摘要:緊密連接蛋白Claudins(CLDNs)是上皮細胞緊密連接的核心組分,在健康組織中維持細胞極性與結構完整性。這類蛋白在多種實體瘤中異常高表達,還會通過調控致癌信號、促進上皮間質轉化等方式推動腫瘤進展。目前CLDN18.2靶向單抗已獲臨床批準,ADC、雙特異性抗體、CAR-T等多種靶向療法也在研發中,結合生物標志物的患者篩選策略,讓CLDNs靶向治療成為實體瘤精準治療的重要方向。![]()
一、Claudins家族:上皮細胞的“連接衛士”,結構功能各有分工
Claudins是四跨膜結構的跨膜蛋白,是上皮細胞緊密連接的關鍵構成。人類中該家族有23個成員,都擁有保守的四跨膜結構域,還有兩個胞外環和胞內的N、C端尾巴。ECL1是藥物研發的主要靶點,ECL2則負責介導細胞間的CLDNs相互作用。
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圖1 緊密連接中人類Claudin蛋白的結構和功能域
圖1清晰展示了緊密連接中人類Claudin蛋白的結構和功能域,能直觀看到各結構的分布的作用(圖1)。
其實這類蛋白分兩類,屏障型加固緊密連接,通道型形成離子孔道。最新研究還將其細分為四類,讓功能分類更貼合實際作用。不同CLDNs成員的組織表達具有特異性,比如CLDN18.1主要在肺、CLDN18.2集中在胃,各自承擔著不同的生理功能。
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圖2 人類Claudin家族成員的組織分布特異性
圖2呈現了人類Claudin家族成員的組織分布特異性,能更清晰區分不同成員的表達部位差異(圖2)。
部分CLDNs成員突變還會引發遺傳性疾病,表1匯總了人類Claudin家族成員及其主要生物學功能,方便大家快速查閱(表1)。多數CLDNs的C端有PDZ結合基序,能和ZO1等支架蛋白結合,錨定到肌動蛋白細胞骨架,還能介導下游信號傳導,這也是其參與細胞生理調控的關鍵。
表1 人類Claudin家族成員及其主要生物學功能
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二、腫瘤中Claudins的“異常操作”:表達紊亂,還成了致癌幫手
實體瘤中Claudins的異常主要體現在高表達和亞細胞定位異常。比如從緊密連接移位到細胞膜非連接區域,讓其能被治療抗體識別。CLDN18.2在30%-40%的食管腺癌和胃癌中高表達,CLDN1、CLDN4則在結直腸癌、肝膽腫瘤等多種腫瘤中異常上調。
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圖3 Claudins在正常組織與腫瘤組織中的表達差異及定位變化
圖3展示了Claudins在正常組織與腫瘤組織中的表達差異及定位變化,能直觀看到腫瘤中Claudins的異常狀態(圖3)。
不同腫瘤的CLDNs表達譜還存在明顯差異,表2詳細列出了人類Claudin家族成員在癌癥中的表達和功能,便于大家對應了解不同腫瘤的CLDNs異常情況(表2)。
表2 人類Claudin家族成員在癌癥中的表達和功能
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腫瘤中CLDNs的調控紊亂是多機制驅動的。基因層面以拷貝數擴增為主,點突變則很少見,還有CLDN18-ARHGAP26這類融合基因在胃癌中出現,能直接推動腫瘤發生。轉錄和表觀層面,炎癥信號、缺氧會誘導CLDNs表達,啟動子甲基化、組蛋白去乙酰化則會導致部分CLDNs沉默。
其實CLDNs不只是“表達異常”,還會直接參與腫瘤進展。它們能激活PI3K-AKT、Hippo-YAP等致癌信號通路,促進腫瘤細胞增殖。還會推動上皮間質轉化,增強腫瘤的侵襲和轉移能力,甚至能調控腫瘤干細胞特性,讓腫瘤更具可塑性。
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圖4 Claudins調控腫瘤進展的核心信號通路
