CN110384718A - 一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂 - Google Patents

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刘光明
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Abstract

本发明提供了一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂,属于医药技术领域;所述抗肿瘤免疫检查点阻断剂针对的肿瘤为胃癌,所述阻断剂的活性成分为美洲大蠊精制物CⅡ‑3,美洲大蠊精制物CⅡ‑3主要成分为含94.4%的肽类物质,其通过降低肿瘤组织局部来源的衰竭性T细胞、外周血、脾脏、淋巴结来源的衰竭性T细胞的比例以及阻断蛋白分子PD‑1的表达起到抗肿瘤作用。本阻断剂副作用小,对胃癌有很好的的治疗效果。

Description

一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂
技术领域
本发明涉及医药技术领域,具体涉及一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂。
背景技术
肿瘤免疫治疗已经成为继手术治疗、放射治疗和化疗药物治疗之后的第四大肿瘤治疗疗法,也是目前最热门的肿瘤治疗手段。免疫治疗完全颠覆了人们以往对于肿瘤治疗的观念,从原先的依靠外界方式杀死肿瘤,到依靠自身免疫系统杀死肿瘤。目前肿瘤免疫治疗主要包括免疫疫苗、免疫检查点抑制剂治疗、过继性免疫细胞治疗、细胞因子治疗等,其中免疫检查点抑制剂治疗以其显著的临床疗效而备受瞩目。
免疫检查点(Tumor immune checkpoint)是一组介导免疫调节的重要分子,是免疫系统固有的维持自身免疫耐受和机体免疫稳态、避免机体组织损伤和适度调节外周免疫应答的众多抑制性分子,是机体免疫系统在长期进化过程中逐步建立的调节机制,是机体刺激或抑制信号转换的开关,能控制T细胞应答的幅度和持续时间,在免疫应答的适时中止中发挥极为重要的作用。免疫检查点本是人体免疫系统中起保护作用的分子,起类似刹车的作用,防止T细胞过度激活导致的炎症损伤等。而肿瘤细胞及肿瘤浸润的免疫细胞利用人体免疫系统这一特性,通过过度表达免疫检查点分子,抑制人体免疫系统反应,逃脱人体免疫监视与杀伤,从而促进肿瘤细胞的生长。
胃癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,胃癌可发生于胃的任何部位,在我国其发病率居各类肿瘤的首位,未经治疗者平均寿命约为13个月,每年约有17万人死于胃癌,几乎接近全部恶性肿瘤死亡人数的1/4,且每年还有2万以上新的胃癌病人产生出来,胃癌确实是一种严重威胁人民身体健康的疾病。近年来,有众多的学者致力于胃癌发生机制的研究,也取得了很大进展,但其发病机制仍然不清,亦缺乏诊断和治疗的药物。
目前抗PD-1抗体药物已被用于治疗多种癌症,然而仍然存在以下问题:PD-1抑制剂在未经选择的实体瘤患者中,有效率只有10%-30%,近期研究发现很多患者对靶向PD-1抗体药物治疗不响应;而起初具有良好治疗效果的患者,随着药物的长期使用也可能产生耐药。毒副作用大:超过50%的接受免疫检查点抑制剂治疗的病人都有副作用的发生,如皮疹或局部炎症,由于免疫检查点在机体表达的广泛性,抗体制剂的使用会引起自身免疫病。其次,目前的抗体制剂价格昂贵,不算赠药一年费用大概是三十万,许多家庭都难以负担。因此需要寻找针对PD-1抗肿瘤作用的抗体以外的免疫检查点抑制剂。
