前言

在過去十幾年中，使用免疫檢查點抑制劑的癌癥免疫療法在癌癥治療中取得了前所未有的成功；然而，只有一小部分（10－35％）患者可以從這種治療中獲得臨床益處，因此，迫切需要確定新的策略來提高免疫檢查點抑制劑的臨床療效。

最近，越來越多的臨床證據(jù)證實，ICIs癌癥免疫治療的有效性取決于腫瘤中預(yù)先存在的抗腫瘤T細胞反應(yīng)，腫瘤中的T細胞浸潤與免疫治療的預(yù)后呈正相關(guān)。然而，T細胞反應(yīng)的發(fā)生和維持依賴于先天免疫反應(yīng)，這也是抗癌免疫的關(guān)鍵因素。

作為一種先天性胞漿DNA傳感途徑，環(huán)狀GMP－AMP合成酶（cGAS）－干擾素基因刺激因子（STING）信號通路因其激活先天性和適應(yīng)性免疫的能力而備受關(guān)注，其有助于宿主防御癌癥�；�于cGAS－STING信號通路在抗癌免疫中的關(guān)鍵作用，各種STING激動劑已被開發(fā)出來，并被證明是一種有前途的癌癥治療策略。

cGAS－STING信號通路

先天免疫系統(tǒng)可以通過模式識別受體識別病原體或損傷相關(guān)模式，其中就包括cGAS。cGAS是胞漿雙鏈DNA（dsDNA）的先天免疫傳感器，具有一個催化結(jié)構(gòu)域和兩個主要DNA結(jié)合位點。胞質(zhì)DNA，無論是外源的還是內(nèi)源的，都可以通過其磷酸主鏈和cGAS的帶正電位點之間的相互作用以序列無關(guān)的方式結(jié)合，形成2：2復(fù)合物。與DNA結(jié)合后，cGAS在催化袋中發(fā)生實質(zhì)性構(gòu)象變化，有助于cGAS的活化，從而增強了由三磷酸腺苷（ATP）和三磷酸鳥苷（GTP）合成第二信使cGAMP。

與cGAMP結(jié)合后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）結(jié)合的STING二聚體經(jīng)歷了從非激活開放型到激活封閉型的實質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)變，并觸發(fā)其從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的易位， STING被募集的Tank結(jié)合激酶1（TBK1）磷酸化，導(dǎo)致干擾素調(diào)節(jié)因子3（IRF3）的募集。被TBK1磷酸化后，IRF3二聚化并進入細胞核，以驅(qū)動I型干擾素的表達。新表達的I型干擾素通過與異二聚體受體IFNAR1／2結(jié)合，以自分泌和旁分泌方式發(fā)揮作用，然后激活Janus激酶1（JAK1）和酪氨酸激酶2（TYK2），導(dǎo)致信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子1（STAT1）和STAT2的磷酸化。STAT1／2異二聚體與IRF9結(jié)合，隨后易位至細胞核，觸發(fā)IFN刺激基因（ISG）的轉(zhuǎn)錄。在一定程度上，STING還募集IκB激酶（IKK），其磷酸化核因子－κB（NF－κB）抑制劑IκBα，導(dǎo)致NF－κB易位至細胞核，隨后表達促炎細胞因子（如IL－6、TNF等）。

除了cGAS，STING信號通路的激活也可以由其他DNA傳感器介導(dǎo)，這些傳感器包括干擾素γ誘導(dǎo)蛋白16（IFI16）、DEAD盒解旋酶41（DDX41）、減數(shù)分裂重組11同系物A（MRE11）、DNA依賴性蛋白激酶（DNA－PK）和DNA依賴性IRF激活劑（DAI）。

STING激活在抗癌免疫中的作用

cGAS－STING信號通路已被證明參與了癌癥免疫周期的不同階段，激活這種胞漿DNA傳感通路可以在多個方面促進癌癥免疫周期。

STING激活誘導(dǎo)癌細胞死亡

癌細胞固有的cGAS－STING信號通路對抗癌免疫很重要，因為癌細胞中的胞漿DNA積累以cGAS－STI依賴的方式促進IFN－β的產(chǎn)生，從而抑制腫瘤生長并提高腫瘤對檢查點阻斷的敏感性，而癌細胞固有cGAS－STING信號的丟失導(dǎo)致T細胞浸潤減少，對檢查點阻斷的抵抗力升高。cGAS－STING信號通路已被發(fā)現(xiàn)在多種癌癥中被抑制，并且癌細胞固有cGAS／STING表達的下調(diào)也被證明與癌癥患者的不良臨床結(jié)果相關(guān)。癌細胞中STING的激活有助于癌細胞死亡和T細胞反應(yīng)的誘導(dǎo)。

