mTOR

DRUGAI胰腺癌治疗常依赖多药联合方案，但最优组合仍未明确。本研究利用美国国家转化科学促进中心（NCATS）提供的数据，筛选了32种抗癌药物在PANC-1细胞中的496种组合，实验测定其协同或拮抗效应。研究人员（来自NCATS、北卡大学和麻省理工）进一步采用机器学习方法，预测160万种潜在组合中的协同作用。在验证的88组中，51组显示出协同效应，其中图卷积网络命中率最高，随机森林模型精度最佳。本研究不仅展示了机器学习在药物组合筛选中的潜力，还提供了307组经实验验证的协同组合，具有重要的抗胰腺癌应用价值。胰腺癌具有高度基因组异质性，研究人员已在12个功能通路中发现平均63种基因异常。最常见的类型是胰腺导管腺癌（PDAC），其对系统性治疗的抗性远高于其他实体瘤，治疗效果极差，过去十年预后几乎无改善。药物逐渐失效的主要原因是耐药性增加。因此，开发高效低毒的抗胰腺癌药物成为癌症研究中最具挑战性的任务之一。多药联合疗法已成为包括疟疾、艾滋病、结核病和多种癌症在内多种疾病的标准治疗策略。联合用药可提高疗效、降低毒性，并延缓耐药性的发展。尽管已有一些成功案例，但更多协同药物组合仍需在临床前阶段筛选。已上市药物因其已知毒性和广泛可获得性，是组合筛选的理想候选。针对胰腺癌的联合疗法有望应对其异质性和适应性，提升治疗效果并克服耐药性。然而，目前针对胰腺癌的药物协同作用研究仍相对有限。由于潜在药物数量庞大，组合种类成指数增长，且实验验证耗时，因此筛选有效组合仍具挑战。尽管高通量筛选（HTS）技术可用于组合评估，但其效率仍受限。为此，研究人员越来越重视计算方法，作为HTS的有力补充。QSAR（定量构效关系）是目前广泛应用的计算药物发现方法，通过机器学习等手段建立分子特征与生物活性之间的关系模型。QSAR已广泛用于癌症药物研发，并逐步从单药预测拓展至协同药物组合。近年来，多项研究尝试使用深度学习等方法预测药物协同作用，显示出优于传统模型的效果。一些公开挑战赛和新模型也推动了协同预测的发展，但多数方法依赖特定数据类型，限制了其泛化能力。本研究由三个研究团队合作开展——包括NCATS、北卡大学和麻省理工学院。NCATS首先筛选出1785种药物中的32种高活性化合物，并对其进行496种两两组合的实验筛查。三组研究人员使用该实验数据训练各自的机器学习模型，从160万种虚拟组合中独立预测出30种最具协同潜力的组合。随后，NCATS对这些预测结果进行实验验证，平均命中率达60%。本研究不仅展示了机器学习在协同药物预测中的实际效力，还发现了307组在PANC-1细胞中表现出协同作用的药物组合，涵盖多种作用机制。研究人员将依次展示数据概况、三组建模结果、预测组合的实验验证以及对最具协同效果组合的机制探索，最后在讨论中总结本研究的计算与实验意义。研究结果数据概览图1展示了本研究的整体流程，结合了计算建模与实验验证。研究人员共提名了88组候选药物组合。研究首先从1785种候选药物中筛选出32种活性化合物（图2a展示其在PANC-1细胞中的剂量反应曲线分布，IC50值介于2 nM至3 µM）。对这32种药物进行两两组合，共产生496种组合，并使用10×10梯度剂量筛选，构建建模数据集。所有实验重复两次，以评估协同评分的重现性。分析表明，γ分数与其他协同评分一致性最好，因此被选为模型训练的主要指标。训练数据包含平均γ值、SMILES结构、IC50值以及药物作用机制（MoA）。研究聚焦于识别协同组合，不考虑加和效应或拮抗。三组研究人员采用各自的方法开发模型，并以γ < 0.95作为协同阈值。在1785种药物基础上，理论上可形成1,592,220种组合。除去训练集中已测试的496种组合，测试集中包含剩余的1,591,724种组合。三组研究人员分别从测试集中预测最有潜力的30组协同组合，随后在实验中进行验证。NCATS建模结果交叉验证采用“去除一种药物”策略，共32次划分。RF、XGBoost 和 DNN 的整体表现相近，使用 Avalon 或 Morgan 指纹的模型优于使用 RDKit 或内部描述符的模型。最佳模型为使用 Avalon-2048 指纹的RF模型，结合分类与回归，AUC 达到 0.78 ± 0.09（图3），并据此筛选出30组高协同可能性的组合。UNC建模结果使用“去除一种药物”和“全部外部”两种策略评估模型表现。“去除一种药物”条件下的分类准确率为 0.6–0.65，阳性预测值为 0.6–0.7；“全部外部”条件下准确率下降至 0.5–0.55。是否纳入IC50值对模型性能影响不显著，不同描述符整合方式（平均或求和）也表现相似。