靶向GPC3在肝癌中初顯成效，未來聯(lián)合治療潛力更大
日期：2021-05-28 09:57:20
近日，2021年美國臨床腫瘤學會ASCO公布了首個靶向 GPC3的4代CART療法后線治療肝癌的摘要，其疾病控制率為50%。這項研究首次報道了4G-CAR-GPC3 T細胞單獨或與TKIs聯(lián)合治療具有可管理的安全性，同時對接受過多種治療的晚期HCC患者顯示了潛在的抗腫瘤活性。早在2020年，華人團隊在全球率先開展了以GPC3為靶點的CAR-T細胞治療晚期HCC的臨床試驗。數(shù)據(jù)表明，晚期HCC患者接受CAR-GPC3 T細胞治療耐受性良好、基本安全可控，罕見嚴重毒副反應(yīng)，顯示出較好臨床獲益 [1]。近年來，GPC3的生物學意義已經(jīng)有較多報道，均證實與肝癌的預(yù)后有密切關(guān)系，GPC3成為了目前肝癌治療上最有前景的靶點之一。那么，GPC3是什么？GPC3在腫瘤靶向治療中的潛力如何？一起來了解一下。
1、GPC3的結(jié)構(gòu)及其功能是什么？
磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3（Glypican-3, GPC3），也稱MXR7, OCI-5, GTR2-2，是硫酸乙酰肝素糖蛋白（heparan sulfate proteoglycan, HSPG）家族中的一員 [2]。人GPC3基因定位于染色體Xq26.10，是一種由糖基磷脂酰肌醇（GPI）錨定在細胞膜上的HSPG糖蛋白。如 圖1所示，GPC3編碼580個氨基酸，核心蛋白相對分子質(zhì)量約為70 kDa [3, 4]。中間為 Furin蛋白酶切位點。有研究提示，GPC3核心蛋白發(fā)揮作用，首先要通過Furin蛋白酶裂解Arg 358和Cys 359形成大約40 kDa的N-端蛋白和30 kDa左右含有兩條硫酸乙酰肝素（HS）鏈的C-端蛋白，從而參與調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路的傳遞 [5-7]。
圖1. GPC3結(jié)構(gòu)
*圖片來源于 European journal of cancer出版物 [4]
GPC3在正常胚胎組織中（包括肝臟和胎盤）高表達，而在成年人正常組織中表達非常低或不表達 [8]。GPC3與肝素結(jié)合型蛋白，如細胞外基質(zhì)成分、細胞粘附分子、生長因子、酶和酶抑制物等相互作用，參與調(diào)節(jié)細胞分化、增殖、粘附和遷移等生理過程 [9]。大量研究發(fā)現(xiàn)，GPC3在肝癌組織中特異性高表達，與肝癌的預(yù)后有密切關(guān)系。此外，GPC3在黑色素瘤、卵巢透明細胞癌等其他腫瘤也有少量表達 [10, 11]。研究提示，GPC3可能參與多種信號通路，在腫瘤細胞生長中發(fā)揮重要生物學功能。
2、GPC3與哪些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)？
目前，大量的研究集中在GPC3在HCC細胞中的特異性表達，但其對癌細胞生長的作用機制尚未明確。如 圖2所示，主要存在以下3種理論：1）Hedgehog（Hh）信號通路，GPC3可與Hh結(jié)合，導(dǎo)致Hh失去與其受體Ptc的結(jié)合能力。Ptc會抑制Smo蛋白活性，從而抑制下游通路；2） Wnt信號通路，GPC3過表可上調(diào)c-Myc的表達，c-Myc是經(jīng)典的Wnt信號通路的蛋白，而c-Myc也可以在轉(zhuǎn)錄水平增加GPC3的表達。有研究表明，突變的GPC3可以阻斷Wnt信號通路并且抑制Wnt信號通路依賴的腫瘤生長；3）FGF2信號通路，通過免疫共沉淀的方法，有研究發(fā)現(xiàn)，GPC3可與FGF2結(jié)合，并認為GPC3可抑制 FGF2和 BMP-7的活性，從而抑制肝癌的生長 [12, 13]。
圖2. GPC3相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路
*圖片來源于 Medicinal research reviews [12]
