【Science】JAK 抑制剂增强免疫检查点阻断疗法在临床中的响应

今年6月21日，Science 杂志背靠背分别发表了JAK 抑制剂和 PD-1 免疫阻断联合治疗霍奇金淋巴瘤和非小细胞肺癌的文章。

癌症免疫疗法是一种调动患者免疫系统杀死肿瘤细胞的治疗方法。它已成功治疗某些肿瘤，但患者经常患有慢性炎症和免疫抑制，这可能会限制治疗反应。这两项独立的临床试验证明了使用 JAK 抑制剂药物抑制炎症是否可以提高癌症患者抗 PD-1 免疫疗法的疗效。

Zak等对复发/难治性霍奇金淋巴瘤患者进行了 1/2 期试验。鲁索替尼(Ruxolitinib,JAK1/2抑制剂)和纳武单抗(Nivolumab, PD-1单抗)的联合治疗改善了先前检查点阻断免疫治疗失败的患者的临床疗效。

Mathew等进行了一项 临床2 期试验，以探究伊他替尼(Itacitinib,JAK1抑制剂)和帕博利珠单抗(Pembrolizumab, PD-1单抗)的组合，作为转移性非小细胞肺癌的一线疗法。结果表明，帕博利珠单抗治疗后延迟给予伊他替尼可改善治疗响应。

第一篇来自Scripps研究所的研究，以高通量筛选出发，筛选到JAKi抑制剂与免疫检查点阻断疗法联合治疗的潜力，并在临床试验中验证。

在过去的十年中，检查点免疫疗法彻底改变了许多癌症患者的癌症治疗。尽管一些患者有持久的反应，但许多患者要么对当前的免疫治疗方案没有反应，要么产生耐药性，据统计仅约20%人群有较好响应。因此，无响应患者对于重新激活检查点免疫治疗反应的临床需求仍然存在大量未满足的需求。首先，T 细胞耗竭限制了当前对免疫疗法的反应。利用逆转 T 细胞耗竭的小分子的高通量筛选结果，研究人员探索了这样的假设：这些小分子可以增强抗肿瘤 T 细胞反应并提高免疫检查点抑制剂 (ICI) 免疫疗法在癌症中的疗效。

在LCMV-Cl13免疫抑制模型（慢性感染、炎症模型）中筛选ReFrame 化合物库(见文末相关介绍)后，作者发现了 Janus 激酶抑制剂 (JAKis)，它可以显著地回补T 细胞功能的耗竭。作者使用第一个临床批准的 JAKi，ruxolitinib，证明了JAK 抑制不是抑制免疫反应，而是可以增加 Cl13 以及同基因肿瘤模型中的 T 和 NK 细胞数量和功能，并与 ICI 免疫疗法相结合增强肿瘤控制。值得注意的是，这种组合在多种实体瘤和淋巴瘤模型中有效，包括先前没有 ICI 耐药性的模型和ruxolitinib单药治疗对肿瘤生长没有影响的模型。

用 JAK 治疗感染 Cl13 的小鼠 和荷瘤小鼠也可调节骨髓细胞的转录组学和功能特性，从免疫抑制状态转变为具有免疫刺激潜力的状态。Ruxolitinib增强检查点抑制剂功效的能力取决于髓系细胞的存在，ruxolitinib和 ICI 治疗的小鼠中的髓系细胞显示出抗原呈递分子的上调，包括II 型主要组织相容性复合物(MHC-II)。这些结果表明，ruxolitinib增强抗肿瘤 T 细胞反应的能力部分是独立于 T 细胞的，并且依赖于髓系细胞调节。

(Cell Report, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.10.119)

该研究进一步披露了Ruxolitinib与纳武单抗联合给药针对霍奇金淋巴瘤患者进行的 I 期临床试验的结果，这些患者在先前的检查点抑制剂免疫治疗后复发或难治。该组合产生了 53% 的最佳总体缓解率，其中 6/19 的患者实现了对治疗的完全缓解。临床反应与ruxolitinib治疗后中性粒细胞与淋巴细胞比率 (NLR) 的降低、抑制性骨髓细胞百分比以及产生细胞因子的 T 细胞数量的增加相关。在临床前模型和患者样本中，ruxolitinib显著下调粒细胞集落刺激因子 (G-CSF)（一种 JAK 依赖性细胞因子）信号传导的转录组学特征，表明ruxolitinib可能会阻止骨髓细胞的抑制性编程，这是由于G-CSF 等细胞因子产生过多的 JAK 信号转导器和转录激活剂 (STAT) 信号。

