腫瘤的快速生長不僅靠自身活躍的分解代謝，還會(huì)通過免疫逃避躲過免疫系統(tǒng)的攻擊。
自從1891年William Coley嘗試使用滅活的化膿鏈球菌和粘質(zhì)沙雷氏菌治療骨肉瘤開始，人們就著力于腫瘤免疫療法開發(fā)。過去幾十年間，全身抗癌治療的一般方法發(fā)生了轉(zhuǎn)變。從CTLA-4、PD-1/PD-L1在臨床上的成功應(yīng)用，再到TIL、CAR-T等各種技術(shù)發(fā)展，人們不斷開發(fā)新的腫瘤免疫療法，以強(qiáng)化免疫激活機(jī)制來提高抗腫瘤免疫應(yīng)答的質(zhì)量和數(shù)量。

 

藥物開發(fā)
 

藥物開發(fā)一般模式為：靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn) → 臨床前試驗(yàn) → 臨床試驗(yàn)

 

I-O治療藥物想要實(shí)現(xiàn)從臨床前開發(fā)到臨床開發(fā)快速過渡需要以下條件：

1. 正確的臨床前模型

2. 正確的生物標(biāo)志物

3. 不斷發(fā)展的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

模型

選擇合適的動(dòng)物模型是臨床前試驗(yàn)至關(guān)重要，常見模型有以下幾種，對(duì)于藥物開發(fā)各具優(yōu)缺點(diǎn)：

同基因型小鼠
最常用模型
優(yōu)點(diǎn)：能夠穩(wěn)定的表達(dá)熒光素酶基團(tuán)，使用簡單。
缺點(diǎn)：腫瘤來自小鼠，不能直接匹配人類疾病，因此不能很好預(yù)測臨床結(jié)果。

用途：初步了解治療后免疫反應(yīng)，適合大量候選藥物篩選。

轉(zhuǎn)基因/基因工程小鼠模型（GEMMs）
優(yōu)點(diǎn)：疾病發(fā)展進(jìn)程更自然。
缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因模型中的突變會(huì)限制新抗原生成，不太適合I-O研究。
用途：研究特定基因功能、疾病機(jī)理。


細(xì)胞系來源異種移植模型（CDX）
優(yōu)點(diǎn)：基于腫瘤細(xì)胞系構(gòu)建，成瘤率高、建模時(shí)間短、重復(fù)性好、成本低，可添加熒光基團(tuán)。
缺點(diǎn)：腫瘤來自體外培養(yǎng)，缺少人源腫瘤生長環(huán)境。需選擇免疫缺陷小鼠進(jìn)行構(gòu)建，不完全適合研究免疫系統(tǒng)在腫瘤發(fā)展中的作用。
用途：進(jìn)行臨床前藥效學(xué)檢測、PK/PD相關(guān)性和聯(lián)合治療研究。

患者來源的異種移植模型（PDX）

優(yōu)點(diǎn)：異質(zhì)性腫瘤，遵循人類原發(fā)腫瘤耐藥性與TEM對(duì)藥物的影響，保留患者遺傳特性。
缺點(diǎn)：部分模型構(gòu)建困難，增長速度比CDX慢。同樣需使用免疫缺陷小鼠，不完全適合研究I-O療法。
用途：靶向試劑研發(fā)與制作，個(gè)性化治療研發(fā)。


人源化小鼠/免疫替身模型：
優(yōu)點(diǎn)：具備人類部分免疫系統(tǒng)，擁有人類藥物靶點(diǎn)，允許在自體或異種免疫學(xué)背景下研究人類癌細(xì)胞系或原發(fā)患者來源腫瘤。

缺點(diǎn)：免疫系統(tǒng)次優(yōu)，常發(fā)人類異種抑制物抗宿主病。
用途：研究無鼠同源或替代抗體的治療劑效果，以及小鼠模型中人體免疫應(yīng)答的各個(gè)方面。

