靶向TGF-β临床转化的困境

前言

转化生长因子β（TGF－β）是一种有效的多效性细胞因子，在肿瘤发生中具有复杂的、经常相互矛盾的作用。在早期肿瘤中，TGF－β通路诱导细胞凋亡，抑制肿瘤细胞增殖。相反，到晚期，它通过调节基因组不稳定性、上皮间质转换（EMT）、新血管生成、免疫逃避、细胞运动和转移等方面具有促进肿瘤的作用。目前，TGF－β靶向剂已成为新的热门研究方向。

许多临床前的研究数据表明，阻断TGF－β信号是治疗肿瘤的有效方法，它能减轻Treg介导的免疫抑制，增加T细胞毒性，促进T细胞向肿瘤中心的渗透，从而引起强烈的抗肿瘤免疫和肿瘤消退。此外，阻断TGF－β信号增强了肿瘤对免疫检查点抑制剂（ICI）的反应。

然而， 与临床前结果不同的是，TGF－β阻断在临床试验中的进展一直很困难，大多数试验未能再现动物模型中的成功。因此，有必要回顾实体瘤中TGF－β和PD－1／PD－L1信号抑制的关键临床试验，分析TGF－β临床转化未获成功的潜在原因，以及提高后续试验中反应率的潜在策略。

TGF－β联合ICI的临床研究

结直肠癌

TGF－β和PD－1／PD－L1信号的联合抑制在临床前小鼠结肠癌模型中显示出很有希望的抗肿瘤活性。因此，目前正在CRC患者中进行几项临床研究。

一项开放标签2期研究（NCT03724851）正在评估Vactosrtib和Pembrolizumab在先前治疗的微卫星稳定（MSS）CRC患者中的联合作用。在中期分析中，15．2％（5／33）的患者有部分响应，21．2％（7／33）的患者病情稳定。这种联合方法的耐受性良好，只有三种严重的不良反应，即肺炎（3％）、恶心（3％）和呕吐（3％）。中度副作用更为常见，包括血清淀粉酶升高（21．2％）、瘙痒（21．2％）、皮疹（21．2％）和血清脂肪酶升高（18．2％）。

双功能抗PD－L1／TGF－β融合蛋白Bintrafuspalfa也在CRC中进行临床研究（NCT03436563）。最近一项针对ICI治疗后进展的微高卫星不稳定性（MSI－H）转移性实体瘤患者的2期研究公布了15名患者的早期结果，其中12名（80％）是CRC。在14名可评估的患者中，3名（21．4％）病情稳定，只有1名患者获得长期临床疗效。其余11名（78．6％）疾病进展。安全性数据显示，其中1名患者为3级肾上腺功能不全，1名患者死于肝衰竭。与历史队列相比，Bintrafusp alfa治疗的患者新的转移增加，肿瘤体积增大。鉴于上述结果，本研究终止。因此，在没有指导性生物标记物的情况下推进Bintrafusp alva和类似靶点时可能需要谨慎，部分原因是TGF－β信号在结肠癌中的固有抑瘤作用。

胰腺癌

TGF－β是PDAC中免疫逃避的一个既定驱动因素，并且TGF－β抑制已被证明可以增强临床前疾病模型中对ICIs的治疗反应。因此，联合TGF－β和PD－1／PD－L1抑制目前正在PDAC中进行临床探索。

最近，一项1b期研究（NCT02734160）探索了Galunisertib和抗PD－L1抗体Durvalumab在32名转移性PDAC患者中的联合应用。结果显示，一名患者（3．1％）表现出部分响应，七名患者（21．9％）病情稳定，疾病控制率为25％。中位总生存期为5．72个月，中位无进展生存期为1．87个月。总体耐受性良好，5名患者（15．6％）出现3／4级治疗相关不良事件。

关于Bintrafusp alfa的数据有限，最近一项对19名严重预处理的癌症患者进行了一期试验（NCT02517398），其中包括5名PDAC患者。只有一名MSI－H、局部晚期PDAC患者表现出部分响应，持续10．5个月后疾病进展。其他几项试验正在进行，但尚未公布结果。

胆道癌

目前有几项研究正在探索TGF－β和PD－1／PD－L1在胆道癌症中的抑制作用，其中大多数为Bintrafusp alfa。第一阶段的数据令人鼓舞，在30例预治疗的胆道癌症患者的临床实验中（NCT02699515），客观缓解率为20％（6／30），中位无进展和总生存期分别为2．5和12．7个月。安全性数据方面，11／30（36．7％）患者出现3级或更严重的不良事件，包括3名患者因感染性休克或间质性肺病导致治疗相关死亡。

