【Nature子刊】韩为东团队揭示新突破：Eliglustat联合免疫检查点抑制剂显著提升癌症治疗效果

2024年8月14日， 韩为东团队在期刊《Nature Communications》上发表了题为“Inhibition of glycosphingolipid synthesis with eliglustat in combination with immune checkpoint inhibitors in advanced cancers: preclinical evidence and phase I clinical trial”的研究论文。本文研究了依利格鲁司他对抗肿瘤免疫的影响，发现依利格鲁司他能抑制GSLs在肿瘤细胞表面的表达，增加p-MHC表位对T细胞受体识别和结合的可及性，显著提高CD8 T细胞的抗肿瘤作用，有效抑制肿瘤生长，延长荷瘤小鼠的生存时间。

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51495-3

研究介绍

 01 

鞘糖脂（GSLs）通常在癌细胞中异常表达，在细胞转化、转移和多药耐药过程中，发生结构重排。GSLs干扰膜蛋白和抗肿瘤免疫反应。例如，从黑色素瘤细胞脱落的GM2和GM3神经节苷脂，抑制单核细胞和巨噬细胞上的Fc受体表达，以及NK细胞活性，表明GSLs是肿瘤治疗的可行靶点。

许多GSL是肿瘤相关抗原。其中，GD2在神经母细胞瘤、骨肉瘤、神经胶质瘤和神经内分泌肿瘤中，一直过表达，并已被研究为CAR-T细胞的潜在靶点。虽然抗GD2抗体提高了神经母细胞瘤患者的生存率，但只有当它们与强化细胞毒性化疗方案联合给药时才有效，而且它还会引起听力损失、生长迟缓和继发性白血病等长期副作用。GD3单克隆抗体已用于治疗黑色素瘤患者，但结果通常不尽如人意，可能是由于抗体可用性有限。此外，抗癌免疫疗法，对多种GSL的影响仍然未知。

GSL代谢的异常，通常是由产生不同GSL类别的酶表达的变化引起的，包括A4GALT（球形系列）、A3GALT2（isoglobo系列）、B3GNT5（乳糖苷脂和nsGSLs）、B4GALNT1（神经节苷脂，O系列）和ST3GAL5（神经节苷脂，A、B和C系列）。之前的研究表明，SPPL3的缺失，会抑制CAR-T细胞抗肿瘤的细胞毒性，表明GSL可以保护呈递某些抗原的细胞，免受免疫细胞杀伤。与正常肿瘤相比，多重耐药肿瘤可能合成GSLs更快。葡萄糖神经酰胺（GlcCer）由尿苷二磷酸-葡萄糖神经酰胺糖基转移酶（UGCG）合成，是所有GSL的前体。2014年，UGCG抑制剂依利格鲁司他，获得FDA批准用于治疗戈谢病。除了耐药性外，GSLs在肿瘤中的高表达，也会对T细胞和树突状细胞（DC）功能，产生负面影响。因此，了解GSLs在肿瘤免疫抑制中的作用及其相关机制，对于肿瘤免疫治疗至关重要。

在本研究中，团队发现UGCG抑制剂eliglustat抑制肿瘤细胞表面GSLs的表达，并增加p-MHC表位用于T细胞识别和结合的可及性，显著增强CD8 T细胞的抗肿瘤作用。从机制上讲，团队证明eliglustat介导CD8 T细胞从淋巴结迁移到肿瘤，并增加抗肿瘤特异性CD8 T细胞的数量和T细胞受体的多样性。最后，概念验证临床试验结果表明，eliglustat与免疫检查点阻断剂联合使用，可以表现出良好的安全性，并提高癌症治疗效果。

