靶向免疫检查点的糖基化发挥肿瘤免疫治疗作用

　　翻译后修饰是指蛋白质中特定氨基酸残基的化学修饰。官能团或蛋白质的生化添加发生在蛋白质生物合成之后，增加了蛋白质的功能多样性。翻译后修饰包括糖基化、磷酸化、甲基化、乙酰化、泛素化和其他过程，对影响蛋白质活性或表达水平至关重要。糖基化是蛋白质最丰富和最多样的翻译后修饰类型，是调节多种生理和病理功能的重要细胞机制。蛋白质糖基化包括14种不同的类型，包括N- 糖基化、11种O-糖基化和C-甘露糖基化，以及糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白的生成，其中N-糖基和O-糖基是最常见的两种。

　　糖蛋白可以正确地执行各种生物学功能。特异性糖蛋白，如前列腺癌的PSA、卵巢癌的CA125、胃肠道和胰腺癌的CA19-9和肝癌的AFP，可作为人类癌症的生物标志物。蛋白质糖基化修饰可以帮助免疫细胞正确定位和迁移。细胞糖基化的变化不仅对细胞生长和存活有直接影响，而且会促进肿瘤诱导的免疫调节和最终转移。最近的研究表明，糖基化参与肿瘤发生的基本分子和细胞生物学过程，如肿瘤免疫调节。与未转化的肿瘤细胞相比，肿瘤细胞通常表现出广泛的糖基化改变，这在癌症的发展和进展中起着至关重要的作用。

　　一些研究表明，糖基化在肿瘤发生中起着相对重要的作用，蛋白质的异常糖基化通常是肿瘤发生的信号。此外，蛋白质糖基化也参与肿瘤增殖、侵袭、转移和耐药性。近年来，糖基化已成为癌症的新标志。研究人员正在关注的N-糖基化，O-糖基化也有一些新进展。异常的肿瘤糖基化可能会改变免疫系统对肿瘤的感知方式，从而影响机体的抗肿瘤免疫，靶向糖基化已成为一种潜在的治疗方法。

　　肿瘤治疗已进入免疫治疗时代。免疫检查点抑制剂已取得巨大成功，一些患者实现了长期肿瘤控制。另一方面，肿瘤仍然可以完成免疫逃避，这是由免疫检查点辅助的。在免疫细胞上表达的免疫检查点分子具有调节免疫激活量的能力，因此在预防自身免疫的发生中发挥着重要作用。同样，肿瘤足够聪明，可以逃避免疫监视。常用的免疫检查点分子包括PD-1、CTLA-4、TIM-3、LAG-3、TIGIT等。目前，免疫疗法备受关注。靶向免疫检查点分子的抑制剂在治疗肿瘤方面显示出希望，阻断免疫受体和配体之间的相互作用已成为一种有效的癌症免疫治疗方式。

　　针对PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制抗体，包括Pembrolizumab、Nivolumab和Atezolizumab，已显示出显著的临床益处，尽管总体缓解率仍不高，需要探索和开发更多的靶点和药物。大多数免疫检查点分子可以通过糖基化修饰,异常的肿瘤糖基化可能会改变免疫系统对肿瘤的感知方式，影响机体的抗肿瘤免疫。因此，免疫检查点分子的糖基化已成为肿瘤免疫治疗的一个有前途的靶点。针对糖基化的新药已经开发出来，体内和体外试验正在进行，一些药物已经开始临床试验。

　　免疫检查点PD-1和PD-L1具有多个N-糖基化位点，糖基化修饰显著影响免疫治疗的疗效。基于此，开发了一种针对PD-1 N58糖基化位点的单克隆抗体STM418，与FDA批准的尼沃单抗和培美珠单抗相比，其对PD-1的结合亲和力更高，有效抑制PD-1/PD-L1结合，增强抗肿瘤免疫力。研究人员用重组人PD-1免疫小鼠后，通过人源化抗体获得了针对PD-1的特异性单克隆抗体MW11-h317。结合位点的分析表明，它主要针对PD-1的N58糖基化位点。MW11-h317有效阻断PD-1和PD-L1/L2之间的结合，在体内试验中诱导T细胞介导的免疫应答并抑制肿瘤生长。

　　MAb059c是一种抗PD-1的单克隆抗体，也识别PD-1的N58糖基化位点。此外，发现抗PD-1 nivolumab和pembrolizumab独立于N-糖基化。2018年，塞米普利单抗首次获批用于局部晚期或转移性皮肤鳞状细胞癌。通过分析PD-1和cemiprimab的晶体结构，发现PD-1的N58聚糖可能是cemipri单抗发挥其抗肿瘤作用所必需的。当去除N58聚糖时，cemiplimab与PD-1的结合亲和力显著降低，药效减弱。目前，在其他肿瘤类型中进行了许多关于西米普利单抗的临床试验。类似地，PD-L1的糖基化位点也可以用作治疗靶点。STM108是一种单克隆抗体，被分离和纯化以靶向PD-L1的N192和N200糖基化位点上的B3GNT3介导的聚糖，诱导PD-L1内化和降解。除单克隆抗体外，小分子PD-L1抑制剂BMS1166特异性抑制PD-L1糖基化，防止PD-L1从内质网转运至高尔基体。低糖基化PD-L1在内质网内积累并进入ERAD途径降解，从而阻断PD-L1/PD-1信号传导并激活T细胞。

　　靶向糖基化过程中的酶也可以具有治疗作用。例如，PD-1在T细胞中高度N-糖基化，PD-1上的大多数N-聚糖是岩藻糖基化的，特别是在耗竭的T细胞中。核心岩藻糖基化抑制剂2-氟-L-岩藻糖(2F-Fuce)可以抑制Fut8，从而减少PD-1表达并增强T细胞活化。此外，2F-Fuc和抗PD-L1的组合提高了具有高B7-H3表达的TNBC肿瘤的疗效。

　　蛋白质是生命的基石，不同类型的糖基化拓宽了蛋白质的功能多样性。蛋白质糖基化与肿瘤发生、增殖、侵袭、转移和耐药性有关。免疫检查点分子的异常糖基化使肿瘤能够逃避身体的免疫监视，从而实现免疫逃避，揭示了糖基化的重要性。越来越多的研究集中于糖蛋白和免疫系统之间的关系，其中大多数是N-糖蛋白，因为没有共同核心结构的O-糖基化比N-糖基化更复杂。

　　探索糖基化的分子机制将加深我们对肿瘤免疫的理解。进一步研究糖基化和其他翻译后修饰之间的相互作用也将具有重要价值。糖组学的快速发展将允许开发基于抑制剂或聚糖拮抗剂的免疫治疗药物。深入研究免疫检查点分子的糖基化可能为肿瘤免疫治疗的临床应用提供更好的策略。

　　主要参考文献：

　　1. Linlin Zheng, Qi Yang, Feifei Li, Min Zhu, Haochi Yang, Tian Tan, Binghuo Wu, Mingxin Liu, Chuan Xu, Jun Yin, Chenhui Cao. The Glycosylation of Immune Checkpoints and Their Applications in Oncology. Pharmaceuticals (Basel). 2022 Nov 23;15(12):1451. doi: 10.3390/ph15121451.