[发明专利]用于治疗癌症的前体半胱天冬酶-3活化作用和免疫疗法

说明书

血脑屏障渗透剂前体半胱天冬酶‑3(procaspase‑3)活化药物，PAC‑1，被确定用作诱导免疫刺激的摧毁癌细胞的有效途径。PAC‑1诱导癌细胞中MLH1的切割，而且研究表明，MLH1的灭活导致经由主要组织相容性复合物(MHC)产品增加突变的负担和新抗原的表达。本文描述了一种基于机制的战略，用以获得免疫疗法通过有效的方式治疗癌症的能力。

申请相关

本申请根据35U.S.C.§119(e)规定要求下述在先申请的优先权：2019年5月30日提交的美国临时专利申请62/854,823以及2019年12月6日提交的美国临时专利申请62/944,404。上述在先申请在此通过引用纳入本文。

政府支持

本发明是通过美国National Institutes ofHealth提供拨款No.R01 CA120439的政府支持下完成的。美国政府对本发明享有某些权利。

背景技术

免疫治疗方式的成功应用使黑色素瘤、肺癌和膀胱癌的治疗发生了转变，并且对于其他几类肿瘤的治疗来说也具有相当的期望。对于部分患者能够看到显著的结果，例如即使在疾病晚期也呈现出持久反应，从而为其他顽固癌症的成功治疗带来了希望。肿瘤中的突变载荷与免疫检查点抑制剂的成功存在明显相关性。对于DNA错配修复缺陷或微卫星不稳定性(MSI)的患者，随着帕博利珠单抗(pembrolizumab)(Keytruda，一种对PD-1的抗体)的批准，上述观察结果成功发生转变。然而遗憾的是，对于突变载荷低的许多癌症，免疫治疗试验在很大程度上令人失望，并且少于10％的癌症具有MSI表型的事实表明显著扩大免疫治疗成功程度所具有的挑战性。胶质母细胞瘤(GBM)的免疫疗法所面临的挑战则更为显著，由于较低的新抗原表达，缺乏T细胞浸润进入肿瘤，以及大多数药物难于穿越血脑屏障(BBB)。

最近的一个重要进展是DNA微卫星不稳定性(MSI)作为生物标志物的临床批准，用于PD-1抑制(与帕博利珠单抗(pembrolizumab))无论致瘤起因的临床疗效。该批准是基于相当大的临床前和临床数据，其表明错配修复缺陷(dMMR)预测实体肿瘤对PD-1封闭的响应，由于已知，带有dMMR/MSI的肿瘤具有100s至1000s体细胞突变(somatic mutations)(10倍高于MMR表达癌症，图1A)，可能导致新抗原的升高。然而，dMMR/MSI对应的癌症百分比较低，可能不到10％，包括＜5％的GBM。零星的MSI由MLH1启动子的表观遗传沉默驱动，并且MLH1沉默通常用作MMR缺乏的标志。在许多研究中已经证明MLH1沉默和体细胞突变数量的相关性，其显著呈现于图1。

重要的是，最近的一份报告(Germano，G.，et al.，Nature 2017，552，116)验证了MLH1的失活(通过CRISPR/Cas9敲除)会导致较高的突变负荷和增加的新抗原谱。这种MLH1基因敲除诱导的表型导致癌细胞，其在小鼠体内最低限度地形成同系肿瘤，这表明dMMR足以增强免疫反应。此外，基因组MLH1敲除导致对免疫检查点抑制剂(即anti-PD-1+anti-CTLA-4)的相应急剧增加。这些结果表明，MLH1功能的丧失会导致由增加的突变负荷驱动的表型变化，最终导致更高的新抗原表达、免疫识别以及对体内免疫检查点封锁的敏感性增加。

如果MLH1功能丧失可以在癌细胞中被选择性诱导，就可以显著提高患者对免疫疗法的反应，包括检查点抑制剂和新抗原肽疫苗。令人兴奋的是，多项大型蛋白质组学研究表明，MLH1是半胱天冬酶-3(caspase-3)的顶级底物，其6小时后剩余0％的蛋白质。此外，MLH1只是活性caspase-3的底物，没有观察到其他活性caspase(即caspase-1，2，6，7，8)的蛋白水解。