腫瘤免疫治療新勢力:CpG-ODN的生物學機制與臨床突破
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引言:從“佐劑配角”到“免疫先鋒”,
CpG的逆襲之路
腫瘤免疫治療的核心命題在于打破腫瘤微環(huán)境“冷寂”狀態(tài),重塑系統(tǒng)性抗腫瘤免疫應答。在PD-1/PD-L1抑制劑等明星靶點之外,Toll樣受體(TLR)信號通路因其先天免疫激活能力,成為近年來領域內的重要突破方向。其中,以CpG寡聚脫氧核苷酸(CpG-ODN)為代表的TLR9激動劑,憑借其獨特的免疫調節(jié)功能,從傳統(tǒng)疫苗佐劑逐步進階為腫瘤免疫治療的關鍵組合拼圖。
作為人工合成的非甲基化CpG基序DNA短鏈,CpG通過激活TLR9誘導強有力的Th1型免疫反應(IFN-α/γ、TNF-α等),直接刺激樹突狀細胞(DC)成熟與B細胞增殖,同時重塑腫瘤微環(huán)境中的抑制性成分(如Treg、MDSCs)。目前,全球已有多項臨床研究聚焦于CpG-ODN在不同實體瘤及血液瘤中的單藥或聯合應用潛力,CpG已成為生物制藥企業(yè)不可錯過的研發(fā)賽道。
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生物學功能拆解:
A/B/C型CpG的免疫機制差異化圖譜
CpG-ODN因骨架修飾與基序排布差異,可以分為A型(D型)、B型(K型)、C型三大陣營,其作用機制與適應場景顯著分化:
1. B型CpG:激活B細胞與快速免疫應答的“主力軍”
結構特征:硫代磷酸骨架增強核酸酶抗性,含單一/多重CpG基序;
核心功能:優(yōu)先刺激B細胞分泌IgM并增殖,同時通過早期內體-晚期內體快速轉運,誘導pDC釋放TNF-α;
2. A型CpG:I型干擾素生產“專業(yè)戶”
結構特征:中心回文序列+兩端polyG尾,部分硫代修飾維持結構穩(wěn)定性;
核心功能:通過自組裝成高級結構長期滯留早期內體,驅動pDC大量分泌I型干擾素(IFN-α),但B細胞激活能力弱。
3. C型CpG:雙功能協(xié)同的“跨界新秀”
結構特征:全硫代磷酸骨架+B型特征,回文基序允許形成莖環(huán)/二聚體結構。
核心功能:兼具A型干擾素誘導能力與B型B細胞刺激作用,同時延長體內半衰期(>8小時)。
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TLR9激動劑的發(fā)展歷程:
迭代升級的四代進化
第一代TLR9激動劑主要包括A類、B類和C類CpG ODNs。這些激動劑通過模擬細菌DNA中的CpG基序,激活TLR9,誘導免疫反應。然而,由于這些激動劑的穩(wěn)定性較差,容易在體內降解,因此其臨床應用受到了一定的限制。
隨著研究的深入,第二代TLR9激動劑應運而生。這些激動劑通過引入化學修飾或結構優(yōu)化,提高了其穩(wěn)定性和活性。例如,IMO-2055和IMO-2125等第二代激動劑通過將兩個CpG ODNs的3'端連接起來,形成了二聚體結構,從而增強了其免疫刺激效果。
第三代TLR9激動劑則采用了更為先進的結構設計。MGN1703作為第三代激動劑的代表,采用了雙莖環(huán)結構,這種結構不僅提高了其穩(wěn)定性,還降低了其毒性。此外,MGN1703還具有良好的耐受性,適用于長期治療。
近年來,第四代TLR9激動劑的研究也取得了顯著進展。這些激動劑采用了納米材料作為載體,提高了其在體內的穩(wěn)定性和靶向性。例如,球形核酸(SNAs)作為一種新型的納米載體,能夠將ODNs密集地包裹在球形納米顆粒中,從而提高了其免疫刺激效果。此外,SNAs還能夠直接進入細胞,避免了傳統(tǒng)給藥方式的局限性。