研究进展

 02 

Eliglustat与ICB协同作用，促进肿瘤抑制

Eliglustat促进T细胞浸润到肿瘤中，伴随着肿瘤浸润CD8 T细胞上PD-1表达的增加，提示eliglustat可以与抗PD1抗体协同作用，发挥抗肿瘤作用。团队用eliglustat和抗PD1抗体的组合，处理同基因MC38-OVA荷瘤C57BL/6小鼠，并发现联合疗法比任何一种单一疗法，具有更强的肿瘤抑制作用。与单药治疗相比，联合治疗显著提高了肿瘤内CD8 T细胞的比例、IFN-γ和TNF-α的表达水平，以及四聚体CD8 T细胞的比例。此外，CD8 T细胞中PD-1的表达，在联合组和PD-1单一疗法组中趋于下降。这些结果突出了eliglustat联合抗PD1抗体，作为前瞻性癌症免疫治疗策略的潜力。

联合治疗的抗肿瘤活性在B16f10-OVA、4T1、CT26、A20和EG-7肿瘤模型，以及高负荷肿瘤模型中，得到进一步证实，表明这种治疗策略适用于不同类型的肿瘤。此外，eliglustat联合CTLA-4抑制剂的效果，与PD-1抑制剂相似。团队还评估了米格司他联合PD-1抑制剂，发现与单一疗法相比，联合治疗显著抑制了肿瘤生长。总体而言，这些数据表明，eliglustat可以通过调节肿瘤细胞中GSL的合成，来增强ICB的疗效。

Eliglustat与ICB协同作用。

Eliglustat联合PD1抗体在晚期肿瘤患者中的临床反应

考虑到该组合可能在患者中引发细胞因子风暴的可能性，团队最初使用保守的每日剂量84mg eliglustat。在治疗了18名患者后，未观察到3级或更高级别的毒性或细胞因子风暴，因此，团队在其余13名患者中将eliglustat的口服剂量增加到168mg。在试验期间，患者报告了耐受性良好的轻度不良事件（AEs）。28例患者（90.3%，95%CI，74.3-98.0%）观察到任何级别的治疗中出现的不良事件，其中最常见的不良事件为恶心（22.58%）、淋巴细胞计数减少（22.58%）和腹泻（19.35%）。只有1名患者（3.2%，95%CI，0-16.7%）经历了皮肤松解症的3级AE，未观察到4级AE。患者对1-2级AE表现出适当的耐受性，并接受了3级AE的支持性治疗。在经历3级AE（皮肤溶解）的患者中，暂停抗PD-1和依利格鲁司他联合治疗，前3天给予1mg/kg甲泼尼龙，症状明显改善后，改为1mg/kg口服醋酸泼尼松龙，剂量每周减少5-10mg。2个月后，皮肤几乎恢复正常。

疗效评价的数据截止日期为2023年9月。客观缓解率为22.6%（95%CI，9.6-41.1%）。疾病控制率（DCR）为71.0%（95%CI，52.0-85.8%），3例患者达到完全缓解（CR），4例达到部分缓解（PR），15例患者病情稳定（SD）。在8例经病理证实的pMMR/MSS结直肠癌患者中，62.5%获得了显著的临床反应，其中1例达到CR，2例达到PR和SD。此外，4例乳腺癌患者分别获得1例CR、1例PR和2例SDs。所有入组的肝细胞癌患者均有SD，未观察到客观反应。具有客观反应的4名患者保持持续反应，持续时间最长超过21个月。

通过监测患者PB中的T细胞，团队发现T细胞比例呈下降趋势，而CD8 T细胞比例呈上升趋势。CD25和颗粒酶B的表达，在处理一个周期后上调。与CD25的变化一致，效应T细胞与效应记忆T细胞的比例趋于增加，表明T细胞在联合处理后分化为效应细胞。此外，团队通过TCRβ组库分析达到客观反应的患者的PB中，总TCR计数和独特TCR数量显著增加。接受2-4个或更多周期的PD-1抗体联合eliglustat治疗的患者，表现出细胞因子水平的上升趋势，例如IL-2、IL-6、IL-8和CRP。与基线时相比，5例患者血清CEA、CA15-3、CA19-9、CA125等癌胚抗原水平明显下降。总体而言，接受eliglustat联合抗PD1抗体的患者，表现出T细胞活化和抗肿瘤细胞因子分泌的增加，表明有可能在体内增强免疫反应。