UNC开发了5个模型（3个描述符模型 + 2个结合IC50的模型），最终组合的提名不仅基于模型排名，还结合了3个补充筛选标准：包括至少有一个药物在训练集中、包含两个活性化合物、以及对应最强协同MoA对。三层筛选共提名30组组合。MIT建模结果MIT使用图卷积神经网络进行建模，5次划分的平均AUC为 0.840 ± 0.036。模型从1,591,724种组合中预测协同评分，并从中选择不重复的前30组组合，确保每个药物最多出现5次，以提高组合多样性。预测结果的实验验证每个研究团队各自提出30组候选组合，三方结果几乎无重合，表明模型构建过程独立性高。实验验证在PANC-1细胞中进行，重复测试88组独特组合，使用10×10的剂量矩阵评估协同效应（γ < 0.95 判定为协同）。MIT的图神经网络模型命中率最高，预测成功25/30组（83%）；NCATS的RF模型命中16组（53%）；UNC模型命中12组（40%）。在后续对全部88组组合的回顾性分析中，MIT、UNC和NCATS的整体命中率分别为58%、57%和45%。尽管MIT模型AUC最高（0.78），但其假阳性较多。NCATS模型在平衡准确率（BACC=0.59）和精度（0.65）方面表现最佳，假阳性最少。三组模型的联合预测精度未见显著提升。PANC-1细胞中最强协同药物组合的生物学意义分析本节从建模转向实验结果分析。在496组训练组合和88组测试组合中，分别有256组和51组的γ值低于0.95，表明存在协同作用（见图5）。这307组协同组合中，多个药物和作用机制（MoA）反复出现。图6显示，Carfilzomib是出现频率最高的药物，并且其参与的组合表现出最强协同效应。从MoA角度分析，蛋白酶体抑制作用最为常见，其次是PLK1（有丝分裂激酶1）和HDAC（组蛋白去乙酰化酶）抑制。尽管HDAC抑制出现频率略低于PLK1，但其γ评分更优，协同效应更强。在所有γ < 0.95的协同组合中，有26组的γ值低于0.5，协同作用更为显著。这26组组合涵盖了20种不同的MoA。网络分析（图7）发现，蛋白酶体–HDAC联合抑制是最常见的强协同机制，这一趋势在所有γ < 0.95的协同组合中也同样显著。除了蛋白酶体抑制外，HDAC抑制与突变型p53激活或Survivin抑制的组合也表现出显著协同作用。研究人员进一步评估了这些MoA–MoA协同关系的统计显著性。蛋白酶体–HDAC联合抑制在307组协同组合中出现9次。为检验其是否为随机现象，研究人员从这307组组合中提取64种独特药物，生成307组随机组合并重复1000次模拟。结果显示该组合在随机情况下平均仅出现4.4次，标准误差为1.9。比较结果表明，实际出现次数显著高于随机预期（P < 0.01），具有统计学意义。特别值得注意的是，即便使用更严格的协同判定标准（γ < 0.5），蛋白酶体–HDAC依然是最频繁出现的MoA组合（图7），进一步强调了其潜在的生物学价值与临床开发前景。讨论本研究针对胰腺癌的复杂性，采用计算与实验结合的方法，系统探索协同药物组合。三家研究机构分别构建机器学习模型，并各自独立筛选出30组候选组合，仅有2组重叠，凸显不同建模策略的互补性。最终，三方模型在PANC-1细胞中分别实现了83%、53%、40%的命中率，所用方法包括图卷积网络（GCN）、结合分类与回归的RF模型，以及多模型整合的定制筛选流程。研究共获得307组经实验验证的协同组合，其中以蛋白酶体抑制，特别是与HDAC抑制联用，最为显著。尽管MIT和UNC均使用图卷积网络，MIT模型表现更优，可能得益于其引入了来自NCI-ALMANAC的辅助数据（涵盖多种疾病的4000组协同数据）。同时，MIT还通过限制每种药物最多入选5组组合，提升了组合的多样性（图4显示UNC和NCATS中常出现相同的药物反复组合）。这种差异在一定程度上影响了模型性能与泛化能力。不同模型的表现不仅取决于算法，还受到特征选择与提名策略的影响。NCATS模型命中率高，部分归因于允许重复药物出现，而MIT通过限制提升了多样性。UNC采用三层筛选策略，可能在一定程度上降低了模型的平衡准确率。本研究的机器学习结果与现有文献在某些方面一致。例如，NCATS比较RF、XGBoost 和 DNN 后发现，特征类型（如Avalon或Morgan指纹）对模型影响更大。与此前研究类似，本研究也证明RF和XGBoost在协同预测中具备优势。但也存在差异，如某些深度学习模型在大数据集上表现优于传统模型，说明具体表现仍受输入特征和任务设置影响。因此，虽然各研究间难以直接对比，但本研究通过在160万组合中的泛化测试，展示了模型在大规模应用中的强大能力。在实验中，NSC-319726 和 AZD-8055与多种药物组合均表现出协同作用，其中NSC-319726–AZD-8055的γ值为0.78。