美洲大蠊(Periplaneta americana L.)属昆虫,蜻蜓目,蓼科,大戟科昆虫,俗称“蟑螂”。美洲大蠊入药有着久远的历史,具有解毒消疳,活血散瘀,利水消肿的功效。近年来,随着对美洲大蠊及其提取物的生物活性的深入研究,人们发现它具有抗肿瘤,组织修复,免疫增强和保护肝脏等药用价值。但其对胃癌的抗肿瘤作用以及抗肿瘤机制的相关研究比较罕见。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂;
为达到上述目的,本发明的技术方案为:一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂,所述阻断剂的活性成分为美洲大蠊精制物CⅡ-3。
进一步的,所述美洲大蠊精制物CⅡ-3主要成分为含94.4%的肽类物质。
进一步的,所述抗肿瘤免疫检查点阻断剂针对的肿瘤为胃癌。
进一步的,所述免疫检查点为程序性死亡受体-1(PD-1)。
进一步的,所述抗肿瘤免疫检查点阻断剂通过阻断程序性死亡受体-1(PD-1)在T细胞中的表达而起到抗肿瘤作用。
进一步的,所述美洲大蠊精制物CⅡ-3降低了衰竭性T细胞比例,从而起到了抗肿瘤作用。
进一步的,所述衰竭性T细胞包括肿瘤组织局部来源的衰竭性T细胞,也包括外周血、脾脏、淋巴结来源的衰竭性T细胞。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:肿瘤细胞包括胃癌细胞对于机体具有免疫原性,可刺激机体的T细胞发生活化而发挥抗肿瘤作用,但同时引起衰竭性T细胞的产生,从而阻碍机体的抗肿瘤免疫作用,该免疫检查点阻断剂可减少衰竭性T细胞的产生,增强机体的抗肿瘤免疫作用。本研究全面评估了美洲大蠊来源的多肽“美洲大蠊精制物CⅡ-3”对小鼠胃癌模型中免疫检查点PD-1表达的影响,发现CⅡ-3下调了肿瘤组织局部来源的衰竭性T细胞,也下调了外周血、脾脏、淋巴结来源的竭性T细胞;利用免疫检查点抑制剂恢复T细胞的激活状态,借助人体免疫系统达到杀灭肿瘤目的的治疗策略,其临床疗效与化疗和靶向治疗相比,具有更加持久的反应,同时也使患者具有更好的生存和生活质量。本发明的抗肿瘤免疫检查点阻断剂的毒副作用小,通过抑制免疫检查点活性,释放肿瘤微环境中的免疫刹车,重新激活T细胞对肿瘤的免疫应答效应,从而达到抗肿瘤的作用,抗肿瘤效果好,是一种有效的、毒副作用低、价廉、非抗体类抗肿瘤免疫检查点阻断剂。
附图说明
图1小鼠肿瘤组织病理学检测;其中a.模型组;b.CTX组;c.CⅡ-3低剂量组;d.CⅡ-3中剂量组;e.CⅡ-3高剂量组;
图2 CⅡ-3对外周血衰竭性T细胞的影响;其中a.正常组;b.模型组;c.CTX组;d.CⅡ-3低剂量组;e.CⅡ-3中剂量组;f.CⅡ-3高剂量组。A排显示的是血中CD3+PD-1+T细胞的变化;B排显示的是血中CD3+CD4+PD-1+T细胞的变化;C排显示的是血中CD3+CD8+PD-1+T细胞的变化;
图3 CⅡ-3对脾脏衰竭性T细胞的影响;其中a.正常组;b.模型组;c.CTX组;d.CⅡ-3低剂量组;e.CⅡ-3中剂量组;f.CⅡ-3高剂量组;A排显示的是脾脏CD3+PD-1+T细胞的变化;B排显示的是脾脏CD3+CD4+PD-1+T细胞的变化;C排显示的是脾脏CD3+CD8+PD-1+T细胞的变化;
图4 CⅡ-3对淋巴结衰竭性T细胞的影响;a.正常组;b.模型组;c.CTX组;d.CⅡ-3低剂量组;e.CⅡ-3中剂量组;f.CⅡ-3高剂量组;A排显示的是淋巴结CD3+PD-1+T细胞的变化;B排显示的是淋巴结CD3+CD4+PD-1+T细胞的变化;C排显示的是淋巴结CD3+CD8+PD-1+T细胞的变化;