STING激活增強抗原加工和呈遞

腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞衍生的DNA也可以通過吞噬作用被DC吸收，隨后激活cGAS－STING途徑，促進I型IFN的產(chǎn)生，該IFN增強DC成熟并介導(dǎo)T細胞的活化。

STING激活促進T細胞啟動和激活

T細胞通常被認為是抗腫瘤免疫的主要參與者。然而，T細胞的啟動和激活需要三種信號，包括主要組織相容性復(fù)合物上的腫瘤抗原（信號1）、共刺激分子（信號2）以及某些促炎細胞因子（信號3）。所有這些信號都可以通過激活STING途徑來增強。

STING激活促進T細胞向腫瘤的歸巢和浸潤

T細胞從脈管系統(tǒng)向腫瘤微環(huán)境的外滲和遷移是T細胞識別并隨后消除腫瘤細胞的先決條件。STING途徑的激活以多種方式促進T細胞向腫瘤的運輸和浸潤。首先，DC中的STING途徑激活以STING依賴的方式促進趨化因子CXCL9和CXCL10的表達，這兩種因子對于T細胞向腫瘤中的運輸都是必不可少的。此外，腫瘤內(nèi)皮細胞中STING的激活上調(diào)內(nèi)皮細胞上的粘附分子，如E－選擇素、血管細胞粘附蛋白1（VCAM－1）和整合素配體細胞間粘附分子1（ICAM－1），增強T細胞從血管系統(tǒng)的外滲。

STING激活增強T細胞對癌細胞的識別和根除

癌細胞中STING的激活可以上調(diào)癌細胞上的MHC I類分子，改善腫瘤抗原呈遞，從而促進其被細胞毒性T細胞識別和消除。相反，STING信號通路的缺陷使癌細胞免于細胞毒性T淋巴細胞的免疫識別，并限制其對細胞毒性T細胞裂解的敏感性。此外，用激動劑激活STING可增強腫瘤中細胞毒性T細胞的浸潤和活性，有助于誘導(dǎo)腫瘤消退。

STING激活重塑免疫抑制腫瘤微環(huán)境

免疫抑制性腫瘤相關(guān)免疫細胞，包括腫瘤相關(guān)巨噬細胞、髓系衍生抑制細胞（MDSCs）和調(diào)節(jié)性T細胞，已被證明直接或間接抑制T細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。事實上，STING的激活不僅使腫瘤相關(guān)巨噬細胞向抗腫瘤M1巨噬細胞極化，而且還將M2巨噬細胞重編程為M1巨噬細胞。此外，STING激活抑制MDSCs的擴張和T細胞抑制作用，同時誘導(dǎo)MDSCs產(chǎn)生髓系歸巢趨化因子，從而抑制MDSCs的免疫抑制功能，并將大量免疫細胞如單核細胞、巨噬細胞和T細胞招募到腫瘤部位。STING激動劑還降低了腫瘤微環(huán)境中調(diào)節(jié)性T細胞的水平。

STING激動劑的開發(fā)

STING信號在抗腫瘤免疫應(yīng)答中的關(guān)鍵作用使STING成為癌癥免疫治療的一個有吸引力的治療靶點。因此，學(xué)術(shù)界和制藥行業(yè)都對開發(fā)STING激動劑產(chǎn)生了新的興趣。目前，已經(jīng)報道了許多具有臨床前益處的STING激動劑，其中一些已進入臨床試驗。