NSC-319726是突变型p53的激活剂，已被视为胰腺癌的重要靶点；AZD-8055是mTOR抑制剂，已在多种肿瘤中展开研究。然而，mTOR抑制往往诱导自噬，而临床安全剂量的自噬抑制剂（如氯喹）效果有限，提示未来应进一步优化联合策略。评估药物组合的毒性也至关重要。虽然本研究在PANC-1细胞中获得了协同结果，但尚未在更复杂模型中验证。未来可考虑引入正常细胞系作为对照，或使用来源于患者的类器官、肿瘤球等三维模型，更真实地评估药效和毒性。此外，胰腺癌小鼠模型也可用于进一步验证候选组合在体内的抗肿瘤效果及安全性，为临床转化提供基础。总之，本研究带来五项重要启示：机器学习在协同药物预测中表现出强大能力；即使成本较高，前瞻性实验验证仍是评估模型可靠性的关键；本研究提供了一个系统评估不同机器学习方法的框架；多模型协同推进提高了组合发现的广度与准确性；所发现的药物组合和MoA值得在临床前进一步开发，有望推动胰腺癌新疗法的诞生。整理 | WJM参考资料Pourmousa, M., Jain, S., Barnaeva, E. et al. AI-driven discovery of synergistic drug combinations against pancreatic cancer. Nat Commun 16, 4020 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56818-6

PD-1/PD-L1基本信息PD-1：PD-1属于CD28超家族，由PDCD1基因编码，包含5个外显子。PD-1蛋白包含一个IgV型的胞外域、一个柄状结构域，一个跨膜域和一个胞内域，胞内域包含免疫受体酪氨酸基抑制性基序（ITIM）和免疫受体酪氨酸基开关基序（ITSM）。PD-L1：PD-L1属于B7家族，由CD274基因编码，是一个33kDa的I型跨膜蛋白，包含290个氨基酸残基。PD-L1包含IgV样和IgC样胞外域、一个疏水的跨膜域和一个短的胞内尾，其中也包含ITIM和ITSM基序。PD-1及其配体PD-L1的结构示意图PD-1在不同免疫细胞中的作用PD-1在T细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞（DCs）和巨噬细胞上的表达上调。PD-1与PD-L1结合后，通过招募SHP-2和SHP-1去磷酸化，阻断下游信号传导，从而抑制B细胞和T细胞的激活、增殖以及细胞因子产生，同时也抑制巨噬细胞、树突状细胞和自然杀伤细胞的功能。肿瘤细胞和树突状细胞均可表达PD-1和PD-L1。巨噬细胞上的PD-1可由脂多糖（LPS）刺激诱导。具体来说，PD-1在不同免疫细胞中的作用如下：T细胞：PD-1在T细胞激活、耐受和耗竭中起关键作用，影响肿瘤发生、炎症和感染。PD-1的异常表达与多种疾病相关，包括黑色素瘤、结直肠癌、非小细胞肺癌等。B细胞：PD-1通过抑制B细胞激活、增殖和细胞因子产生来调节B细胞功能。PD-1在B细胞中的异常表达与类风湿性关节炎、某些肿瘤和乙型肝炎相关。树突状细胞：PD-1在DCs上的表达与免疫抑制相关，影响T细胞的激活和功能。NK细胞：PD-1在NK细胞上的表达与多种病理状态相关，影响其抗肿瘤功能。巨噬细胞：PD-1在巨噬细胞上的表达与免疫抑制和肿瘤进展相关。其他细胞：PD-1在其他免疫细胞（如ILCs、单核细胞和中性粒细胞）中的作用仍在研究中。PD-1在不同免疫细胞中的作用示意图T细胞与PD-1/PD-L1轴T细胞通过TCR和PD-1的相互作用：a）PD-1与PD-L1是维持免疫平衡的关键分子。正常情况下，抗原呈递细胞（APCs）与T细胞的相互作用会阻断PD-1/PD-L1轴。在这种情况下，APCs会抑制其PD-L1与T细胞的PD-1的相互作用，通过与PD-1的结合，这种机制促进了T细胞通过其MHC-TCR和多条信号通路的正常活性，能够有效减少自身免疫细胞对自身组织的攻击。此外，PD-1/PD-L1在细胞黏附、迁移、记忆T细胞的形成以及代谢等诸多方面也发挥着重要作用，还参与组织和器官的发育、再生等过程。b）异常情况下，机体允许T细胞的PD-1与肿瘤细胞的PD-L1相互作用。在这种情况下，这种作用会阻断T细胞的正常作用途径，导致细胞因子产生功能障碍、增殖减少和细胞毒性降低，从而促进肿瘤的进展。T细胞与PD-1/PD-L1在不同情况下的作用机制示意图PD-1/PD-L1轴在肿瘤微环境中起着关键作用，通过中和免疫系统促进肿瘤进展和逃逸。PD-L1与T细胞上的PD-1结合会导致T细胞功能障碍、中和、耗竭以及IL-10的产生，从而促进肿瘤的生长。