腫瘤免疫治療新勢力:CpG-ODN的生物學(xué)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(yīng)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(lǐng)域內(nèi)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(diào)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(guān)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(dǎo)強有力的Th1型免疫反應(yīng)(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(lián)合應(yīng)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(xué)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(yīng)場景顯著分化:
1. B型CpG:激活B細胞與快速免疫應(yīng)答的“主力軍”
結(jié)構(gòu)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(nèi)體-晚期內(nèi)體快速轉(zhuǎn)運,誘導(dǎo)pDC釋放TNF-α;
2. A型CpG:I型干擾素生產(chǎn)“專業(yè)戶”
結(jié)構(gòu)特征:中心回文序列+兩端polyG尾,部分硫代修飾維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;
核心功能:通過自組裝成高級結(jié)構(gòu)長期滯留早期內(nèi)體,驅(qū)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。
核心功能:兼具A型干擾素誘導(dǎo)能力與B型B細胞刺激作用,同時延長體內(nèi)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(dǎo)免疫反應(yīng)。然而,由于這些激動劑的穩(wěn)定性較差,容易在體內(nèi)降解,因此其臨床應(yīng)用受到了一定的限制。
隨著研究的深入,第二代TLR9激動劑應(yīng)運而生。這些激動劑通過引入化學(xué)修飾或結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)設(shè)計。MGN1703作為第三代激動劑的代表,采用了雙莖環(huán)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)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(nèi)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?qū)DNs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(lián)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(nèi)。在最近公布的一項1b期臨床研究(NCT02680184)中,評估了腫瘤內(nèi)注射Vidutolimod聯(lián)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(shù)公司自主開發(fā)的新型C型CpG。HP007聯(lián)合PD-1抗體、CTLA-4抗體和CD40激動性抗體在轉(zhuǎn)移性去勢耐受性前列腺癌患者中表現(xiàn)出卓越的臨床反應(yīng)。在13名可評估的患者中,12人出現(xiàn)了客觀響應(yīng),其中6人CR,6人PR,總響應(yīng)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(lián)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(guān)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(shù)量。目前主要和免疫檢查點抑制劑聯(lián)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(jié)果,已經(jīng)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(lián)合潛力與技術(shù)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(dǎo)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(yīng)。2. 納米載體賦能的第四代技術(shù):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(jié)構(gòu)(四面體框架、納米籠):實現(xiàn)TLR9/STING等多通路共激活,減少脫靶風(fēng)險。
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結(jié)語:站在產(chǎn)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(diào)控的范式轉(zhuǎn)變。隨著K藥、O藥為代表的ICI進入專利懸崖期,聯(lián)合療法的開發(fā)窗口正在打開。數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示,全球CpG相關(guān)臨床試驗數(shù)量近三年增長217%,其中73%為聯(lián)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(guān)"的戰(zhàn)略地位。在這個領(lǐng)域,中國藥企與世界巨頭站在同一起跑線上。未來十年的產(chǎn)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(xué)機制與臨床突破

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