天然CDN STING激動劑

隨著cGAS－STING信號通路的分子機制越來越明確，STING激動劑的開發(fā)一直集中在環(huán)狀二核苷酸（CDNs）上，環(huán)狀二核苷酸是STING的天然配體，如c－diGMP、c－diAMP、3′，3′－cGAMP以及2′，3′－cGAMP。天然CDN在臨床前研究中顯示出作為治療性疫苗佐劑和免疫治療劑的前景。然而，天然CDN的臨床開發(fā)受到被磷酸二酯酶快速水解、胞漿遞送不良以及缺乏激活所有人類STING亞型能力的限制。

合成CDN STING激動劑

由于天然CDNs在抗癌治療中的缺點，人們開始努力開發(fā)基于CDN的STING合成激動劑，以提高其穩(wěn)定性和治療效果。其中，ADU－S100（MIW815）與未修飾的CDNs相比，其對小鼠和人類STING的親和力更高。在腫瘤內(nèi)注射后，ADU－S100不僅有效地消除了多種腫瘤類型，還誘導(dǎo)了強大的CD8＋T細胞反應(yīng)。然而，在一項針對晚期／轉(zhuǎn)移性癌癥患者的I期研究（NCT02675439）中，盡管ADU－S100被證明具有良好的耐受性并觸發(fā)全身免疫激活，但ADU－S100作為單一療法的臨床活性有限。

除了ADU－S100，還設(shè)計了其他基于CDN的STING激動劑。MK－1454是一種新型修飾的CDN，由默克公司開發(fā)。在體外，MK－1454對STING表現(xiàn)出高親和力，并顯示出強烈的誘導(dǎo)IFN－β分泌的能力。此外，瘤內(nèi)注射MK－1454誘導(dǎo)了腫瘤的完全消退，并增強了抗PD1治療對小鼠同基因腫瘤模型的抗腫瘤作用。正在進行的臨床試驗評估了MK－1454聯(lián)合Pembrolizumab治療晚期實體瘤或淋巴瘤患者的安全性和有效性（NCT03010176）。初步數(shù)據(jù)表明，盡管MK－1454單藥治療無效，但MK－1454和Pembrolizumab的組合產(chǎn)生了令人鼓舞的療效�；�于這些數(shù)據(jù)，MK－1454聯(lián)合Pembrolizumab治療頭頸部鱗狀細胞癌患者的II期臨床試驗（NCT04220866）正在探索中，臨床結(jié)果尚未公開。

此外，其他基于CDN的STING激動劑，包括SB11285、BI1387446和IMSA101，也正在進行臨床評估。

小分子STING激動劑

與基于CDN的STING激動劑相比，小分子STING激動藥具有一些明顯的優(yōu)勢，如優(yōu)越的藥代動力學(xué)和簡單的化學(xué)合成。因此，STING激動劑開發(fā)的重點已轉(zhuǎn)向非CDN衍生的小分子STING激動劑。

最近，葛蘭素史克（GlaxoSmithKline）的科學(xué)家通過高通量篩選確定了一系列基于氨基苯并咪唑（ABZI）的衍生物作為STING激動劑。它們在人外周血單核細胞（PBMC）中的STING激活能力是cGAMP的400倍，并且在小鼠PBMC中也顯示出了有效的STING活化。靜脈注射顯著抑制了腫瘤生長，并提高了結(jié)直腸癌小鼠的存活率，80％的治療小鼠在研究結(jié)束時達到了無瘤狀態(tài)。

默克公司最近的一項研究報告了一種名為MSA－2的口服苯并噻吩STING激動劑，它觸發(fā)了TBK1和IRF－3的磷酸化，并以STING依賴的方式在人單核細胞THP－1細胞中誘導(dǎo)分泌IFN－β。由于其低pKa，MSA－2在酸性腫瘤微環(huán)境中表現(xiàn)出比正常組織更高的細胞滲透性和效力，這表明MSA－2可以選擇性靶向腫瘤組織，因此適合全身給藥，這是相對于CDNs的顯著優(yōu)勢。MSA－2在攜帶MC38同基因腫瘤的小鼠中顯示出劑量依賴性抗腫瘤活性，并且在80％–100％的治療小鼠中觀察到完全的腫瘤消退。

