2022年5月25日的國際著名期刊《Science Advance》雜志上發表了《New therapeutic strategies targeting uPAR potentiate anti–PD-1 efficacy in diffuse-type gastric cancer》論文,該研究為彌散性胃癌的免疫聯合治療提供了全新的思路。該研究由蘭州大學第二醫學院的焦作義、楊靖及蘭州華幟天成生物科技的王琦深入合作完成。蘭州大學第二醫院秦龍、王龍、張俊昶、周輝年博士研究生為該文共同第一作者。在該論文中,蘭州華幟天成生物科技公司研發團隊承擔了該文章中針對uPAR靶點的功能性單克隆抗體的篩選和制備、課題的整體實驗設計、體內外實驗和結果分析,并有幸成為共通訊作者單位。
在該研究中,通過對彌散性胃癌的蛋白質譜數據以及TCGA免疫相關基因的數據分析, uPAR蛋白(urokinase-type plasminogen activator receptor, 尿激酶型纖溶酶原激活物受體)被發現是潛在的免疫治療靶點。在200多例彌散性胃癌中,組織免疫染色發現uPAR陽性率達18.3%,而正常組織中uPAR表達很低或基本檢測不到。通過大量臨床隨訪數據發現,uPAR在彌散性胃癌組織中高表達和不良臨床預后成顯著相關性。在多株人的胃癌細胞株中,也發現uPAR高表達。根據之前研究,uPAR是尿激酶型纖溶酶原激活物(urokinase plasminogen activator,uPA)的受體,其纖溶酶原激活系統可以調控細胞外基質的降解(ECM),也可以與整合素結合激活相關細胞胞內信號,從而影響細胞遷移、黏附、增殖及存活,參與腫瘤侵襲過程。 因此,該研究將uPAR作為一個潛在的免疫治療靶點進行了深入的研究。(圖示一)
依托華幟天成生物科技研發的基于微流控的單細胞抗體技術(MBTA),以及獨特的細胞免疫方法, 華幟天成研發團隊在短短2個月內,通過對1x107個小鼠B細胞抗體進行高效率的分析,拿到了13株高親和力的單克隆抗體,在13株高親和力抗體中,其中有一株單克隆抗體(Clone E2)經過鑒定具備高親和力(Kd=1.95nM,抗原結合解離常數)和特定的生物學功能。(圖示二)
該研究發現uPAR抗體E2可以特定地結合到uPAR蛋白的跨結構域區域(DII-DIII),可以部分阻斷配體pro-uPA,改變下游的ERK激酶的磷酸化,從而抑制了胃癌細胞的從而影響細胞遷移、黏附和增殖。該功能性抗體E2對胃癌細胞的作用表型和uPAR敲除的胃癌細胞表型比較一致。(圖示三)
由于該抗體E2顯示可以對人的胃癌細胞株的遷移、黏附和增殖產生直接影響,該研究同時驗證和評估了抗體的體內功能。通過在免疫缺陷的小鼠(NSG)重建人的免疫系統,以及皮下接種皮下接種MKN-45-uPAR-T2A-Luc胃癌細胞系(CDX模型, cell derived xenograft)或源自DGC病人的腫瘤組織(PDX模型,patient derived xenograft), uPAR抗體E2可以很好的抑制小鼠CDX胃癌和PDX胃癌的生長,延長了荷瘤小鼠生存時間。值得一提的是uPAR抗體E2 聯合PD-1抗體(anti-PD-1)治療可以進一步抑制胃癌細胞生長。從機制上來說,uPAR抗體可以改變腫瘤微環境和促進T細胞的侵潤。該研究發現, uPAR抗體治療后腫瘤本身可產生T細胞相關趨化因子(CCL3、CCL4、CXCL9和CXCL10),進而促進腫瘤中CD8+ T細胞的浸潤。此外,基于該抗體序列制備的uPAR CAR-T細胞,在胃癌細胞系、類器官和PDX模型中也取得了較好的治療效果。(圖示四)
因此,該研究發現了uPAR功能性抗體E2可以通過多種作用機制,抑制癌細胞生長。直接作用是uPAR抗體可以直接阻斷uPA-uPAR配體受體作用,改變胃癌細胞本身的遷移、黏附和增殖,此外,uPAR抗體可以直接改變胃癌細胞uPAR胞內信號,促進趨化因子CCL3、CCL4、CXCL9和CXCL10,從而促進T細胞浸潤。因此uPAR抗體和PD-1抗體(anti-PD-1)具備較好的協同治療效果。間接作用是uPAR抗體在體內可以通過抗體依賴細胞介導的細胞毒性作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)和補體依賴的細胞毒性作用(complement dependent cytotoxicity, CDC)效應對腫瘤進行直接殺傷。這些作用機制,揭示了uPAR可能是一個潛在的腫瘤免疫治療靶點,uPAR抗體可以很好的協同anti-PD-1腫瘤免疫的治療,為彌散性胃癌的臨床免疫聯合治療提供了新的思路。(圖示五)
目前該研究已申報兩項國內發明專利和兩項PCT國際專利,專利所有權為蘭州大學和蘭州華幟天成共同所有。該研究為胃癌等實體瘤的新藥研發提供了新思路,具有良好的臨床轉化應用前景和社會價值。
原文鏈接:
Therapeutic strategies targeting uPAR potentiate anti–PD-1 efficacy in diffuse-type gastric cancer