圖4呈現了Claudins調控腫瘤進展的核心信號通路,能清晰看到其介導致癌信號的具體機制(圖4)。可以發現部分CLDNs還會通過減少藥物滲透、激活抗凋亡信號,讓腫瘤產生治療耐藥性,這也讓其成為逆轉耐藥的潛在靶點。
三、Claudins靶向治療:首款藥物獲批,多賽道研發齊頭并進
CLDN18.2是目前臨床進展最快的靶點。靶向該蛋白的單抗zolbetuximab已獲FDA批準,用于治療CLDN18.2陽性胃癌和胃食管結合部癌,聯合化療能顯著提升患者的無進展生存期和總生存期。這款藥物的不良反應主要是胃腸道毒性,屬于靶點相關的脫靶效應,也為后續靶點選擇和藥物設計提了醒。
圍繞CLDN18.2的研發不止單抗,ADC類藥物如sonesitatug vedotin、IBI343已進入臨床,能將細胞毒藥物直接遞送至腫瘤細胞,早期臨床顯示客觀緩解率在24%-29%。雙特異性抗體如靶向CLDN18.2和CD3的gresonitaab,能招募T細胞殺傷腫瘤細胞,CAR-T療法也在臨床中展現出活性,為后線治療提供了新選擇。
腫瘤限制性表達的CLDN6是另一大潛力靶點。它在成人正常組織中表達極低,在生殖細胞腫瘤、子宮內膜癌中高表達。針對CLDN6的ADC、雙特異性抗體已進入早期臨床,CAR-T療法聯合RNA疫苗的組合還能提升T細胞持久性,不過臨床中也出現了細胞因子釋放綜合征,提示這類療法需要做好毒性管理。
CLDN1和CLDN4因表達范圍較廣,研發難度稍大,但也有了初步進展。CLDN1在肝癌、膽管癌中高表達,其靶向ADC已進入I/II期臨床,且抗CLDN1抗體還有抗纖維化作用,適合用于纖維化相關腫瘤。CLDN4靶向的雙特異性抗體ASP1002正在臨床研究中,通過同時結合CLDN4和4-1BB激活T細胞,探索免疫激活型的靶向治療思路。
四、Claudins靶向治療的挑戰:選對患者,控好毒性,找對組合
生物標志物篩選是CLDNs靶向治療的關鍵。目前臨床主要依靠免疫組化檢測CLDNs表達,但傳統IHC存在主觀性,還難以精準判斷細胞膜定位。而且腫瘤中存在CLDNs表達的瘤內異質性,原發灶和轉移灶的表達也可能不一致,這都會導致患者篩選的偏差。
其實定量檢測和空間轉錄組技術,或許能提升篩選的準確性。靶點相關毒性是繞不開的問題,CLDNs在正常上皮組織中也有表達,比如CLDN18.2在正常胃黏膜、CLDN1在皮膚和肝臟的表達,會導致治療時出現胃腸道、皮膚毒性。
不同治療形式的毒性譜也不同,CAR-T易引發細胞因子釋放綜合征,ADC則有載藥相關的全身毒性。如何在有效治療的同時降低脫靶毒性,是后續研發的核心問題之一。聯合治療是提升CLDNs靶向療效的重要方向,目前已證實CLDN18.2單抗聯合化療的療效,后續還在探索與免疫檢查點抑制劑的組合。
部分CLDNs靶向藥物能重塑腫瘤微環境,比如抗CLDN1抗體能減少纖維化、增加CD8+T細胞浸潤。這類藥物與免疫檢查點抑制劑聯用,可能會產生協同效應,相關臨床研究正在推進中。
五、未來方向:從機制到臨床,還有很多問題要解答
坦白講,目前對CLDNs在腫瘤中的功能機制還未完全闡明。部分成員只是被發現與腫瘤相關,具體的信號通路和調控網絡還不清楚。而且同一種CLDN在不同腫瘤中可能扮演促癌或抑癌的不同角色,這種組織特異性的功能差異,還需要更多基礎研究來解析。
除了已研發的靶點,CLDN3、CLDN9等成員在婦科腫瘤、胃癌中高表達,也具有潛在靶向價值,但目前還處于早期研究階段。針對CLDNs胞內結構域的小分子抑制劑,比如靶向PDZ結合基序的化合物,能直接阻斷其下游致癌信號,這類療法還在臨床前研究,有望成為胞外靶向療法的補充。
結合生物標志物的精準分層,會是CLDNs靶向治療的核心發展方向。未來需要建立標準化的CLDNs檢測方法,明確不同療法的最低有效表達閾值,還可以結合腫瘤微環境特征、基因表達譜等,篩選出最可能獲益的患者人群。我更愿意相信,隨著機制研究的深入和療法的不斷創新,CLDNs靶向治療會在更多實體瘤中展現出臨床價值。
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