此外，PD-1/PD-L1轴激活PI3K/AKT、MAPK和JAK-STAT等信号通路，这些通路对细胞增殖、存活和免疫逃逸至关重要。PD-1/PD-L1轴的免疫逃逸机制：抗原呈递细胞（APCs）通过主要组织相容性复合体（MHC）将肿瘤抗原递呈给T细胞受体（TCR），当MHC-抗原复合物特异性地结合到TCR时，会触发一系列信号转导，包括磷脂酰肌醇信号通路和丝裂原活化蛋白激酶信号通路，从而激活效应T细胞的免疫反应。当PD-L1与PD-1结合时，PD-1细胞质区域的ITSM和ITIM结构域中的酪氨酸残基发生磷酸化，招募并激活SHP2。随后，被招募的SHP-2介导TCR相关CD3和ZAP70信号复合体的去磷酸化，同时抑制CD28共刺激信号。这进一步减弱了下游TCR信号强度和细胞因子（如IL-2）的分泌，最终抑制了T细胞的功能。免疫逃逸机制示意图PD-1/PD-L1的表达调控以及相关信号通路PD-1：PD-1的表达受到多种因素的调控，例如抗原信号刺激以及炎症因子等。在急性感染和慢性感染中，PD-1表达的调控机制存在显著差异。在肿瘤免疫环境中，持续的TCR信号刺激可促使PD-1表达上调，进而诱导免疫耐受的发生。PD-1信号通路概述：PD-1对TCR信号的影响：如上文所述。PD-1对γc家族细胞因子信号的影响：PD-1通过直接靶向γc来拮抗γc家族细胞因子介导的免疫激活，通过SHP-2去磷酸化γcY357，导致其失活，并通过MARCH5介导的K27连接多泛素化和溶酶体降解γc。PD-1信号通路简略示意图PD-1在肿瘤细胞中的复杂调控机制：a）肿瘤细胞内源性PD-1的细胞内信号传导。PD-1的免疫球蛋白样细胞外结构域与PD-L1的免疫球蛋白样细胞外结构域相互作用，触发下游信号通路，包括mTOR信号通路、Ras/MAPK信号通路、AKT/ERK信号通路、Hippo信号通路和Wnt/β-catenin信号通路。这些信号通路在多种生物学过程中发挥着关键作用，如增殖、凋亡、细胞周期进程、上皮-间质转化（EMT）、转移扩散、线粒体活性氧（mROS）的产生、放化疗耐药性的形成以及癌症干细胞特性的维持。例如，PD-1信号通路在肿瘤细胞中的激活可导致mTOR通路下游分子的磷酸化增加，如核糖体S6蛋白（p-S6）。这些信号通路中关键分子的磷酸化可以对肿瘤细胞的行为和特性产生一系列影响，促进肿瘤的进展、侵袭性以及对治疗干预的耐药性。b）翻译后调控。翻译后调控的一个关键方面是FBW7作为PD-1蛋白的E3泛素连接酶的作用。FBW7促进PD-1在Lys233残基处的K48连接的多泛素化，从而标记其被蛋白酶体降解。这一过程对于控制肿瘤细胞中PD-1蛋白的水平至关重要。另一个重要的翻译后调控机制涉及MDM2，它增强了糖基化PD-1与糖苷酶NGLY1之间的结合。这种相互作用促进了PD-1的脱糖基化和由NGLY1介导的泛素化降解。此外，由FUT8介导的PD-1上特定残基（N49和N74）的岩藻糖基化对于PD-1的功能性定位至关重要。核心岩藻糖基化的缺失与PD-1被泛素-蛋白酶体系统降解的增强有关。（c）转录调控。PDCD1的转录受到多种转录因子的调控，包括p53、YB-1、NF-κB、CYY61/CTGF和P300/CBP。PD-1在肿瘤细胞中的复杂调控机制PD-L1：基因层面：PD-L1启动子区域的表观遗传修饰，包括DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化，在PD-L1表达的调控中也起着重要作用。例如，TNF-α/TGF-β1通过降低DNMT1（DNA甲基转移酶）水平诱导PD-L1启动子的去甲基化，导致PD-L1上调，从而发挥免疫抑制作用。在转录水平上，PD-L1表达主要由转录因子调控，包括STAT、MYC、NF-κB、IRF1、AP-1和HIF-1α，以及信号通路效应分子，如MAPK/PI3K/Akt、JAK/STAT3和EGFR/MAPK。PD-L1基因水平上的表达调控示意图转录和翻译后修饰层面：非编码RNA（如miR-34、miR-200和miR-197）可以通过直接结合PD-L1的3'非翻译区（3'UTR）来抑制PD-L1 mRNA的表达。PD-L1 mRNA的m6A修饰对于调控PD-L1的表达和稳定性以及介导肿瘤免疫逃逸至关重要。例如，去甲基化酶（如FTO和ALKBH）可以去除PD-L1 mRNA上的m6A修饰，增加其稳定性，并促进PD-L1的高表达。METTL3/IGF2BP3轴通过上调PD-L1 mRNA的m6A修饰来增强其稳定性，从而进一步促进肿瘤免疫逃逸。