除了以上提到的小分子STING激動劑外，還有幾個未公開的小分子STING激動劑正在進行臨床試驗。其中，SNX281是一種具有良好藥代動力學(xué)特性的新型STING激動劑。SNX281聯(lián)合抗PD－1抗體在包括MC38、CT26和B16－F10的腫瘤模型中顯示出顯著的抗腫瘤活性和生存益處。目前，正在晚期實體瘤和淋巴瘤中進行單藥和聯(lián)合pembrolizumab的I期試驗（NCT04609579）。此外，其他STING激動劑如TAK－676（NCT04420884）、GSK3745417（NCT05424380）和MK－2118（NCT03249792）也在I期試驗中作為單藥以及抗PD－1抗體聯(lián)合療法進行評估。

靶向STING的挑戰(zhàn)

盡管STING激動劑的治療潛力已在臨床前和臨床研究中得到證實，但STING激動劑的開發(fā)仍處于起步階段，面臨嚴重挑戰(zhàn)，阻礙其臨床開發(fā)。

首先，STING激活在癌癥免疫中是一把雙刃劍。STING的激活不僅促進T細胞啟動和激活，同時激活STING也被證明可誘導(dǎo)免疫抑制分子如PD－L1和IDO的表達。令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)長期暴露于高劑量的STING激動劑可誘導(dǎo)T細胞凋亡，這與激動劑的預(yù)期效果完全相反，而低劑量的STING激動劑可引發(fā)強健的T細胞反應(yīng)，并與免疫檢查點抑制劑協(xié)同作用。因此，為了使STING激動劑獲得最佳的抗腫瘤效果，有必要優(yōu)化STING激動劑的劑量和給藥時間，以避免過度刺激和負調(diào)節(jié)。

其次，由于STING基因的單核苷酸多態(tài)性，人類存在五種主要類型的STING變體，包括R232（57．9％）、HAQ（20．4％）、R232H（13．7％）、AQ（5．2％）和R293Q（1．5％）。這些人類STING變體已被證明對STING激動劑具有不同的反應(yīng)性。此外，這些變體在不同人種中的分布不同，例如，HAQ變體在東亞人種中很常見，而在非洲人中很少見。因此，在招募患者進行臨床試驗時，應(yīng)考慮STING變體在人群中的偏倚分布。總的來說，人類STING基因在人群中具有很大的異質(zhì)性和偏倚分布，這對STING激動劑的開發(fā)構(gòu)成了障礙。

第三，STING在許多細胞類型中廣泛表達，包括癌細胞和非癌細胞。目前，盡管已經(jīng)開發(fā)出適合全身給藥的STING激動劑，但幾乎所有激動劑都缺乏腫瘤特異性（MSA－2除外）。因此，STING激動劑的全身給藥有可能無差別地系統(tǒng)性地激活STING，從而誘導(dǎo)腫瘤和非腫瘤組織中促炎細胞因子的分泌，甚至引發(fā)細胞因子風(fēng)暴。因此，全身給藥的STING激動劑應(yīng)特異性靶向腫瘤組織，并在腫瘤微環(huán)境中引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而最大限度地提高抗腫瘤效力并減輕針對正常組織的副作用。

小結(jié)

總之，cGAS－STING信號通路是一種重要的先天免疫通路，在癌癥免疫監(jiān)測中起著至關(guān)重要的作用。STING激活已被證明可以促進癌癥免疫循環(huán)，并將免疫抑制腫瘤微環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咧С值奈�環(huán)境。由于STING的免疫刺激作用，近年來已開發(fā)出多種STING激動劑，許多目前已進入臨床試驗。

然而，STING激動劑的發(fā)展仍面臨許多挑戰(zhàn)，包括STING信號的雙重作用，以及STING的異質(zhì)性和普遍表達。此外，我們對cGAS－STING信號通路的理解仍然有待深入。例如，目前尚不清楚癌癥中cGAS－STING信號抑制的潛在機制。同樣，STING激活如何誘導(dǎo)免疫抑制分子（包括PD－L1和IDO）的表達也尚未闡明。這些挑戰(zhàn)和未知將有助于推動對這一途徑的持續(xù)研究，這一領(lǐng)域新的發(fā)現(xiàn)將使STING激動劑在癌癥免疫治療中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

1． TargetingSTING for cancer immunotherapy： From mechanisms to translation． IntImmunopharmacol．2022 Dec；113（Pt A）：109304

       原文標題 : 靶向STING的癌癥免疫治療