此外，前面提到，GPC3的C-端含兩條HS鏈，雖然GPC3的HS鏈沒有在GPC3與Wnt和Hh相互作用時發(fā)揮其作用，但有研究提示HS可與生長因子FGF2互相作用從而調(diào)控細胞生長 [14]。另外有研究認為，GPC3蛋白可與胰島素樣生長因子2（IGF2）和胰島素樣生長因子I型受體（IGFIR）結(jié)合，通過IGF2信號途徑來誘導(dǎo)肝癌細胞生長 [15]。目前，GPC3在HCC診斷中有很好的檢測效果，其作為肝癌診斷生物標志物的價值不容小覷。
3、GPC3在腫瘤中的作用
GPC3作為HCC新的腫瘤標記物，其在肝癌組織中的特異性高表達已被廣泛報道。更多的研究發(fā)現(xiàn)GPC3還與多種癌癥相關(guān)，且在腫瘤組織中的表達具有差異性。在非小細胞肺癌、黑色素瘤、卵巢卵黃囊瘤、卵巢透明細胞癌和結(jié)腸癌中為高表達。在胃癌、卵巢癌和膽管癌中為低表達 [16, 17]，但另有報道GPC3在胃癌中呈高表達 [18]。目前，除HCC以外，GPC3在其他人類腫瘤中的診斷意義有待進一步探究。
在肝癌中，大量數(shù)據(jù)表明GPC3陽性患者的5年生存率較GPC3陰性患者低 [19-20]。此外，GPC3還是HCC患者根治性切除后，用于預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)和總生存期的一種潛在的、可靠的生物標志物。GPC3低表達的患者一般預(yù)后良好，而GPC3高表達被作為癌癥復(fù)發(fā)的危險信號。GPC3作為檢測肝癌的標記物，已從診斷標記物的研究擴展到肝細胞癌體內(nèi)外生長功能及機制的研究。盡管靶向GPC3已成為肝癌治療的熱點，但GPC3在其它腫瘤的作用尚未明確。通過對GPC3與腫瘤關(guān)系的深入研究，有望為腫瘤免疫治療提供新途徑。
4、GPC3研發(fā)藥物及臨床前景
目前全球范圍內(nèi)尚無GPC3的靶向藥物上市。針對GPC3蛋白的靶向治療主要包括抗體、抗體-藥物偶聯(lián)物（ADC）、免疫毒素、腫瘤疫苗、靶向肽、嵌合抗原受體、基因治療等。近年來，研究者們以GPC3為靶點進行了大量藥物的研發(fā)和細胞治療研究，其中有一些已經(jīng)進入了臨床試驗，如GPC3人源化單克隆抗體GC33、GPC3多肽疫苗、以GPC3為靶點的嵌合抗原受體修飾T細胞（CAR-T）等（參見下表）。
| 藥物名稱 | 全球最高研發(fā)狀態(tài) | 原研公司 | 治療領(lǐng)域/適應(yīng)癥 | 最后更新日期 |
|---|---|---|---|---|
| ECT-204 | 臨床二期 | / | 肝癌;
肝細胞癌; |
2021-05-06 |
| Anti-GPC3 chimeric antigen receptor T cell therapy (Shanghai Genechem) | 臨床二期 | 上海吉凱基因醫(yī)學科技股份有限公司; | 肝癌;
肝細胞癌; |
2020-12-18 |
| Anti-CD3/MUC1-armed cytokine induced killer cells | 臨床二期 | 本康生物制藥（深圳）有限公司; | 肺癌;
肝癌; 結(jié)直腸癌; 乳腺癌; 腎細胞癌; 胃癌; 胰腺癌; |
2020-12-18 |
| Codrituzumab/GC33 | 臨床二期 | 中外制藥株式會社;
羅氏; |
肝細胞癌; | 2020-08-28 |
| GPC-3298306 | 臨床二期 | National Cancer Center Of Japan; | 肝細胞癌;
卵巢癌; |
2020-08-28 |
| ERY-974 | 臨床一期 | 中外制藥株式會社; | 實體瘤; | 2020-08-28 |
| GPC3-CAR-T cell therapy (Beijing Tsinghua Chang Gung Hospital) | 臨床一期 | 北京清華長庚醫(yī)院; | 肝細胞癌; | 2020-12-18 |
| MDX-1414 | 臨床一期 | 百時美施貴寶; | 腫瘤; | 2020-08-28 |
| Anti-GPC3 chimeric antigen receptor T cell therapy (Hunan Yongren Medical Innovation/Guangdong Zhaotai InVivo Biomedicine) | 臨床一期 | 湖南昭泰醫(yī)療集團有限公司; | 肺癌;