综上所述，该临床研究支持小分子 JAK 抑制剂与检查点抑制剂联合治疗癌症的治疗潜力。证明 抑制JAK 不是肿瘤免疫抑制而是刺激，这表明 JAK 抑制剂的使用背景决定了最终的治疗结果。鉴于免疫调节特性和临床疗效并非霍奇金淋巴瘤所独有，因此探索 JAK 抑制剂与 ICI 在实体瘤中的临床潜力非常重要，特别是那些抑制性髓系细胞与 ICI 单药治疗反应不佳相关的实体瘤。

第二篇文章，来自滨州大学，作者探究了炎症信号对免疫检测点阻断疗法的影响，并进一步进行了人体临床试验。

炎症是癌症的一个标志，但也是产生最佳抗肿瘤免疫反应所必需的。虽然短期接触干扰素（IFN）等细胞因子可以增强肿瘤免疫力，但长期接触会导致免疫抑制。炎症的双重性质使得在癌症免疫治疗期间利用细胞因子激活的有益作用，同时避免有害后果具有挑战性。因此，有效调节细胞因子信号传导这些经常相反的功能的治疗策略可以提高免疫治疗的疗效，并减轻耐药。

小鼠模型中的临床前研究表明，阻断I型干扰素（IFN-I）信号传导可以改善慢性病毒感染期间的免疫功能，并增强癌症免疫治疗的疗效。此外，来自肺癌和其他癌症类型的患者的肿瘤在免疫检查点阻断（ICB）后复发,或对免疫检查点阻断（ICB）有耐药时，可能会高表达干扰素刺激的基因。因此，作者PD-L1表达≥50%的一线转移性非小细胞肺癌（NSCLC）进行了临床2期临床试验。患者接受了 6 周的抗 PD-1 免疫治疗，然后联合使用抗 PD-1 和 itacitinib（一种选择性 JAK1 抑制剂），持续 6 周然后继续单独使用抗 PD-1。为了解干扰抗 PD-1 后发生的持续炎症的短暂 JAK 抑制的免疫学效应，作者评估了临床反应与 CD8 T 细胞分化、免疫信号传导和炎症标志物进化之间的关联。

在小鼠模型中，在ICB后给予itacitinib改善了干扰素刺激基因（ISG）耐药肿瘤的反应，并增加了外周增殖的前体样CD8 T细胞的比例。使用 IFN-I 受体阻断抗体同样可以改善 ICB 功效，表明阻断 IFN-I 信号传导足以对延迟 JAK 抑制的效果进行表型复制。在人体中，抗 PD-1 联合延迟、短暂itacitinib治疗 NSCLC 患者的总体缓解率为 67%，中位无进展生存期为 23.8 个月。

根据放射学响应的时间，将患者分为三个响应组：

1. 在抗 PD-1 单药治疗 (αPD1.R) 的前两个周期内出现临床响应的患者；

2. 在 6 周的后出现响应的患者，并且在第三个周期开始时使用抗 PD-1 (JAKi.R) 的患者；

3. 无论治疗如何都没有响应的患者 (NR)。

每个临床反应组都有独特的免疫学变化以及炎症特征。单独使用抗 PD-1 后，αPD1.R 患者的基线炎症和 CD8 T 细胞反应较低。JAKi.R 患者单独使用抗 PD-1 后炎症标志物升高、CD8 T 细胞反应较差且免疫信号减弱。然而，添加 itacitinib 后，JAKi.R 患者随后的临床反应与炎症信号传导减少相关，并伴随着“命运灵活(fate-flexible)”的 CD8 T 细胞祖细胞样群体的增加。这种命运灵活的群体与 CD8 T 细胞可塑性更强的特征有关。相比之下，NR 患者的基线炎症水平较高，对 JAK 抑制无效。NR 患者中这种持续的炎症和 IFN-I 信号传导与 CD8 T 细胞终末分化和治疗失败相关。

