在過去十幾年中，使用免疫檢查點(diǎn)抑制劑的癌癥免疫療法在癌癥治療中取得了前所未有的成功；然而，只有一小部分（10-35%）患者可以從這種治療中獲得臨床益處，因此，迫切需要確定新的策略來提高免疫檢查點(diǎn)抑制劑的臨床療效。

最近，越來越多的臨床證據(jù)證實(shí)，ICIs癌癥免疫治療的有效性取決于腫瘤中預(yù)先存在的抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)，腫瘤中的T細(xì)胞浸潤與免疫治療的預(yù)后呈正相關(guān)。然而，T細(xì)胞反應(yīng)的發(fā)生和維持依賴于先天免疫反應(yīng)，這也是抗癌免疫的關(guān)鍵因素。

作為一種先天性胞漿DNA傳感途徑，環(huán)狀GMP-AMP合成酶（cGAS）-干擾素基因刺激因子（STING）信號(hào)通路因其激活先天性和適應(yīng)性免疫的能力而備受關(guān)注，其有助于宿主防御癌癥?；赾GAS-STING信號(hào)通路在抗癌免疫中的關(guān)鍵作用，各種STING激動(dòng)劑已被開發(fā)出來，并被證明是一種有前途的癌癥治療策略。

先天免疫系統(tǒng)可以通過模式識(shí)別受體識(shí)別病原體或損傷相關(guān)模式，其中就包括cGAS。cGAS是胞漿雙鏈DNA（dsDNA）的先天免疫傳感器，具有一個(gè)催化結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)主要DNA結(jié)合位點(diǎn)。胞質(zhì)DNA，無論是外源的還是內(nèi)源的，都可以通過其磷酸主鏈和cGAS的帶正電位點(diǎn)之間的相互作用以序列無關(guān)的方式結(jié)合，形成2:2復(fù)合物。與DNA結(jié)合后，cGAS在催化袋中發(fā)生實(shí)質(zhì)性構(gòu)象變化，有助于cGAS的活化，從而增強(qiáng)了由三磷酸腺苷（ATP）和三磷酸鳥苷（GTP）合成第二信使cGAMP。

與cGAMP結(jié)合后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）結(jié)合的STING二聚體經(jīng)歷了從非激活開放型到激活封閉型的實(shí)質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)變，并觸發(fā)其從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的易位， STING被募集的Tank結(jié)合激酶1（TBK1）磷酸化，導(dǎo)致干擾素調(diào)節(jié)因子3（IRF3）的募集。被TBK1磷酸化后，IRF3二聚化并進(jìn)入細(xì)胞核，以驅(qū)動(dòng)I型干擾素的表達(dá)。新表達(dá)的I型干擾素通過與異二聚體受體IFNAR1/2結(jié)合，以自分泌和旁分泌方式發(fā)揮作用，然后激活Janus激酶1（JAK1）和酪氨酸激酶2（TYK2），導(dǎo)致信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子1（STAT1）和STAT2的磷酸化。STAT1/2異二聚體與IRF9結(jié)合，隨后易位至細(xì)胞核，觸發(fā)IFN刺激基因（ISG）的轉(zhuǎn)錄。在一定程度上，STING還募集IκB激酶（IKK），其磷酸化核因子-κB（NF-κB）抑制劑IκBα，導(dǎo)致NF-κB易位至細(xì)胞核，隨后表達(dá)促炎細(xì)胞因子（如IL-6、TNF等）。

除了cGAS，STING信號(hào)通路的激活也可以由其他DNA傳感器介導(dǎo)，這些傳感器包括干擾素γ誘導(dǎo)蛋白16（IFI16）、DEAD盒解旋酶41（DDX41）、減數(shù)分裂重組11同系物A（MRE11）、DNA依賴性蛋白激酶（DNA-PK）和DNA依賴性IRF激活劑（DAI）。

cGAS-STING信號(hào)通路已被證明參與了癌癥免疫周期的不同階段，激活這種胞漿DNA傳感通路可以在多個(gè)方面促進(jìn)癌癥免疫周期。

STING激活誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡

癌細(xì)胞固有的cGAS-STING信號(hào)通路對(duì)抗癌免疫很重要，因?yàn)榘┘?xì)胞中的胞漿DNA積累以cGAS-STI依賴的方式促進(jìn)IFN-β的產(chǎn)生，從而抑制腫瘤生長并提高腫瘤對(duì)檢查點(diǎn)阻斷的敏感性，而癌細(xì)胞固有cGAS-STING信號(hào)的丟失導(dǎo)致T細(xì)胞浸潤減少，對(duì)檢查點(diǎn)阻斷的抵抗力升高。cGAS-STING信號(hào)通路已被發(fā)現(xiàn)在多種癌癥中被抑制，并且癌細(xì)胞固有cGAS/STING表達(dá)的下調(diào)也被證明與癌癥患者的不良臨床結(jié)果相關(guān)。癌細(xì)胞中STING的激活有助于癌細(xì)胞死亡和T細(xì)胞反應(yīng)的誘導(dǎo)。