图5小鼠肿瘤组织衰竭型T细胞分析;a.正常组;b.模型组;c.CTX组;d.CⅡ-3低剂量组;e.CⅡ-3中剂量组;f.CⅡ-3高剂量组。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步描述;
实施例1胃癌(MFC)细胞体外培养
小鼠胃癌细胞(MFC),MFC取自615小鼠的胃癌组织,购于中国科学院细胞库,为上皮细胞,呈贴壁生长。
从液氮中取出的预先保存的MFC细胞株,快速转移入37℃水浴锅中复苏,加入2mLRPMI-1640完全培养基洗涤一次,用台盼蓝染色计数细胞量并观察细胞形态及活性,用适量的RPMI-1640完全培养基调整细胞悬液浓度至1×106/mL。加入25cm2细胞培养瓶,放于37℃、5%CO2培养箱中培养,定时更换培养液,约3天传代一次,培养到一定数量后,台盼蓝计数,将MFC细胞用无菌PBS制成浓度调整为2×107/mL的悬液。
实施例2美洲大蠊精制物CⅡ-3的提取物
取美洲大蠊药材粉碎为粗粉,石油醚脱脂后,用10倍量90%的乙醇浸泡48h,以3mL·min-1·kg-1的速度进行渗漉,收集渗漉液,滤过,滤液在50-60℃浓缩至1:1(mL:g),通过HP20大孔树脂柱,70%的乙醇进行洗脱,收集70%乙醇洗脱液,减压浓缩至1:2(mL:g),冷冻干燥,即得美洲大蠊精制物CⅡ-3。
实施例3小鼠肿瘤模型建立及分组给药
小鼠购自湖南克莱克精达实验动物有限公司,6-8周龄,SPF BALB/c小鼠,平均体重18-20克,共72只。
酒精消毒小鼠腋下后,采用1mL注射器给予小鼠0.2mL MFC细胞悬液注射,浓度为2×107/mL。随机将BALB/c小鼠分为模型组(生理盐水20mL/kg,ig,qd)、CTX组(45mg/kg,ip,q2d)、CⅡ-3低剂量组(100mg/kg,20mL/kg,ig,qd)、CⅡ-3中剂量组(200mg/kg,20mL/kg,ig,qd)、CⅡ-3高剂量组(400mg/kg,20mL/kg,ig,qd),另设正常组(生理盐水20mL/kg,ig,qd)。连续10d给药。10d后触摸小鼠腋下可见有大小不一的瘤块生长,说明造模成功。
实施例4小鼠体重及抑瘤率的测定
小鼠肿瘤模型建立次日开始给药,连续给药10d后,测量并记录小鼠体重。颈椎脱臼处死小鼠后,称重,无菌取肿瘤,计算抑瘤率。抑瘤率(%)=(模型组平均瘤重-给药组平均瘤重)/模型组平均瘤重×100%。小鼠体重变化及抑瘤率见表1。
表1CⅡ-3对荷瘤小鼠体重的影响及抑制肿瘤生长作用
a.P<0.05,与正常组比较,b.P<0.05,与模型组比较,c.P<0.05,与CTX组比较
从表1的结果显示美洲大蠊精制物CⅡ-3具有较好的抗肿瘤效果,且随着剂量的增加抑制肿瘤细胞生长作用增加。在测定时间内,CTX组小鼠体重下降,而CⅡ-3组小鼠体重无明显变化。从体重变化可以看出,传统化疗药物CTX使荷瘤小鼠体重随着用药时间的增加体重下降明显,有较强的毒副作用,而美洲大蠊精制物CⅡ-3在抗肿瘤的同时对荷瘤小鼠的毒副作用较低。
实施例5病理学检测结果证实了美洲大蠊精制物CⅡ-3的抗肿瘤作用
荷瘤小鼠肿瘤组织形态学检测进一步证实了CⅡ-3的抗肿瘤作用,见图1。通过HE染色发现,模型组可见肿瘤组织弥漫成片的肿瘤细胞,并浸润肌肉组织,局部有坏死;CTX组可见坏死区域广泛,无明显腺样结构,异型明显;CⅡ-3低剂量组可见炎性细胞局部浸润,凋亡小体形成,呈中央型坏死;CⅡ-3中剂量组可见大片肿瘤性坏死并崩碎,伴有炎性反应;CⅡ-3高剂量组可见大面积肿瘤坏死崩碎,伴炎性反应,周围肉芽形成。即CⅡ-3能增加肿瘤微环境中的炎性细胞浸润,使炎性反应增加,促进凋亡,增加肿瘤组织坏死,肉芽产生。
1、外周血细胞的获取及其衰竭性T细胞测定
