)志。研究人員正在關(guān)注的N-糖基化，O-糖基化也有一些新進(jìn)展。異常的腫瘤糖基化可能會(huì)改變免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤的感知方式，從而影響機(jī)體的抗腫瘤免疫，靶向糖基化已成為一種潛在的治療方法。

　　腫瘤治療已進(jìn)入免疫治療時(shí)代。免疫檢查點(diǎn)抑制劑已取得巨大成功，一些患者實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期腫瘤控制。另一方面，腫瘤仍然可以完成免疫逃避，這是由免疫檢查點(diǎn)輔助的。在免疫細(xì)胞上表達(dá)的免疫檢查點(diǎn)分子具有調(diào)節(jié)免疫激活量的能力，因此在預(yù)防自身免疫的發(fā)生中發(fā)揮著重要作用。同樣，腫瘤足夠聰明，可以逃避免疫監(jiān)視。常用的免疫檢查點(diǎn)分子包括PD-1、CTLA-4、TIM-3、LAG-3、TIGIT等。目前，免疫療法備受關(guān)注。靶向免疫檢查點(diǎn)分子的抑制劑在治療腫瘤方面顯示出希望，阻斷免疫受體和配體之間的相互作用已成為一種有效的癌癥免疫治療方式。

　　針對(duì)PD-1/PD-L1的免疫檢查點(diǎn)抑制抗體，包括Pembrolizumab、Nivolumab和Atezolizumab，已顯示出顯著的臨床益處，盡管總體緩解率仍不高，需要探索和開發(fā)更多的靶點(diǎn)和藥物。大多數(shù)免疫檢查點(diǎn)分子可以通過糖基化修飾,異常的腫瘤糖基化可能會(huì)改變免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤的感知方式，影響機(jī)體的抗腫瘤免疫。因此，免疫檢查點(diǎn)分子的糖基化已成為腫瘤免疫治療的一個(gè)有前途的靶點(diǎn)。針對(duì)糖基化的新藥已經(jīng)開發(fā)出來，體內(nèi)和體外試驗(yàn)正在進(jìn)行，一些藥物已經(jīng)開始臨床試驗(yàn)。

　　免疫檢查點(diǎn)PD-1和PD-L1具有多個(gè)N-糖基化位點(diǎn)，糖基化修飾顯著影響免疫治療的療效。基于此，開發(fā)了一種針對(duì)PD-1 N58糖基化位點(diǎn)的單克隆抗體STM418，與FDA批準(zhǔn)的尼沃單抗和培美珠單抗相比，其對(duì)PD-1的結(jié)合親和力更高，有效抑制PD-1/PD-L1結(jié)合，增強(qiáng)抗腫瘤免疫力。研究人員用重組人PD-1免疫小鼠后，通過人源化抗體獲得了針對(duì)PD-1的特異性單克隆抗體MW11-h317。結(jié)合位點(diǎn)的分析表明，它主要針對(duì)PD-1的N58糖基化位點(diǎn)。MW11-h317有效阻斷PD-1和PD-L1/L2之間的結(jié)合，在體內(nèi)試驗(yàn)中誘導(dǎo)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答并抑制腫瘤生長(zhǎng)。

　　MAb059c是一種抗PD-1的單克隆抗體，也識(shí)別PD-1的N58糖基化位點(diǎn)。此外，發(fā)現(xiàn)抗PD-1 nivolumab和pembrolizumab獨(dú)立于N-糖基化。2018年，塞米普利單抗首次獲批用于局部晚期或轉(zhuǎn)移性皮膚鱗狀細(xì)胞癌。通過分析PD-1和cemiprimab的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)PD-1的N58聚糖可能是cemipri單抗發(fā)揮其抗腫瘤作用所必需的。當(dāng)去除N58聚糖時(shí)，cemiplimab與PD-1的結(jié)合親和力顯著降低，藥效減弱。目前，在其他腫瘤類型中進(jìn)行了許多關(guān)于西米普利單抗的臨床試驗(yàn)。類似地，PD-L1的糖基化位點(diǎn)也可以用作治療靶點(diǎn)。STM108是一種單克隆抗體，被分離和純化以靶向PD-L1的N192和N200糖基化位點(diǎn)上的B3GNT3介導(dǎo)的聚糖，誘導(dǎo)PD-L1內(nèi)化和降解。除單克隆抗體外，小分子PD-L1抑制劑BMS1166特異性抑制PD-L1糖基化，防止PD-L1從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體。低糖基化PD-L1在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)積累并進(jìn)入ERAD途徑降解，從而阻斷PD-L1/PD-1信號(hào)傳導(dǎo)并激活T細(xì)胞。

　　靶向糖基化過程中的酶也可以具有治療作用。例如，PD-1在T細(xì)胞中高度N-糖基化，PD-1上的大多數(shù)N-聚糖是巖藻糖基化的，特別是在耗竭的T細(xì)胞中。核心巖藻糖基化抑制劑2-氟-L-巖藻糖(2F-Fuce)可以抑制Fut8，從而減少PD-1表達(dá)并增強(qiáng)T細(xì)胞活化。此外，2F-Fuc和抗PD-L1的組合提高了具有高B7-H3表達(dá)的TNBC腫瘤的療效。

　　蛋白質(zhì)是生命的基石，不同類型的糖基化拓寬了蛋白質(zhì)的功能多樣性。蛋白質(zhì)糖基化與腫瘤發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥性有關(guān)。免疫檢查點(diǎn)分子的異常糖基化使腫瘤能夠逃避身體的免疫監(jiān)視，從而實(shí)現(xiàn)免疫逃避，揭示了糖基化的重要性。越來越多的研究集中于糖蛋白和免疫系統(tǒng)之間的關(guān)系，其中大多數(shù)是N-糖蛋白，因?yàn)闆]有共同核心結(jié)構(gòu)的O-糖基化比N-糖基化更復(fù)雜。

　　探索糖基化的分子機(jī)制將加深我們對(duì)腫瘤免疫的理解。進(jìn)一步研究糖基化和其他翻譯后修飾之間的相互作用也將具有重要價(jià)值。糖組學(xué)的快速發(fā)展將允許開發(fā)基于抑制劑或聚糖拮抗劑的免疫治療藥物。深入研究免疫檢查點(diǎn)分子的糖基化可能為腫瘤免疫治療的臨床應(yīng)用提供更好的策略。

　　主要參考文獻(xiàn)：

　　1. Linlin Zheng, Qi Yang, Feifei Li, Min Zhu, Haochi Yang, Tian Tan, Binghuo Wu, Mingxin Liu, Chuan Xu, Jun Yin, Chenhui Cao. The Glycosylation of Immune Checkpoints and Their Applications in Oncology. Pharmaceuticals (Basel). 2022 Nov 23;15(12):1451. doi: 10.3390/ph15121451.