此外，翻译后修饰，包括磷酸化、泛素化、糖基化和棕榈酰化，可以通过影响PD-L1蛋白在癌细胞中的活性、稳定性和膜表达来调控PD-L1蛋白的表达。PD-L1表达在转录后和翻译后的调控机制不同形式的表达层面：多种转录因子直接参与PD-L1表达的调节，影响其在不同细胞环境中的上调。一旦合成，PD-L1 mRNA转移到细胞质中，在那里被翻译成蛋白质，随后呈现在癌细胞表面。这种表达有助于免疫逃逸机制的关键相互作用。非编码RNA（如miRNA、circRNA和lncRNA）在诱导PD-L1降解方面发挥重要作用。这些ncRNA通过各种机制途径调节PD-L1的水平，从而降低其总体表达。PD-L1还被包裹在细胞外囊泡中，特别是以小囊泡的形式出现，介导细胞间通信并影响肿瘤动态。这种包裹途径通过促进免疫抑制信号的系统性传播，在推进肿瘤免疫逃逸策略中起到了关键作用。PD-L1多种形式的表达谱PD-1/PD-L1信号通路机制概述如下图：PD-1/PD-L1的病理作用机制PD-L1在癌症中的作用：PD-L1在多种癌症中表达上调，与肿瘤的侵袭性、增殖和预后不良相关。例如，在非小细胞肺癌（NSCLC）中，PD-L1的高表达与肿瘤增殖、侵袭性增加和患者生存率降低相关。在黑色素瘤中，PD-L1在恶性黑色素细胞和免疫细胞上的表达与免疫治疗的抗肿瘤反应相关。在膀胱癌中，PD-L1作为生物标志物与肿瘤分级和疾病进展相关。在前列腺癌中，PD-L1的表达在转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）中更高，被认为是高风险患者的不良预后标志物。PD-L1在癌症中的作用简图PD-L1对肿瘤发展的作用：PD-L1不仅促进肿瘤细胞逃避免疫监视，还能以免疫独立的方式促进肿瘤进展。在肿瘤细胞中高表达的PD-L1可以通过与核输入蛋白KPNB1结合进入细胞核，并发挥促癌作用。核PD-L1还可以触发免疫检查点基因（包括PD-L2和VISTA）的上调，从而增强PD-1抑制的抗肿瘤反应。在缺氧条件下，用TNFα和CHX处理可以促进PD-L1的核转位，然后PD-L1与p-Stat3-Y705相互作用。随后，p-Stat3-Y705结合到GSDMC启动子区域，导致GSDMC基因表达上调。此外，GSDMC被caspase-8裂解并激活，触发细胞焦亡以及肿瘤缺氧区域的坏死。PD-L1对肿瘤本身的影响PD-1/PD-L1在移植和自身免疫性疾病中的作用：在器官移植过程中，PD-1在移植组织中浸润的T细胞表面高度表达。PD-1/PD-L1介导的负性调节信号可以抑制T细胞的过度激活，诱导免疫耐受，并在术后有效减少宿主与供体之间的免疫排斥。阻断PD-1/PD-L1会促进移植组织中浸润的T细胞增殖，加剧移植后的免疫排斥反应，并导致严重且持续的组织损伤。同样，PD-1和PD-L1信号之间的平衡被打破也会导致许多自身免疫性疾病的发生，如1型糖尿病（T1DM）、多发性硬化症（MS）、系统性红斑狼疮（SLE）和类风湿关节炎（RA）。PD-1/PD-L1在移植和自身免疫性疾病中的作用示意图PD-1/PD-L1的致瘤机制：PD-1/PD-L1通路促进效应T细胞的耗竭和凋亡。耗竭的T细胞（Tex）表现为高表达抑制性受体（如PD-1、LAG3和TIGIT）、细胞因子（如TNF、IL-2和IFN-γ）分泌减少、代谢改变以及增殖能力和存活能力受损。PD-1/PD-L1通过降低PI3K/Akt/mTOR和S6的磷酸化，同时增强PTEN，促进诱导性调节性T细胞（iTregs）的生成和发展，从而增强Treg细胞的免疫抑制功能并诱导免疫耐受。PD-1/PD-L1可促进肿瘤相关巨噬细胞（TAM）向M2表型极化，释放大量成纤维细胞生长因子、VEGF、TNF-α等细胞因子，促进血管生成并支持癌细胞的免疫抑制、侵袭和转移，加速癌症进展。自然杀伤细胞（NK细胞）上的PD-1与癌细胞上的PD-L1结合，抑制NK细胞的脱颗粒和细胞毒性功能，降低其杀伤肿瘤细胞的能力，促进肿瘤免疫逃逸。使用PD-1和PD-L1抑制剂可能会重新激活上述免疫细胞的抗肿瘤免疫反应。PD-1/PD-L1信号通过对免疫细胞的调控导致肿瘤形成的机制示意图PD-1/PD-L1对肿瘤的代谢作用：PD-1/PD-L1信号通过破坏有氧糖酵解，改变细胞能量合成和代谢途径，从而促进脂肪酸氧化（FAO）成为T细胞的主要能量来源。此外，NAD⁺代谢组分NAMPT可以通过Stat1依赖的IFN-γ信号通路增强肿瘤细胞中PD-L1的表达，进而抑制T细胞功能，重塑局部肿瘤微环境，最终对肿瘤的转移、复发和预后产生显著影响。此外，肠道微生物组也可以改善肿瘤进展并增强T细胞免疫反应，提示其在提高PD-1阻断疗法效果方面的潜在应用价值。