腫瘤類器官：
優(yōu)點(diǎn)：采集患者腫瘤細(xì)胞進(jìn)行的三維體外培養(yǎng)，與原始腫瘤相似，是一種更具有臨床相關(guān)性的臨床前研究模型。
缺點(diǎn)：缺乏TME中的關(guān)鍵成分。
用途：能夠進(jìn)行藥物篩選和一定程度上預(yù)測療效，避免對(duì)患者造成的藥物副作用，并減少不必要的藥物使用。 幾種動(dòng)物模型


生物標(biāo)志物
 

從臨床前到臨床研究，各類生物標(biāo)志物是主導(dǎo)I-O藥物開發(fā)的科學(xué)證據(jù)。它可以幫助預(yù)測反應(yīng)或了解免疫反應(yīng)的性質(zhì)，是在臨床前和臨床開發(fā)之間建立聯(lián)系的關(guān)鍵因素。

七大類生物標(biāo)志物：定義與應(yīng)用注意事項(xiàng)

臨床前：用于模型選擇

小鼠模型對(duì)不同藥物有各自鮮明的特征，包括：
治療反應(yīng)差異、免疫細(xì)胞滲透類型、基因表達(dá)譜。

以上差異共同塑造腫瘤 “冷-熱” 性質(zhì)，從而對(duì)藥物使用產(chǎn)生截然不同的治療效果。而了解這些差異有助于推動(dòng)藥物研發(fā)進(jìn)展。

具體來講，
1. 通過檢測各種生物標(biāo)志物，如：
    a. 浸潤的白細(xì)胞群
    b. 各種分子特征，如腫瘤的外顯子序列
    c. 治療后發(fā)生改變的分子
來確定臨床前研究最合適的模型。
2. 然后進(jìn)行各類療法試驗(yàn)（如ICI，放、化療、焦點(diǎn)輻射治療），檢測上述標(biāo)志物，制定最好單用或聯(lián)用療法。

通過生物標(biāo)記篩選并改進(jìn)療法，是制定I-O制劑研發(fā)模型的最好方法。

臨床上：用于患者管理

FDA定義的生物標(biāo)志物為：“作為正常生物過程、致病過程、對(duì)暴露或干預(yù)（包括治療干預(yù)）反應(yīng)的指標(biāo)被測量的一種特征”。

"A defined characteristic that is measured as an indicator of normal biological processes, pathogenic processes, or responses to an exposure or intervention, including therapeutic interventions."

 

為最大限度提高患者對(duì)治療的反應(yīng)，整個(gè)臨床試驗(yàn)過程中需要生物標(biāo)志物為治療決策提供信息，包括：

診斷：檢測和證實(shí)疾病或狀況。

預(yù)后：識(shí)別臨床結(jié)果可能性，復(fù)發(fā)、進(jìn)展。用于設(shè)定試驗(yàn)進(jìn)入和排除標(biāo)準(zhǔn)，以識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)人群。

預(yù)測：預(yù)測一個(gè)人或一組人暴露于給定劑量的有利及不利影響，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施中非常有用。

 

在治療之后觀察到的生物標(biāo)志物改變，反向可對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和療法進(jìn)行改進(jìn)。

 

小結(jié)

I-O治療開發(fā)是一個(gè)艱難的過程，通過生物標(biāo)志物，能夠改善整體開發(fā)局面、改變臨床試驗(yàn)范式。

 

通過對(duì)I-O治療的生物標(biāo)志物進(jìn)行篩選，從確定臨床前合適的動(dòng)物模型，再到臨床上挑選合適患者、進(jìn)行更精準(zhǔn)的試驗(yàn)，這將會(huì)在縮短開發(fā)時(shí)間的同時(shí)得到更可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而大大縮短I-O藥物研發(fā)過程。

參考資料

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3. Daniel VC et al. primary xenograft model of small-cell lung cancer reveals irreversible changes in gene expression imposed by culture in vitro. Cancer Res. 2009 Apr 15;69(8):3364-73.
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