然而，在对159名患者进行的第二阶段研究（NCT03833661）中，客观有效率仅为10．5％。这标志着Bintrafusp alfa在大规模试验中首次出现重大失败。另一项2期试验（NCT04066491）比较了Bintrafusp alfa以及联合吉西他滨和顺铂作为局部晚期或转移性胆道癌症一线治疗方案。但与单独使用吉西他滨和顺铂的对照组相比，Bintrafusp alfa未有显著改善。因此，这项研究也被终止。尽管如此，一些类似的研究仍在进行中。

胃食管癌

一些正在进行的临床试验也评估了TGF－β和PD－1／PD－L1在胃癌和食管癌中的作用。第一项是一项多肿瘤的1期临床试验（NCT02699515），评估Bintrafusp alfa的单药治疗，包括31例复发、局部晚期或转移性胃／胃食管交界部癌症患者。结果显示，7／31（22．6％）的患者有客观响应，其中有2例（6．5％）完全响应。Bintrafuspalfa总体耐受性良好。

另一项1期泛癌试验（NCT02517398），目前正在对食管癌症患者进行评估。在这项研究中，30名食管腺癌患者在化疗失败后接受了Bintrafusp alfa治疗。报告显示，有效率为20％（6／30），中位持续时间为1．3–8．3个月。安全性方面，19／30（63．3％）患者出现治疗相关不良事件，7／30（23．3％）患者出现3级毒性，未观察到4级事件或治疗相关死亡。此外，最近一项针对30名重度预处理食管SCC患者的1期研究（NCT02699515）也报告了初步结果。本研究的客观应答率为10％（3／30），响应持续时间为2．8–8．3个月。

肺癌

最近的一项2期研究（NCT02423343）探讨了Galunisertib与Nivolumab联合治疗25例复发／难治性NSCLC患者的效果。研究显示，客观缓解率为24％（6／25），中位缓解时间为4．2个月，中位响应持续时间为9．0个月。中位无进展生存期和总生存期分别为5．3个月和12．0个月。

另外一项1期泛癌（NCT02517398）研究评估了Bintrafusp alfa的单药治疗，包括40名晚期非小细胞肺癌患者。其中11名患者（27．5％）表现出客观反应，平均持续时间为18个月。然而，Bintrafusp alfa在最近的3期研究（NCT03631706）中遭遇了挫折，该研究也标志着Bintrafuss alfa迄今为止最重大的失败之一。在这项研究中，Bintrafuspalfa与Pembrolizumab在晚期PD－L1表达NSCLC患者中进行了直接比较，Bintrafusp alfa未能显示出比Pembrolizumab有任何改善。在对患者数据进行初步评估后，这项研究被终止，表明无进展生存的主要终点不太可能实现。尽管有这一重大挫折，但仍有一些试验在探索非小细胞肺癌中Bintrafusp alfa的效果。

其他癌症

一些临床试验也在探索TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制人乳头瘤病毒（HPV）相关癌症，尤其是宫颈癌和HNSCC，大多数都处于早期阶段，其中一些显现出有希望的结果。

例如，目前已有39名接受Bintrafuspalfa治疗的预治疗、复发／转移性宫颈癌症患者的早期数据。该队列是来自1期（NCT02517398）和2期研究（NCT03427411）患者的组合。在合并队列中，研究观察到两个CR（5．1％）和九个PR（23．1％），平均响应持续时间为11．7个月。本研究的中位总生存期为13．4个月，两年总生存率为33．2％。

最近，一项评估Bintrafusp alfa治疗晚期、重度预处理HNSCC患者的1期研究（NCT02517398）发布了长期生存数据。在32名入选患者中，4名（12．5％）有客观反应，平均持续时间为21．4个月。有趣的是，观察到的反应在很大程度上独立于PD－L1状态，但在HPV阳性肿瘤中更常见。类似的研究正在探索TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制对任何HPV相关癌症患者的疗效，而不考虑肿瘤部位。来自1期（NCT02517398）和2期研究（NCT03427411）包括39例宫颈癌症患者、19例HNSCC患者、9例肛门癌患者和8例非特定HPV相关癌症患者。综合客观缓解率为28％（21／75），中位响应持续时间为17．3个月。另外三名患者反应延迟，使总反应率增至32％。

此外，Bintrafusp alfa与NHS－IL12和PDS0101（一种针对HPV16 E6／E7的肿瘤疫苗）联合治疗晚期HPV相关癌症患者的II期研究（NCT04287868）显示，10／14（71．4％）的患者获得了客观反应，此外，在五个月的随访后，90％的反应仍在进行中，且耐受性良好。这是迄今为止探索TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制的最成功的试验。

靶向TGF－β未来的研究策略

虽然抗TGF－β治疗和ICIs的组合在临床前研究中显示出明显的疗效，但在临床试验中却不尽如人意。最明显的是Bintrafusp alfa，该产品曾经是默克公司和GSK之间42亿美元交易的核心，但迄今为止Bintraflusp alfa尚未在第三阶段研究中显示出疗效。由于疗效不佳，默克公司于2021停止了其胆道癌2期试验。在Bintrafuspalfa在非小细胞肺癌患者的大规模3期试验（NCT03631706）中失败后，默克公司和GSK布共同决定于2021终止交易。同样，尽管在动物研究中，Galunisertib有望作为ICI的辅助治疗，但礼来公司于2020年1月停止了Galuniserib的开发。尽管使用这些药物的试验仍在进行中，但这些战略调整仍对其未来产生了疑问。