STING激活增強(qiáng)抗原加工和呈遞

腫瘤微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞衍生的DNA也可以通過吞噬作用被DC吸收，隨后激活cGAS-STING途徑，促進(jìn)I型IFN的產(chǎn)生，該IFN增強(qiáng)DC成熟并介導(dǎo)T細(xì)胞的活化。

STING激活促進(jìn)T細(xì)胞啟動(dòng)和激活

T細(xì)胞通常被認(rèn)為是抗腫瘤免疫的主要參與者。然而，T細(xì)胞的啟動(dòng)和激活需要三種信號(hào)，包括主要組織相容性復(fù)合物上的腫瘤抗原（信號(hào)1）、共刺激分子（信號(hào)2）以及某些促炎細(xì)胞因子（信號(hào)3）。所有這些信號(hào)都可以通過激活STING途徑來增強(qiáng)。

STING激活促進(jìn)T細(xì)胞向腫瘤的歸巢和浸潤

T細(xì)胞從脈管系統(tǒng)向腫瘤微環(huán)境的外滲和遷移是T細(xì)胞識(shí)別并隨后消除腫瘤細(xì)胞的先決條件。STING途徑的激活以多種方式促進(jìn)T細(xì)胞向腫瘤的運(yùn)輸和浸潤。首先，DC中的STING途徑激活以STING依賴的方式促進(jìn)趨化因子CXCL9和CXCL10的表達(dá)，這兩種因子對(duì)于T細(xì)胞向腫瘤中的運(yùn)輸都是必不可少的。此外，腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞中STING的激活上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞上的粘附分子，如E-選擇素、血管細(xì)胞粘附蛋白1（VCAM-1）和整合素配體細(xì)胞間粘附分子1（ICAM-1），增強(qiáng)T細(xì)胞從血管系統(tǒng)的外滲。

STING激活增強(qiáng)T細(xì)胞對(duì)癌細(xì)胞的識(shí)別和根除

癌細(xì)胞中STING的激活可以上調(diào)癌細(xì)胞上的MHC I類分子，改善腫瘤抗原呈遞，從而促進(jìn)其被細(xì)胞毒性T細(xì)胞識(shí)別和消除。相反，STING信號(hào)通路的缺陷使癌細(xì)胞免于細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的免疫識(shí)別，并限制其對(duì)細(xì)胞毒性T細(xì)胞裂解的敏感性。此外，用激動(dòng)劑激活STING可增強(qiáng)腫瘤中細(xì)胞毒性T細(xì)胞的浸潤和活性，有助于誘導(dǎo)腫瘤消退。

STING激活重塑免疫抑制腫瘤微環(huán)境

免疫抑制性腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞，包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、髓系衍生抑制細(xì)胞（MDSCs）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，已被證明直接或間接抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。事實(shí)上，STING的激活不僅使腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞向抗腫瘤M1巨噬細(xì)胞極化，而且還將M2巨噬細(xì)胞重編程為M1巨噬細(xì)胞。此外，STING激活抑制MDSCs的擴(kuò)張和T細(xì)胞抑制作用，同時(shí)誘導(dǎo)MDSCs產(chǎn)生髓系歸巢趨化因子，從而抑制MDSCs的免疫抑制功能，并將大量免疫細(xì)胞如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞招募到腫瘤部位。STING激動(dòng)劑還降低了腫瘤微環(huán)境中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的水平。

STING信號(hào)在抗腫瘤免疫應(yīng)答中的關(guān)鍵作用使STING成為癌癥免疫治療的一個(gè)有吸引力的治療靶點(diǎn)。因此，學(xué)術(shù)界和制藥行業(yè)都對(duì)開發(fā)STING激動(dòng)劑產(chǎn)生了新的興趣。目前，已經(jīng)報(bào)道了許多具有臨床前益處的STING激動(dòng)劑，其中一些已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