给予小鼠连续药物处理,10d后,经眼内眦静脉取血,加入EDTA-Na2抗凝。分别取50μL加入流式管中,每管加入CD3-FITC抗体、CD4-APC抗体、CD8-PERCP抗体和PD-1-PE荧光抗体混合液染色。室温避光孵育30min,加入新鲜配制Gey’s液1mL裂解红细胞,避光孵育2min。之后每管加入1mL 3%FBS-细胞稀释液,1200rmp 5min后吸去上清。加入2mL细胞稀释液洗涤2次,后用400μL细胞稀释液重悬细胞,FCAS分析,结果见表2.
表2小鼠外周血衰竭性T细胞比例分析(%)
a.与正常组比较,P<0.05;b.与模型组比较,P<0.05;c.与CTX比较,P<0.05。
结合表2和图2,可以看出,与正常组、模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组总衰竭性T淋巴细胞的比例降低(P<0.05);与正常组比较,模型组和CTX组总衰竭性T淋巴细胞的比例升高,差异也具有统计学意义(P<0.05)。与正常组、模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、高剂量组CD3+CD4+衰竭性T淋巴细胞比例降低;其余各组间差异不明显,不具有统计学意义。与正常组和CTX组相比较,CⅡ-3高剂量组CD3+CD8+衰竭性T细胞占比下降(P<0.05);与模型组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组外周血中CD3+CD8+衰竭性T细胞占比均下降(P<0.05)。
2、脾脏单细胞悬液的获取及其衰竭性T细胞测定
无菌取小鼠脾脏,将其置用200目细胞研磨网将脾脏组织研碎,3%FBS-PBS冲洗收集单细胞悬液,转移至50mL离心管中,离心1200r/min 5min,弃上清。加2mL红细胞裂解液裂解2min,之后再加入3%FBS-细胞稀释液10mL,1200rmp离心5min,弃上清。2mL 3%FBS-细胞稀释液洗涤一次。5mL 3%FBS-细胞稀释液重新悬浮细胞,台盼蓝染色,计算细胞数,把细胞调整至浓度为1×107/mL。取流式管每管加入1×106个脾脏细胞,再加入CD3-FITC抗体、CD4-APC抗体、CD8-PERCP抗体和PD-1-PE抗体荧光抗体混合液染色,室温避光孵育30min,加2mL细胞稀释液洗涤2次后,用400μL细胞稀释液重悬,FCAS分析,结果如表3和图3所示,与模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组总衰竭性T淋巴细胞的比例降低(P<0.05);与正常组对比,CTX组总衰竭性T淋巴细胞的比例显著上升(P<0.05)。与模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组小鼠脾脏中CD3+CD4+衰竭性T细胞所占比降低;与正常组相比较,CⅡ-3高剂量组CD3+CD4+衰竭性T细胞的占比也降低(P<0.05)。与CTX组相比较,CⅡ-3中、高剂量组CD3+CD8+衰竭性T淋巴细胞的比例降低,且差异具有统计学意义(P<0.05);与正常组和模型组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组CD3+CD8+衰竭性T淋巴细胞比例降低。
表3小鼠脾脏衰竭性T细胞比例分析
a.与正常组比较,P<0.05;b.与模型组比较,P<0.05;c.与CTX比较,P<0.05。
3、淋巴结单细胞悬液的获取及其衰竭性T细胞测定