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在研藥物全景圖:
從單藥到聯用的臨床突破
Vidutolimod(CMP-001)是一種CpG-a寡核苷酸,包裝在由噬菌體外殼蛋白Qβ形成的病毒樣顆粒內。在最近公布的一項1b期臨床研究(NCT02680184)中,評估了腫瘤內注射Vidutolimod聯合pembrolizumab的療效和安全性,有4個CR,7個PR,顯示出克服晚期黑色素瘤患者的PD-1抑制劑耐藥性的潛力。HP007為華普生物技術公司自主開發(fā)的新型C型CpG。HP007聯合PD-1抗體、CTLA-4抗體和CD40激動性抗體在轉移性去勢耐受性前列腺癌患者中表現出卓越的臨床反應。在13名可評估的患者中,12人出現了客觀響應,其中6人CR,6人PR,總響應率(ORR)高達92.3%。除了HP007和Vidutolimod外,還有幾個TLR9激動劑處于在研階段。Tilsotolimod由Idera Pharmaceuticals開發(fā),獲得了美國FDA的快速通道,聯合Ipilimumab用于治療抗PD-1抗體難治性黑色素瘤,以及孤兒藥物資格指定用于治療IIb-IV期黑色素瘤。在I/II期臨床試驗中,ORR為22%,疾病控制率為71%,中位總生存期(OS)為21個月。目前處于黑色素瘤的關鍵3期臨床(NCT03445533)階段。D-101是另一個TLR9激動劑,在黑色素瘤和頭頸部鱗癌(NCT02521870)、淋巴瘤(NCT02266147)中都進行了臨床研究,顯示增加了腫瘤浸潤淋巴細胞數量。目前主要和免疫檢查點抑制劑聯用,處于臨床2期階段。此外,還有MGN1703,是由Mologen AG研發(fā)的TLR9激動劑,目前招募的臨床包括HIV和晚期實體瘤。PF-3512676是Pfizer在10多年前開發(fā)的TLR9 B型激動劑,但是因為III期試驗陰性結果,已經終止開發(fā)。
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未來突圍:組合策略與納米遞送
CpG-ODN的聯合潛力與技術創(chuàng)新持續(xù)推動其邁向臨床獲批:1.“冷腫瘤加熱”組合拳:免疫檢查點抑制劑(PD-1/CTLA-4):CpG激活DC遞呈抗原,ICB解除T細胞耗竭,形成“抗原釋放-呈遞-殺傷”正向循環(huán)。放療/化療:誘導免疫原性細胞死亡(ICD),釋放腫瘤抗原,增強CpG的局部免疫招募效應。2. 納米載體賦能的第四代技術:無機材料(氧化石墨烯、多孔硅):提升淋巴靶向性,控制突釋毒性。自組裝DNA結構(四面體框架、納米籠):實現TLR9/STING等多通路共激活,減少脫靶風險。
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結語:站在產業(yè)變革的臨界點
TLR9激動劑的研發(fā)歷程,映射出腫瘤免疫治療從單一靶向到系統(tǒng)調控的范式轉變。隨著K藥、O藥為代表的ICI進入專利懸崖期,聯合療法的開發(fā)窗口正在打開。數據監(jiān)測顯示,全球CpG相關臨床試驗數量近三年增長217%,其中73%為聯合方案。對于生物制藥企業(yè)而言,TLR9靶點的價值不僅在于其本身的成藥可能,更在于其作為免疫治療"啟動開關"的戰(zhàn)略地位。在這個領域,中國藥企與世界巨頭站在同一起跑線上。未來十年的產業(yè)競技,或許將從這條古老的免疫通路開啟新的戰(zhàn)局。
原文標題 : 腫瘤免疫治療新勢力:CpG-ODN的生物學機制與臨床突破

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