天然CDN STING激動(dòng)劑

隨著cGAS-STING信號(hào)通路的分子機(jī)制越來越明確，STING激動(dòng)劑的開發(fā)一直集中在環(huán)狀二核苷酸（CDNs）上，環(huán)狀二核苷酸是STING的天然配體，如c-diGMP、c-diAMP、3′,3′-cGAMP以及2′,3′-cGAMP。天然CDN在臨床前研究中顯示出作為治療性疫苗佐劑和免疫治療劑的前景。然而，天然CDN的臨床開發(fā)受到被磷酸二酯酶快速水解、胞漿遞送不良以及缺乏激活所有人類STING亞型能力的限制。

合成CDN STING激動(dòng)劑

由于天然CDNs在抗癌治療中的缺點(diǎn)，人們開始努力開發(fā)基于CDN的STING合成激動(dòng)劑，以提高其穩(wěn)定性和治療效果。其中，ADU-S100（MIW815）與未修飾的CDNs相比，其對(duì)小鼠和人類STING的親和力更高。在腫瘤內(nèi)注射后，ADU-S100不僅有效地消除了多種腫瘤類型，還誘導(dǎo)了強(qiáng)大的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)。然而，在一項(xiàng)針對(duì)晚期/轉(zhuǎn)移性癌癥患者的I期研究（NCT02675439）中，盡管ADU-S100被證明具有良好的耐受性并觸發(fā)全身免疫激活，但ADU-S100作為單一療法的臨床活性有限。

除了ADU-S100，還設(shè)計(jì)了其他基于CDN的STING激動(dòng)劑。MK-1454是一種新型修飾的CDN，由默克公司開發(fā)。在體外，MK-1454對(duì)STING表現(xiàn)出高親和力，并顯示出強(qiáng)烈的誘導(dǎo)IFN-β分泌的能力。此外，瘤內(nèi)注射MK-1454誘導(dǎo)了腫瘤的完全消退，并增強(qiáng)了抗PD1治療對(duì)小鼠同基因腫瘤模型的抗腫瘤作用。正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)評(píng)估了MK-1454聯(lián)合Pembrolizumab治療晚期實(shí)體瘤或淋巴瘤患者的安全性和有效性（NCT03010176）。初步數(shù)據(jù)表明，盡管MK-1454單藥治療無效，但MK-1454和Pembrolizumab的組合產(chǎn)生了令人鼓舞的療效?；谶@些數(shù)據(jù)，MK-1454聯(lián)合Pembrolizumab治療頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者的II期臨床試驗(yàn)（NCT04220866）正在探索中，臨床結(jié)果尚未公開。

此外，其他基于CDN的STING激動(dòng)劑，包括SB11285、BI1387446和IMSA101，也正在進(jìn)行臨床評(píng)估。

小分子STING激動(dòng)劑

與基于CDN的STING激動(dòng)劑相比，小分子STING激動(dòng)藥具有一些明顯的優(yōu)勢(shì)，如優(yōu)越的藥代動(dòng)力學(xué)和簡單的化學(xué)合成。因此，STING激動(dòng)劑開發(fā)的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向非CDN衍生的小分子STING激動(dòng)劑。

最近，葛蘭素史克（GlaxoSmithKline）的科學(xué)家通過高通量篩選確定了一系列基于氨基苯并咪唑（ABZI）的衍生物作為STING激動(dòng)劑。它們?cè)谌送庵苎獑魏思?xì)胞（PBMC）中的STING激活能力是cGAMP的400倍，并且在小鼠PBMC中也顯示出了有效的STING活化。靜脈注射顯著抑制了腫瘤生長，并提高了結(jié)直腸癌小鼠的存活率，80%的治療小鼠在研究結(jié)束時(shí)達(dá)到了無瘤狀態(tài)。

默克公司最近的一項(xiàng)研究報(bào)告了一種名為MSA-2的口服苯并噻吩STING激動(dòng)劑，它觸發(fā)了TBK1和IRF-3的磷酸化，并以STING依賴的方式在人單核細(xì)胞THP-1細(xì)胞中誘導(dǎo)分泌IFN-β。由于其低pKa，MSA-2在酸性腫瘤微環(huán)境中表現(xiàn)出比正常組織更高的細(xì)胞滲透性和效力，這表明MSA-2可以選擇性靶向腫瘤組織，因此適合全身給藥，這是相對(duì)于CDNs的顯著優(yōu)勢(shì)。MSA-2在攜帶MC38同基因腫瘤的小鼠中顯示出劑量依賴性抗腫瘤活性，并且在80%–100%的治療小鼠中觀察到完全的腫瘤消退。