综上表明，作为阻断持续性 IFN 和/或慢性炎症的免疫抑制作用的治疗策略，初始抗 PD-1 后的 JAK 抑制是安全、可行的，并且与 NSCLC 的持久和高缓解率相关。JAK 抑制可能对炎症加剧且 CD8 T 细胞对单独抗 PD-1 反应较差的患者特别有益。在这项研究中，JAK 抑制通过减少驱动 CD8 T 细胞终末分化的炎症和 IFN-I 信号来增强 CD8 T 细胞的可塑性。然而，一些基线炎症水平最高的患者基本上不受 JAK1 抑制的影响，并且具有进行性的终末 CD8 T 细胞分化和疾病进展。

研究总体表明，JAK 抑制可以针对细胞因子信号传导的慢性免疫调节功能，从而导致癌症免疫治疗期间的复发，并且是一种值得进一步进行临床前和临床研究的策略。

相关背景介绍:

1. JAK-STATs信号通路：

JAK-STAT信号通路，使得细胞外多种细胞因子的化学信号跨越细胞膜并将信息传送到细胞核内DNA上的基因启动子上，最终引起细胞中DNA转录与活性水平发生改变。JAK-STAT系统是除了第二信使系统外最重要的信号途径。JAK-STAT系统由三个主要部分组成：（1）受体、（2）JAK激酶与（3）信号转导及转录激活蛋白（STAT）。

具体来说，免疫细胞中表达了许多JAK-STAT通路，并因此参与免疫系统的调控。来自干扰素、白细胞介素、生长因子或其它化学信使的信号可以激活此受体；这激活了JAK的激酶功能，导致对其自身的磷酸化（磷酸基团作为蛋白质上的开关）；接下来STAT蛋白结合到被磷酸化的受体上，在此STAT被JAK磷酸化；被磷酸化的STAT蛋白结合到另一个被磷酸化的STAT蛋白上（二聚化）并易位到细胞核中；在细胞核中，它结合到DNA上并启动转录那些响应STAT的基因。哺乳动物中有七种STAT基因，每种都结合到各不相同的DNA序列上。STAT结合到称为启动子的DNA序列上，启动子会控制其它DNA序列表达。这会影响诸如细胞生长、分化及死亡等的基本细胞功能。JAK-STAT途径是进化保守的，从黏菌和蠕虫到哺乳动物。若JAK-STAT的功能被打乱或失调（通常是遗传或获得性的基因缺陷）会导致免疫缺陷综合征及癌症。

2. Ruxolitinib:

Ruxolitinib是一种 Janus 激酶抑制剂，对 JAK1 和 JAK2 亚型具有选择性。在无细胞测定中 IC50 分别为 3.3 nM 和 2.8 nM，对 JAK1/2 的选择性是 JAK3 的 130 倍。Ruxolitinib 已有报道可诱导自噬并通过毒性线粒体自噬杀死肿瘤细胞。它于 2011 年在美国被批准用于医疗用途，并于 2012 年在欧盟获得批准。Ruxolitinib 是 FDA 批准的第一种用于解决白癜风患者色素沉着问题的药物治疗方法。

主要适应症包括治疗中度或高危骨髓纤维化的药物，是一种影响骨髓的骨髓增生性肿瘤；真性红细胞增多症，当对羟基脲反应不足或不耐受时；和类固醇难治性急性移植性抗宿主病。它由 Incyte Corp 和诺华公司开发和销售。

3. Itacitinib：

Itacitinib (INCB039110) 是一种可口服的选择性JAK1 抑制剂，对人JAK1的选择性为IC50为2nM。Itacitinib对JAK1的选择性比JAK2高20倍以上，对JAK3和TYK2的高100倍以上。Itacitinib用于骨髓纤维化的研究。Itacitinib进展最快的临床试验正处于临床III期针对移植物抗宿主病。抗肿瘤和免疫相关疾病还在临床II/I 期研究中。为Innovent 和 Incyte研发，中华区授权信达生物（肿瘤和血液疾病）。

4.ReFRAME化合物库

ReFRAME化合物库包含 12,000 种化合物，是FIC的药物再利用(老药新用)库，包含几乎所有获批的、已达到临床开发的、或经过重要临床前分析的小分子。该筛选库的目的是能够快速测试在新适应症中具有已证明安全性的化合物，特别是被忽视或罕见的疾病研究。由Scripps研究所的药物发现和开发部门 Calibr-Skaggs 建立。