PD-1/PD-L1信号影响肿瘤代谢的示意图PD-1/PD-L1轴的免疫治疗策略靶向PD-1/PD-L1轴的单抗药物：靶向PD-1/PD-L1轴的双抗药物：BsAbs的分类和作用机制：BsAbs分为非IgG格式和IgG格式，IgG-like剂保留Fc介导的抗体效应功能，而Fc-free BsAbs缺乏这些功能。BiTEs（双特异性T细胞接合剂）和Triomabs是主要的BsAb格式。BsAbs的Fc域可能导致非靶向毒性，如细胞因子释放综合征（CRS）。抗TGFβ×PD-L1 BsAb：TGFβ在癌症免疫学和免疫治疗中扮演双重角色，既能抑制肿瘤发生，也能促进肿瘤进展。M7824是一种新型的双功能融合蛋白，结合了抗PD-L1域和TGFβ受体，同时靶向两个免疫抑制途径；M7824在非小细胞肺癌（NSCLC）患者中显示出显著的临床疗效。抗CD47×PD-L1 BsAb：CD47在肿瘤细胞上表达，向巨噬细胞传递“不要吃我”的信号。抗CD47×PD-L1 BsAb通过阻断CD47/SIRPα和PD-1/PD-L1信号通路，增强抗肿瘤免疫反应。抗VEGF/PD-1和抗VEGF/PD-L1 BsAb：VEGF由缺氧TME诱导，促进血管增生和免疫抑制。抗VEGF×PD-1和抗VEGF×PD-L1 BsAbs展示了在多种癌症中抑制血管生成和激活免疫反应的潜力。抗4-1BB×PD-L1 BsAb：4-1BB（CD137）是一种在激活的NK和T细胞上表达的共刺激分子。抗4-1BB×PD-L1 BsAb通过结合4-1BB激动剂与PD-1/PD-L1抑制剂，增强肿瘤特异性T细胞反应。抗LAG-3×PD-L1 BsAb：LAG-3在激活的T细胞和NK细胞上表达，传递抑制信号。抗LAG-3×PD-L1 BsAb通过阻断LAG-3和PD-1/PD-L1信号通路，增强抗肿瘤免疫反应。抗PD-1/CTLA-4 BsAb：CTLA-4和PD-1是抑制T细胞功能的免疫检查点。抗PD-1/CTLA-4 BsAb通过同时靶向PD-1和CTLA-4，增强抗肿瘤免疫反应。靶向PD-1/PD-L1轴的PROTACs：PROTACs是一种新型的药物设计技术，通过招募E3泛素连接酶来靶向降解特定蛋白质。包括Compound 22、AC-1、AbTACs、CDTACs、Compound 21a、Peptide-PROTACs、R2PD1、SP-PROTAC和Liner peptide PROTAC。这些PROTACs通过不同的机制降解PD-1/PD-L1蛋白，从而增强免疫治疗的效果。例如，Compound 22可以通过溶酶体依赖途径降解PD-L1蛋白，而AC-1可以通过招募RNF43 E3连接酶来降解PD-L1（如下图）。靶向PD-1/PD-L1轴的小分子抑制剂：联合治疗策略：1. 化疗与PD-1/PD-L1联合：化疗药物如蒽环类和奥沙利铂可诱导免疫原性细胞死亡，刺激抗肿瘤免疫反应。2. 放疗与PD-1/PD-L1联合：放疗可诱导免疫原性细胞死亡，增强T细胞浸润，扩大肿瘤微环境（TME）中的T细胞受体（TCR）库；放疗可上调肿瘤细胞上的PD-L1表达，增加MHC-I表达，缓解对PD-1/PD-L1抑制剂的耐药性。3. 抗血管生成抑制剂与PD-1/PD-L1联合：抗血管生成抑制剂可阻断促血管生成通路，促进血管正常化，改善肿瘤灌注和氧合，恢复缺氧的TME。抗血管生成抑制剂可重塑TME，促进T细胞浸润和树突状细胞（DC）成熟，增强M1型巨噬细胞分化，降低调节性T细胞（Treg）和髓系来源的抑制细胞（MDSC）比例。α-PD-1/PD-L1与化疗、放疗或抗血管生成抑制剂联合使用的协同抗肿瘤效果及机制示意图免疫耐药和副作用1.新辅助免疫治疗的疗效：新辅助免疫治疗，特别是免疫治疗联合化疗，比单药治疗或双免疫治疗能获得更高的ORR、MPR和pCR。例如，在头颈部癌症中，NCT03342911试验显示，nivolumab联合化疗的MPR为65%，pCR为35%。在乳腺癌中，KEYNOTE-522试验显示，pembrolizumab联合化疗的pCR为60%。2. 不良事件：尽管新辅助免疫治疗导致TRAEs增多，但大多数是可接受的，并且不会显著延迟手术。例如，在NCT02919683试验中，nivolumab联合ipilimumab治疗口腔鳞状细胞癌（OCSCC）的ORR为38%，MPR为4%，pCR为3%，且大多数患者经历了irAEs，但没有导致手术延迟。3. 病理缓解与生存率：研究发现，新辅助免疫治疗后达到病理缓解的患者，术后DFS较未达到病理缓解的患者有所提高。例如，在NCT02641093试验中，pembrolizumab联合化疗的ORR为8%，MPR为27%，pCR为13%。