无菌取小鼠颈部、腋窝和肠系膜的淋巴结。将其分别在200目细胞研磨网仔细研磨,后用3%FBS-PBS冲洗至50mL离心管中,离心1200r/min 5min,弃上清。2mL 3%FBS-细胞稀释液洗涤一次。5mL 3%FBS-细胞稀释液重新悬浮细胞,台盼蓝染色,计算细胞数,调整细胞浓度为1×107/mL。取1×106个淋巴结细胞置于流式管中,加入CD3-FITC抗体、CD4-APC抗体、CD8-PERCP抗体和PD-1-PE抗体荧光抗体混合液染色,室温避光孵育30min,加2mL细胞稀释液洗涤2次后,用400μL细胞稀释液重悬,FCAS分析。由表4和图4可以看出,与模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组淋巴结中总衰竭性T淋巴细胞的比例降低,差异具有统计学意义(P<0.05);与正常组相比较,CⅡ-3低、高剂量组总衰竭性T淋巴细胞的比例也降低,且差异具有统计学意义(P<0.05)。与模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、高剂量组淋巴结中CD3+CD4+衰竭性淋巴细胞的比例降低(P<0.05);与模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组CD3+CD8+衰竭性T细胞的比例降低(P<0.05)。
表4小鼠淋巴结衰竭性T细胞比例分析
a.与正常组比较,P<0.05;b.与模型组比较,P<0.05;c.与CTX比较,P<0.05。
4、肿瘤组织单个核细胞的获取及肿瘤局部微环境衰竭性T细胞的测定
(1)小鼠肿瘤组织淋巴细胞的获取
严格无菌条件下用剪刀及镊子分离瘤体(取呈鱼肉样生长旺盛的肿瘤组织),称其重量,拍照,并做记录。转到培养皿中,除去坏死组织与纤维结缔组织,细细剪碎瘤体成1-2mm3左右,放在200目的铜网上用弯镊子轻轻挤压瘤体组织并反复研磨,并用3%FBS-细胞稀释液不断冲洗。收集单细胞悬液于10ml的离心管中,于1000r/min,离心10min,弃上清,收集细胞沉淀用3%FBS-细胞稀释液稀释。另取无菌离心管先后分层缓慢放入100%(1.083)及75%(1.062)的小鼠淋巴细胞分离液各3ml,其上再轻轻加入细胞悬液4mL(按3mL:3mL:4mL分层),以2000r/min,离心5min,弃75%的界面上的上层肿瘤细胞,收集100%界面上富含肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)的悬液,用PBS液洗2次(1000r/min,10min/次),以除去淋巴细胞分离液。所得细胞沉积再用RPMI1640完全培养基中使细胞重悬,调整细胞浓度为1×106/mL。
(2)肿瘤局部微环境衰竭性T细胞的测定
取肿瘤淋巴细胞106个,用抗小鼠荧光抗体CD3-FITC、PD-1-PE作染色。染色方法同上,FCAS分析。
取肿瘤组织淋巴细胞106个,用抗小鼠荧光抗体CD3-FITC、PD-1-PE染色,“gate”CD3+T作肿瘤微环境衰竭性T淋巴细胞分析,结果见图5。由图5可以看出,与模型组和CTX组相比较,CⅡ-3低、中、高剂量组肿瘤组织中衰竭性T淋巴细胞的比例降低,差异具有统计学意义(P<0.05),以CII-3高剂量组的下调最为明显。
程序性细胞死亡受体1(programmed cell death 1,PD-1/CD279)是主要的免疫检查点。在肿瘤免疫应答中,肿瘤抗原刺激T细胞活化后,PD-1表达于活化的T细胞,使T细胞衰竭,T细胞发生衰竭之后,会随肿瘤的持续进行,逐步丧失原有的免疫效应功能,从而使患者失去抗肿瘤能力。免疫检查点阻断剂治疗通过抑制免疫检查点活性,释放肿瘤微环境中的免疫刹车,重新激活T细胞对肿瘤的免疫应答效应,从而达到抗肿瘤的作用,这也使其成为对抗肿瘤的新武器。