患者DCR、反应持续时间和血清细胞因子水平。

研究结论

 03 

本文研究了依利格鲁司他对抗肿瘤免疫的影响，发现依利格鲁司他能抑制GSLs在肿瘤细胞表面的表达，增加p-MHC表位对T细胞受体识别和结合的可及性，显著提高CD8 T细胞的抗肿瘤作用，有效抑制肿瘤生长，延长荷瘤小鼠的生存时间。团队还证明，eliglustat介导CD8 T细胞从dLN迁移到肿瘤，并增加肿瘤CD8 T细胞上TCR的数量和多样性，这对其治疗效果至关重要。在不同的肿瘤模型中，用eliglustat联合ICB治疗，可以诱导强大的CD8 T细胞反应，并通过抑制GSL合成，来增加抗肿瘤特异性细胞库和CD8 T细胞的功能。

长期用400nM eliglustat处理对肿瘤细胞的凋亡或增殖没有影响，用eliglustat预处理癌细胞增强了CD8 T细胞的抗肿瘤作用，而预处理T细胞对抗肿瘤活性有抑制作用。将eliglustat添加到共培养系统或全身给药中，已被证明在体外和体内都具有抗肿瘤作用。

eliglustat可以有效增加肿瘤抗原的暴露，从而增强T细胞识别和抗肿瘤反应。团队在晚期肿瘤患者中进行了一项概念验证临床试验，表明eliglustat联合PD-1抗体，表现出良好的安全性。因此，eliglustat与抗PD1抗体的组合，可能代表了一种潜在的免疫治疗策略，其中eliglustat可以将缺乏新抗原和浸润T细胞的“冷”肿瘤，转化为“热”肿瘤。

尽管团队已经证明eliglustat联合抗PD-1抗体，可以在低免疫原性肿瘤模型或pMMR/MSS结直肠癌患者中实现抗肿瘤反应，但许多潜在问题仍未解决。例如，模型小鼠的治疗效果，可能无法模仿人类的治疗效果。团队认为，造成这种情况，可能有两个原因：1）由于团队使用的GSL合成抑制剂，是用于治疗人类戈谢病的药物，其血药浓度受CYP2D6和CYP3A代谢酶的影响。因此，不能排除不同物种间代谢率的差异，可能会影响处理效果。2）在这项研究中，团队没有确定哪种类型的GSL起主要作用，而GSL在肿瘤细胞表面的背景水平，可能是影响eliglustat治疗后增强抗肿瘤效果的重要因素之一。此外，团队还观察到，这种联合疗法对患有不同类型肿瘤的患者，表现出不同的疗效。除了药物代谢和GSL表达水平的差异外，疾病进展的速度和肿瘤微环境中抑制因子的强度，可能是影响治疗效果的另外两个重要因素。不仅原发性肝细胞癌，有活动性肝转移的结直肠癌对这种疗法也不敏感，只有1/3的患者达到疾病稳定。因此，后续针对pMMR/MSS结直肠癌患者的II期临床研究，需要排除此类患者。团队检测到PB中各种细胞因子水平升高，并观察到T细胞克隆多样性增加，但尚未确定与预后显著相关的生物标志物。在pMMR/MSS结直肠癌的II期临床研究中，团队将尝试通过质谱等技术，从肿瘤细胞中识别潜在的生物标志物，以提前预测这种联合疗法的疗效，并确定从这种联合治疗中受益的患者群体。

参考资料：

1.Hakomori, S. Aberrant glycosylation in tumors and tumor-associated carbohydrate antigens. Adv. cancer Res. 52, 257–331 (1989).

2.Chang, W. W. et al. Expression of Globo H and SSEA3 in breast cancer stem cells and the involvement of fucosyl transferases 1 and 2 in Globo H synthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. 105, 11667–11672 (2008).