4. PD-1与PD-L1抑制剂的比较：在大多数实体瘤中，PD-1和PD-L1单药治疗的疗效没有显著差异，但PD-L1治疗引起的irAEs发生率显著低于PD-1。例如，在肺癌中，PD-1单药治疗的ORR为25%，而PD-L1单药治疗的ORR为22%。5. 手术相关并发症：大多数试验中未报告治疗相关的手术延迟。一些患者因疾病进展、严重的TRAEs或高手术风险而未接受手术，或拒绝手术。新辅助免疫治疗的ORR、MPR、pCR和不良事件PD-1/PD-L1轴在不同适应症的应用PD-1/PD-L1轴在多种适应症中都有应用肿瘤领域• 非小细胞肺癌（NSCLC）：PD-1/PD-L1抑制剂已成为晚期NSCLC的重要治疗手段。如帕博利珠单抗被批准用于PD-L1高表达（TPS≥50%）的初治晚期NSCLC患者的一线治疗，其通过阻断PD-1/PD-L1轴，增强T细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤能力，延长患者生存期。此外，阿特珠单抗联合化疗也被用于晚期NSCLC的一线治疗，可提高疗效和生存率。• 小细胞肺癌（SCLC）：度伐利尤单抗联合化疗在SCLC的治疗中显示出一定疗效，能够延长患者的无进展生存期和总生存期，为SCLC患者提供了新的治疗选择。• 黑色素瘤：纳武利尤单抗和帕博利珠单抗等PD-1抑制剂在黑色素瘤的治疗中取得了显著成效，可显著提高患者的客观缓解率和生存率，已成为晚期黑色素瘤的一线治疗药物。此外，PD-1抑制剂还可与CTLA-4抑制剂联合使用，进一步增强免疫治疗效果。• 肾癌：PD-1/PD-L1抑制剂在肾癌的治疗中也显示出良好的疗效。例如，阿特珠单抗联合贝伐珠单抗被批准用于晚期肾癌的一线治疗，其通过双重免疫机制，抑制肿瘤血管生成和增强抗肿瘤免疫反应，延长患者生存期。• 膀胱癌：阿特珠单抗是首个被批准用于膀胱癌的PD-L1抑制剂，可用于治疗局部晚期或转移性膀胱癌，特别是对铂类化疗耐药或不耐受的患者，可显著提高患者的客观缓解率和生存率。• 头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）：帕博利珠单抗被批准用于复发或转移性HNSCC的治疗，其通过阻断PD-1/PD-L1轴，增强T细胞对肿瘤细胞的攻击，延长患者生存期。• 结直肠癌（CRC）：纳武利尤单抗可用于治疗微卫星高度不稳定（MSI-H）或错配修复缺陷（dMMR）的晚期CRC患者，为这部分患者提供了新的治疗选择。• 肝细胞癌（HCC）：纳武利尤单抗单药或联合伊匹木单抗被批准用于晚期HCC的治疗，其通过激活免疫系统，增强对肿瘤细胞的识别和杀伤能力，延长患者生存期。• 胃癌：帕博利珠单抗被批准用于PD-L1 CPS≥1的晚期胃癌或胃食管结合部癌的一线治疗，以及用于二线治疗复发或难治性胃癌患者，可显著提高患者的客观缓解率和生存率。• 食管癌：帕博利珠单抗和纳武利尤单抗等PD-1抑制剂在晚期食管癌的治疗中也显示出良好的疗效，可延长患者的生存期。• 妇科肿瘤：如子宫内膜癌，多塔利单抗被批准用于治疗错配修复缺陷（dMMR）或微卫星高度不稳定（MSI-H）的复发或晚期子宫内膜癌患者，为这部分患者提供了新的治疗选择。• 软组织肉瘤：PD-1/PD-L1抑制剂在软组织肉瘤的治疗中也进行了相关研究，但目前其疗效尚存在一定的争议，部分研究显示PD-L1表达水平可能与治疗反应相关，但不同研究结果存在差异，仍需进一步探索。• 儿童肿瘤：在儿童肿瘤中，PD-L1表达在一些儿童血液肿瘤如霍奇金淋巴瘤、弥漫大B细胞淋巴瘤、急性髓系白血病、急性淋巴细胞白血病和胶质瘤中有所观察到。目前也有相关的临床试验在探索PD-1/PD-L1抑制剂在儿童肿瘤中的应用，如纳武利尤单抗在儿童淋巴瘤中显示出一定的疗效，但在其他儿童实体瘤中单药治疗的活性有限。自身免疫性疾病领域• 系统性红斑狼疮（SLE）：有研究表明，SLE患者中PD-1/PD-L1轴的表达存在异常，PD-1/PD-L1轴的调节可能有助于控制SLE的病情活动。一些研究正在探索PD-1/PD-L1抑制剂在SLE治疗中的潜在应用，但目前仍处于早期研究阶段。• 类风湿关节炎（RA）：PD-1/PD-L1轴在RA的发病机制中也发挥着重要作用，其调节可能有助于减轻RA患者的炎症反应和关节损伤。相关研究正在进行中，以评估PD-1/PD-L1抑制剂在RA治疗中的安全性和有效性。神经系统疾病领域• 阿尔茨海默病（AD）：研究表明，PD-1/PD-L1轴在AD的发病过程中可能参与调节神经炎症反应。通过调节PD-1/PD-L1轴，可能有助于减轻神经炎症，改善认知功能。