PD-1是导致T细胞衰竭的免疫检查点分子,PD-1又叫CD279,是免疫球蛋白超家族CD28成员的一种,其配体PD-L1则属于B7家族成员,PD-1和其配体PD-L1共同组成信号通路,作为重要的负性调控因子,影响机体抗肿瘤免疫的过程。在肿瘤微环境中,可持续激活PD-1/PD-L1信号通路,使肿瘤浸润CD8+T淋巴细胞持续处于抑制状态,产生颗粒酶B和细胞因子的能力下降,无法有效攻击肿瘤细胞。此外,高表达PD-L1的肿瘤细胞还能有效的抑制肿瘤浸润T淋巴细胞(TIL)产生IL-2、IFN-γ,以及促进其分泌IL-10,继而其对肿瘤的杀伤能力下降。PD-1/PD-L1还可以诱导CTL细胞向耗竭型CTL细胞转变,抑制机体抗肿瘤免疫,促进肿瘤的发展。研究发现CTL细胞表面高表达PD-1,PD-1/PD-L1信号途径在被沉默后,可使CTL细胞增殖能力、细胞因子分泌及细胞毒能力增强。
衰竭性T细胞(exhausted T cells)主要是指T细胞在病原体病毒或肿瘤等一些抗原的刺激次下,导致T细胞功能发生障碍,免疫功能受损的状态。其最重要的表现为体内分泌了较多的负性信号分子,导致T细胞对免疫相关的细胞因子的分泌能力及杀伤作用都显著下降。
本发明全面评估了美洲大蠊来源的多肽“美洲大蠊精制物CⅡ-3”对小鼠胃癌模型中免疫检查点PD-1表达的影响,发现CⅡ-3下调了肿瘤组织局部来源的衰竭性T细胞,也下调了外周血、脾脏、淋巴结来源的衰竭性T细胞;另外本发明还发现,模型组由于肿瘤的刺激作用使得总衰竭性T淋巴细胞的比例上升,传统化疗药环磷酰胺(CTX)在治疗肿瘤的同时也使得总衰竭性T淋巴细胞升高,可以看出传统化疗药物具有一定局限性。综上看出,美洲大蠊多肽CⅡ-3能阻断PD-1的表达,降低衰竭性T细胞的比例,从而增强机体抗肿瘤的免疫效应,大大提升抗肿瘤效果,是一种有效的抗肿瘤免疫检查点阻断剂。
以上所述,为本发明的具体实施例,但本发明的保护范围不仅限于此,在本发明技术方案基础上任何不经过创造性劳动的变化和替换均应涵盖在本发明的保护范围之内;因此,本发明的保护范围应权利要求书所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:所述阻断剂的活性成分为美洲大蠊精制物CⅡ-3。
2.根据权利要求1所述的抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:所述美洲大蠊精制物CⅡ-3主要成分为94.4%的肽类物质。
3.根据权利要求1所述的抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:抗肿瘤免疫检查点阻断剂针对的肿瘤为胃癌。
4.根据权利要求1所述的抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:所述免疫检查点为程序性死亡受体-1(PD-1)。
5.根据权利要求1所述的抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:所述美洲大蠊精制物CⅡ-3通过阻断程序性死亡受体-1(PD-1)在T细胞的表达而起到抗肿瘤作用。
6.根据权利要求5所述的抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:所述美洲大蠊精制物CⅡ-3降低了衰竭性T细胞比例,从而起到了抗肿瘤作用。
7.根据权利要求6所述的抗肿瘤免疫检查点阻断剂,其特征在于:所述衰竭性T细胞包括肿瘤组织局部来源的衰竭性T细胞,也包括外周血、脾脏、淋巴结来源的衰竭性T细胞。
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