对于评估TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制的临床前和临床研究之间的差异，几乎没有什么解释。因此，这些研究强调了从动物模型过渡到临床试验的困难，此外，考虑到在大多数试验中观察到的反应的高度差异，这些观察也提出了关于潜在预测生物标志物和组合方法的重要问题。例如，最近的一项1期研究（NCT02517398）表明，PD－L1高表达的NSCLC患者更可能从Bintrafusp alfa获得长期生存益处，然而，根据胆管癌或HNSCC患者的数据，PD－L1表达可能不是合适的生物标志物，其中对Bintrafusp alfa的反应与PD－L1表达无关。然而，在后一项研究中，对Bintrafusp alfa的反应与HPV表达密切相关。同样，在HPV阳性肿瘤患者中观察到Bintrafusp alfa最成功的试验之一。有趣的是，在这个队列中，新表位特异性肿瘤T细胞反应的检测与病理反应的进展相关。因此，对早期研究中TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制获得临床益处的患者进行仔细的重新评估可能会使未来的试验受益。

除了确定治疗反应的候选生物标志物外，还必须进一步探索对TGF－β和PD－1／PD－L1联合阻断的耐药机制。尽管有关耐药机制的数据有限，但这些研究正在开始出现，为TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制患者失败的潜在原因提供了新的线索。例如，最近的一项临床前研究表明，虽然TGF－β和PD－L1抑制的组合在MC38和EMT－6肿瘤模型中都非常有效，但联合治疗导致了几种免疫应答基因的上调，包括细胞因子CCL5。CCL5的瘤内给药同样增强了MC38肿瘤对抗PD－L1抗体的反应，提供了一种在临床上增强对TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制反应的潜在策略。

另外，临床试验中患者的选择也非常重要。因此，上述因素可能有助于确定最有可能从TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制中获得临床益处的患者。例如，在EMT－6小鼠中，接受TGF－β和PD－L1抑制的小鼠显示出肿瘤浸润性T细胞的显著重新分布，其与基质边界的距离增加，与肿瘤中心的距离减少。此外，接受联合治疗的小鼠在瘤周CAF中的基因表达发生了整体变化，显著抑制了参与典型成纤维细胞功能和细胞外基质重塑的基因，增强了CD8效应器功能并促进了疾病消退。因此，具有TGF－β驱动的肿瘤微环境和相关CAF介导的免疫排斥的患者可能对这种方法特别敏感，这需要进行前瞻性评估。此外，几项研究表明，辐射可导致肿瘤微环境的广泛重编程，增强MHC I类表达。因此，添加适当的化学和／或放射疗法值得考虑，并且可能是联合TGFβ和PD－1／PD－L1抑制的最有前途的未来方向。

最后，虽然TGF－β被广泛认为是人类癌症免疫逃逸的常见手段，但这些试验的一个潜在解释是，TGF－β信号可能根本不是克服ICIs耐药的有效手段。如果未来纳入高效力和特异性TGF－β抑制剂的试验仍显示阴性结果，则可能需要考虑这种可能性。另外，临床试验相对缺乏成功的另一个潜在原因是免疫抑制性TGF－β信号传导可能比以前认识到的更精细，在设计抗TGF－β治疗时必须考虑其他因素。例如，TGF－β信号的作用是局部和快速的，这就提出了有关给药剂量和频率的重要问题，以支持TGF－β受体的持续抑制，并防止肿瘤微环境中TGF－β的信号再激活。因此，随着抗TGF－β疗法在临床试验中的不断进展，这些因素和其他类似因素值得考虑。

小结

TGF－β信号传导的免疫抑制作用已被充分证明，长期以来，针对TGF－β途径的治疗被认为是增强ICI免疫治疗反应的一种手段。这种方法在临床前研究中得到了广泛的评估，然而，TGF－β和PD－L1／PD－1双重抑制进入临床评估后，却没有得到理想的结果。对TGF－β和PD－1／PD－L1联合抑制临床上令人失望的结果，可能源于缺乏患者选择和／或机制驱动设计。这不仅突出了将临床前研究结果转化为临床研究的困难，而且还需要重新评估这些试验的设计，以纳入新的生物标志物，从而确定最有可能获得临床益处的患者，以及进一步增强药物反应的机制驱动的组合策略。

参考文献：

1．The difficulty in translating thepreclinical success of combined TGFβ and immune checkpoint inhibition toclinical trial． eBioMedicine． 2022 Dec； 86：104380．

原文标题:靶向TGF-β临床转化的困境