目前，相关研究仍在探索阶段，以确定PD-1/PD-L1抑制剂在AD治疗中的潜在应用价值。• 帕金森病（PD）：PD-1/PD-L1轴在帕金森病的发病机制中也受到关注。其调节可能对帕金森病的神经保护和疾病进展产生影响，但目前仍处于基础研究阶段，尚未进入临床应用。其他领域• 感染性疾病：在某些慢性感染性疾病中，如HIV感染、结核病等，PD-1/PD-L1轴的过度激活可能导致免疫细胞的耗竭。通过调节PD-1/PD-L1轴，可能有助于恢复免疫细胞的功能，增强机体对病原体的清除能力。相关研究正在进行中，以探索PD-1/PD-L1抑制剂在感染性疾病治疗中的潜在应用。• 心血管疾病：PD-1/PD-L1轴在动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展中可能发挥一定作用。其调节可能对炎症反应和血管内皮功能产生影响，从而影响心血管疾病的进程。目前，相关研究仍在探索阶段，以确定PD-1/PD-L1抑制剂在心血管疾病治疗中的潜在应用价值。公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

之前我们报道过司美格鲁肽和替尔泊肽短缺期间，不少药房利用法规钻空子的事件，由于FDA 第 503B 条款允许药品短缺期间，由外包公司自行用配置复方药物，因此造成了大量司美格鲁肽和替尔泊肽的复方药物泛滥。在一些药房配制的复方药物中，其活性成分过少、过多或根本没有，更甚者含有错误或有害的成分。而这一现象理应该在去年12月到今年3月期间结束了，因为去年12月FDA宣布替尔泊肽短缺问题已结束，并正式禁止药店生产该药物的复合仿制版。FDA甚至给了这些药店3个月的转圜窗口，只需要3月19日前停止相关行为即可。但是即便是这样，仍然有“不良商家”知法犯法，继续售卖复合版替尔泊肽。近日，礼来就点名起诉了四家线上医疗公司，这四家均为远程医疗平台，礼来公司声称它们“通过从事危险、欺骗性和非法行为，使患者面临风险”。礼来的指控不无道理，这四家企业确实非常离谱。硬钢到底的M公司Mochi Health这家线上药房似乎完全无视3月19日的禁令，官网目前还在售卖复方型替尔泊肽和司美格鲁肽。而Mochi Health的所有者并没有医师执照，这家公司是利用对附属公司Mochi Medical的医师处方施加影响来实现出售药品的，而这一做法在加州当地法律是不允许的。另外，在短短八个月的时间里，Mochi Health出于企业利益而非医生决策，至少五次大规模更改患者剂量和处方，也并没有向患者出具具体原因。对于礼来的起诉，Mochi Health表示要硬钢到底，他们“绝不会让这起诉讼阻碍公司继续提供经济实惠、肥胖治疗方法”。头顶尖尖的F公司Fella Health和另外一家被起诉的Delilah同属母公司Aios，区别在于Fella Health专注男性健康而Delilah专注女性健康。单单Fella Health公司本身问题就很严重，比起肥胖治疗线上临床公司，更像是售卖标签外使用的健身补剂公司。这家公司并不单纯限于售卖司美格鲁肽和替尔泊肽复方药。甚至还在售卖替尔泊肽的口服制剂，然而替尔泊肽的口服制剂还未曾获得批准上市呢。另外这个以肥胖为治疗核心的公司还在售卖本该用于男性性腺功能减退症的雌激素拮抗剂等药物。男性长期服用可能影响精子生成。而在这家公司广告标语中，这种药物被故意添加了瘦身，增肌等好处。同样类似的还有雷帕霉素，这种药物主要是预防器官移植后的排斥反应，通过抑制mTOR信号通路减少T细胞和B细胞的增殖，降低免疫系统活性的，有研究表明，长期服用雷帕霉素可能导致皮肤感染、血脂异常、血糖升高等副作用，甚至可能加速某些生物衰老指标的进程。但是在这里公司将其包装成，可以促进免疫功能，增强细胞活性，提供心血管健康支持。在此次诉讼中，礼来就起诉Fella Health曾“大规模将患者从一种替尔泊肽配方转换为添加其他成分的配方”。在这种情况下，患者被改用含有L-精氨酸或甘氨酸的产品，而这两种成分与替尔泊肽的联合使用尚未经过测试。其余公司剩下两家公司Willow Health和Henry Meds在性质上倒是没有那么恶劣，不过仍然在官网上公开销售复合药物。礼来公司称，Willow将仿制版替尔泊肽用于未经批准的美容用途。参考来源：https://joinmochi.com/blogs/https://henrymeds.com/?srsltid=AfmBOorDQ5GzDwpDX6kyq_FFT4sZmEtMdeRjweTFOJR49T1wcdMdXNfzhttps://www.joindelilah.com/about