肝癌; |
2020-12-18 |
| GPC3-CAR-T cell therapy(靶向磷脂酰肌醇蛋白多糖-3嵌合抗原受體修飾的自體T細胞) | 臨床一期 | 科濟生物醫(yī)藥（上海）有限公司; | 實體瘤;
肝細胞癌; 鱗狀細胞癌; |
2020-08-28 |
| Anti-GPC3 CAR T-cell therapy (Nanjing University) | 臨床一期 | 南京大學; | 肝細胞癌; | 2020-12-18 |
| GLYCAR T cell therapy (Baylor College of Medicine) | 臨床一期 | 貝勒醫(yī)學院; | 肝細胞癌; | 2020-08-28 |
| GPC3-T2 CAR-T cell therapy (The Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University) | 臨床一期 | 廣州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院; | 肝細胞癌;
鱗狀細胞癌; |
2020-12-18 |
| B010-A | 臨床階段不明 | 上海醫(yī)藥集團股份有限公司; | 肝細胞癌; | 2021-03-15 |
| GPC3 CAR-T(HuaDao CAR-Tcell) | 臨床前 | 華道（上海）生物醫(yī)藥有限公司; | 肝細胞癌; | 2020-08-28 |
| GPC3-CART(Shanghai Unicar-Therapy Bio-Medicine Technology) | 臨床前 | 上海優(yōu)卡迪生物醫(yī)藥科技有限公司; | 肝癌; | 2020-12-18 |
| HLX-63 | 臨床前 | 上海復(fù)宏漢霖生物醫(yī)藥有限公司; | 實體瘤; | 2021-01-04 |
| LQ-102 | 臨床前 | / | 肝細胞癌; | 2021-02-04 |
數(shù)據(jù)來源于：藥渡
GC33（Codrituzumab）是首個靶向GPC3的抗體，但臨床試驗的數(shù)據(jù)顯示，GC33并不能完全消除HCC細胞。此外，基于GPC3治療HCC的腫瘤疫苗GPC-3298306，已經(jīng)進入II臨床期的試驗階段，目前無法查詢到上述臨床試驗的結(jié)果。在靶向GPC3的CAR-T細胞免疫治療中，已有臨床結(jié)果表明，靶向GPC3的CAR-T細胞可以抑制HCC生長，被認為是一種很有前景的細胞治療方法。
越來越多的證據(jù)顯示GPC3是腫瘤藥物開發(fā)一個有吸引力的靶點選擇，是改善腫瘤患者預(yù)后有潛能的分子靶標。盡管GPC3在HCC細胞生長方面的分子信號通路并沒有完全被闡明，但作為生物標志物，GPC3在HCC的早期診斷、預(yù)后判斷和免疫治療中的價值已經(jīng)逐步顯現(xiàn)。在GPC3靶點上進行深度挖掘，結(jié)合抗體、疫苗和CAR-T等免疫治療手段，有望為癌癥的有效治療提供新方向。
5、GPC3科研產(chǎn)品服務(wù)
Recombinant Human GPC3 (G537R), partial (Active) （CSB-MP009705HU(M)）
GPC3 Antibody （ELISA, WB, IF）（CSB-RA009705A0HU）
Human GPC3 ELISA Kit （CSB-E11333h）
GPC3蛋白
Recombinant Human Glypican-3(GPC3)(G537R),partial (Active) （CSB-MP009705HU(M)）
-SDS.jpg)
(Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
-AC1.jpg)
Immobilized human GPC3 (G537R) at 5 μg/ml can bind Anti-GPC3 recombinant antibody, the EC 50is 4.739-7.092 ng/ml.