除了以上提到的小分子STING激動(dòng)劑外，還有幾個(gè)未公開的小分子STING激動(dòng)劑正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。其中，SNX281是一種具有良好藥代動(dòng)力學(xué)特性的新型STING激動(dòng)劑。SNX281聯(lián)合抗PD-1抗體在包括MC38、CT26和B16-F10的腫瘤模型中顯示出顯著的抗腫瘤活性和生存益處。目前，正在晚期實(shí)體瘤和淋巴瘤中進(jìn)行單藥和聯(lián)合pembrolizumab的I期試驗(yàn)（NCT04609579）。此外，其他STING激動(dòng)劑如TAK-676（NCT04420884）、GSK3745417（NCT05424380）和MK-2118（NCT03249792）也在I期試驗(yàn)中作為單藥以及抗PD-1抗體聯(lián)合療法進(jìn)行評(píng)估。

盡管STING激動(dòng)劑的治療潛力已在臨床前和臨床研究中得到證實(shí)，但STING激動(dòng)劑的開發(fā)仍處于起步階段，面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，阻礙其臨床開發(fā)。

首先，STING激活在癌癥免疫中是一把雙刃劍。STING的激活不僅促進(jìn)T細(xì)胞啟動(dòng)和激活，同時(shí)激活STING也被證明可誘導(dǎo)免疫抑制分子如PD-L1和IDO的表達(dá)。令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)長期暴露于高劑量的STING激動(dòng)劑可誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，這與激動(dòng)劑的預(yù)期效果完全相反，而低劑量的STING激動(dòng)劑可引發(fā)強(qiáng)健的T細(xì)胞反應(yīng)，并與免疫檢查點(diǎn)抑制劑協(xié)同作用。因此，為了使STING激動(dòng)劑獲得最佳的抗腫瘤效果，有必要優(yōu)化STING激動(dòng)劑的劑量和給藥時(shí)間，以避免過度刺激和負(fù)調(diào)節(jié)。

其次，由于STING基因的單核苷酸多態(tài)性，人類存在五種主要類型的STING變體，包括R232（57.9%）、HAQ（20.4%）、R232H（13.7%）、AQ（5.2%）和R293Q（1.5%）。這些人類STING變體已被證明對(duì)STING激動(dòng)劑具有不同的反應(yīng)性。此外，這些變體在不同人種中的分布不同，例如，HAQ變體在東亞人種中很常見，而在非洲人中很少見。因此，在招募患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮STING變體在人群中的偏倚分布?？偟膩碚f，人類STING基因在人群中具有很大的異質(zhì)性和偏倚分布，這對(duì)STING激動(dòng)劑的開發(fā)構(gòu)成了障礙。

第三，STING在許多細(xì)胞類型中廣泛表達(dá)，包括癌細(xì)胞和非癌細(xì)胞。目前，盡管已經(jīng)開發(fā)出適合全身給藥的STING激動(dòng)劑，但幾乎所有激動(dòng)劑都缺乏腫瘤特異性（MSA-2除外）。因此，STING激動(dòng)劑的全身給藥有可能無差別地系統(tǒng)性地激活STING，從而誘導(dǎo)腫瘤和非腫瘤組織中促炎細(xì)胞因子的分泌，甚至引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴。因此，全身給藥的STING激動(dòng)劑應(yīng)特異性靶向腫瘤組織，并在腫瘤微環(huán)境中引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而最大限度地提高抗腫瘤效力并減輕針對(duì)正常組織的副作用。

總之，cGAS-STING信號(hào)通路是一種重要的先天免疫通路，在癌癥免疫監(jiān)測(cè)中起著至關(guān)重要的作用。STING激活已被證明可以促進(jìn)癌癥免疫循環(huán)，并將免疫抑制腫瘤微環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咧С值奈h(huán)境。由于STING的免疫刺激作用，近年來已開發(fā)出多種STING激動(dòng)劑，許多目前已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

然而，STING激動(dòng)劑的發(fā)展仍面臨許多挑戰(zhàn)，包括STING信號(hào)的雙重作用，以及STING的異質(zhì)性和普遍表達(dá)。此外，我們對(duì)cGAS-STING信號(hào)通路的理解仍然有待深入。例如，目前尚不清楚癌癥中cGAS-STING信號(hào)抑制的潛在機(jī)制。同樣，STING激活如何誘導(dǎo)免疫抑制分子（包括PD-L1和IDO）的表達(dá)也尚未闡明。這些挑戰(zhàn)和未知將有助于推動(dòng)對(duì)這一途徑的持續(xù)研究，這一領(lǐng)域新的發(fā)現(xiàn)將使STING激動(dòng)劑在癌癥免疫治療中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

1. Targeting STING for cancer immunotherapy: From mechanisms to translation. Int Immunopharmacol.2022 Dec;113(Pt A):109304