參考文獻：
[1] Shi, Donghua, et al. "Chimeric antigen receptor-glypican-3 T-cell therapy for advanced hepatocellular carcinoma: Results of phase I Trials." Clinical Cancer Research 26.15 (2020): 3979-3989.
[2] Feng, Mingqian, et al. "Recombinant soluble glypican 3 protein inhibits the growth of hepatocellular carcinoma in vitro." International journal of cancer. journal international du cancer 128.9 (2011): 2246.
[3] Zong, Jingjing, Zhe Fan, and Yewei Zhang. "Serum Tumor Markers for Early Diagnosis of Primary Hepatocellular Carcinoma. "Journal of Hepatocellular Carcinoma 7 (2020): 413.
[4] Ho, Mitchell, and Heungnam Kim. "Glypican-3: a new target for cancer immunotherapy. "European journal of cancer 47.3 (2011): 333- 338.
[5] Nishida, Takahiro, and Hiroaki Kataoka. "Glypican 3-targeted therapy in hepatocellular carcinoma. "Cancers 11.9 (2019): 1339.
[6] Montalbano, Mauro, et al. "Role of Glypican-3 in the growth, migration and invasion of primary hepatocytes isolated from patients with hepatocellular carcinoma." Cellular Oncology 41.2 (2018): 169-184.
[7] Filmus, Jorge, and Mariana Capurro. "Glypican-3: a marker and a therapeutic target in hepatocellular carcinoma. "The FEBS journal 280.10 (2013): 2471-2476.
[8] Ou-Yang, Robin J., et al. "Expression of glypican 3 in placental site trophoblastic tumor." Diagnostic pathology 5.1 (2010): 1-6.
[9] Pan, Zhijian, et al. "Overexpression of GPC3 inhibits hepatocellular carcinoma cell proliferation and invasion through induction Molecular medicine reports 7.3 (2013): 969-974.
[10] Maeda, Daichi, et al. "Glypican-3 expression in clear cell adenocarcinoma of the ovary." modern pathology 22.6 (2009): 824-832.
[11] Nakatsura, Tetsuya, et al. "Identification of glypican-3 as a novel tumor marker for melanoma." clinical cancer research 10.19 ( 2004): 6612-6621.
[12] Zhou, Fubo, et al. "Glypican-3: A promising biomarker for hepatocellular carcinoma diagnosis and treatment." medicinal research reviews 38.2 (2018): 741-767.
[13] Midorikawa, Yutaka, et al. "Glypican-3, overexpressed in hepatocellular carcinoma, modulates FGF2 and BMP-7 signaling. " International journal of cancer 103.4 (2003): 455-465.
[14] Nakano, Kiyotaka, et al. "Anti-glypican 3 antibodies cause ADCC against human hepatocellular carcinoma cells. "Biochemical and biophysical research communications 378.2 (2009): 279-284.
[15] Sung, Young Kwan, et al. "Glypican-3 is overexpressed in human hepatocellular carcinoma." cancer science 94.3 (2003): 259-262.
[16] Murthy, Siva S., et al. "Expression of GPC3, an X-linked recessive overgrowth gene, is silenced in malignant mesothelioma." Oncogene 19.3 (2000): 410-416.
[17] Peters, M. G., et al. "Inhibition of invasion and metastasis by glypican-3 in a syngeneic breast cancer model." Breast cancer research and treatment 80.2 (2003): 221-232.
[18] Lin, Qiang, et al. "Expression of GPC3 protein and its significance in lung squamous cell carcinoma." medical oncology 29.2 (2012) : 663-669.
[19] Li, B., et al. "Diagnostic value of glypican-3 in alpha fetoprotein negative hepatocellular carcinoma patients. "African health sciences 13.3 (2013): 703-709.
[20] Ning, Su, et al. "Glypican-3, a novel prognostic marker of hepatocellular cancer, is related with postoperative metastasis and recurrence in hepatocellular cancer patients." Molecular biology reports 39.1 (2012): 351-357.
上一篇： 技術(shù)|制備抗體時抗原的選擇
