프로그램된 세포사망단백질 1
Programmed cell death protein 1PDCD1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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식별자 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
에일리어스 | PDCD1, CD279, PD-1, PD1, SLEB2, hPD-1, hPD-l, hSLE1, 프로그래밍된 셀 데스 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
외부 ID | OMIM: 600244 MGI: 104879 HomoloGene: 3681 GenCard: PDCD1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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위키데이터 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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PD-1 및 CD279(분화 클러스터 279)라고도 불리는 프로그램 세포사망단백질 1은 T세포 및 B세포 표면에 있는 단백질로 면역체계를 하향 조절하고 T세포의 염증 활성을 억제함으로써 인체 세포에 대한 면역계의 반응을 조절하고 자가 내성을 촉진하는 역할을 한다.이것은 자가면역질환을 예방할 뿐만 아니라 면역체계가 [5]암세포를 죽이는 것도 예방할 수 있다.
PD-1은 면역 검사점이며 두 가지 메커니즘을 통해 자가면역을 보호합니다.첫째, 림프절에 있는 항원 특이적 T세포의 아포토시스(프로그램된 세포사망)를 촉진한다.둘째, 조절 T 세포(항염증, 억제 T 세포)[6][7]의 아포토시스를 감소시킨다.
PD-1을 차단하는 새로운 종류의 약물인 PD-1 억제제는 면역체계를 활성화시켜 종양을 공격하고 특정 종류의 [5][8]암을 치료하는데 사용된다.
인간의 PD-1 단백질은 PDCD1 [9][10]유전자에 의해 암호화된다.PD-1은 면역글로불린 슈퍼패밀리에 속하는 세포표면수용체로 T세포 [10]및 친B세포에서 발현된다.PD-1은 PD-L1과 PD-L2라는 두 개의 배위자를 결합시킨다.
검출
1992년 이시다 야스마사(石田康正), 혼조 타스쿠(本 and hon) 교수 등이 아포토시스 관련 유전자 검사에서 PD-1이라는 이름을 찾아냈다.[11][12]1999년, 같은 그룹은 PD-1이 쓰러진 쥐가 자가면역질환에 걸리기 쉽다는 것을 증명했고, 따라서 PD-1이 면역반응의 [12]음성조절제라는 결론을 내렸다.
구조.
PD-1은 288개의 아미노산으로 이루어진 I형 막 단백질이다.PD-1은 T세포 [11]조절제의 확장 CD28/CTLA-4 패밀리의 멤버입니다.단백질의 구조는 세포외 IgV 도메인을 포함하고 이어서 막 통과 영역과 세포내 꼬리를 포함한다.세포내 꼬리는 면역수용체 티로신 기반 억제 모티브와 면역수용체 티로신 기반 스위치 모티브에 위치한 두 개의 인산화 부위를 포함하며, 이는 PD-1이 T세포 수용체 TCR [11][13]신호를 부정적으로 조절한다는 것을 시사한다.이는 리간드 결합 시 PD-1의 세포질 꼬리에 SHP-1 및 SHP-2 포스파타아제 결합과 일치한다.또한 PD-1 결합은 T세포 수용체 다운 [14]변조를 트리거하는 E3-ubiquitin 결합효소 CBL-b 및 c-CBL을 상향 조절한다.활성화된 T세포, B세포,[15] 대식세포의 표면에 PD-1이 발현되어 CTLA-4에 비해 면역반응을 보다 광범위하게 부정적으로 조절한다는 것을 알 수 있다.
리간드
PD-1은 B7 [16][17]계열의 PD-L1과 PD-L2라는 두 개의 배위자를 가지고 있다.PD-L1 단백질은 LPS 및 GM-CSF 처리에 대한 반응으로 대식세포 및 수상세포(DC) 및 TCR 및 B 세포 수용체 시그널링 시 T 세포 및 B 세포에서 상향 조절되는 반면, 휴면 마우스에서는 심장, 폐, 흉선, 비장 및 [16][18]신장에서 PD-L1 MRNA가 검출될 수 있다.PD-L1은 IFN-γ로 [19][20]치료했을 때 PA1 골수종, P815 유방세포종, B16 흑색종을 포함한 거의 모든 쥐종양 세포주에서 발현되며, PD-L2 발현은 보다 제한적이며 주로 DC 및 일부 [17]종양주에 의해 발현된다.
기능.
여러 줄의 증거는 PD-1과 그 배위자가 면역 반응을 부정적으로 조절한다는 것을 암시한다.PD-1 녹아웃 마우스는 C57BL/6과 BALB/c 배경에서 각각 [21][22]낭창 유사 사구체신염과 확장 심근증이 발병하는 것으로 나타났다.시험관내에서는 항CD3 자극 T세포를 PD-L1-Ig로 처리하면 T세포 증식과 IFNγ [16]분비가 감소한다.IFN-γ는 T세포의 염증 활성을 촉진하는 주요 염증성 사이토카인입니다.감소된 T세포 증식은 감쇠된 IL-2 분비와도 상관관계가 있었으며, 이러한 데이터는 PD-1이 T세포 반응을 [23]부정적으로 조절한다는 것을 시사한다.
트랜스제닉(Tg) CD4+ 및 CD8+ T 세포를 발현하는 PD-L1 트랜스감염 DC와 PD-1을 사용한 실험은 CD8+ T 세포가 TCR 시그널링의 강도에 따라 달라질 수 있지만 PD-L1에 의한 억제에 더 민감하다는 것을 시사한다.만성 감염의 LCMV 바이러스 벡터 모델을 사용하여 CD8+ T 세포 반응을 부정적으로 조절하는 역할과 일관되게, Rafi Ahmed의 그룹은 PD-1-PD-L1 상호작용이 PD-1-PD-L 상호작용을 [24]차단함으로써 바이러스 특이+ CD8 T 세포의 활성화, 확장 및 이펙터 기능의 획득을 억제한다는 것을 보여주었다.
종양세포에서의 PD-L1의 발현은 이펙터 T세포에서의 [19][20]PD-1의 관여를 통해 항종양 활성을 억제한다.종양에서 PD-L1의 발현은 식도암, 췌장암 및 기타 암의 생존 감소와 관련이 있으며, 면역 치료의 [5][25]표적으로 이 경로를 강조한다.단구상에서 발현되어 단구활성화에 의해 상향조절되는 PD-1은 그 배위자 PD-L1에 의해 CD4 T세포기능을 [26]저해하는 IL-10 생산을 유도한다.
생쥐에서는 항CD3 항체가 주입되고 다수의 흉선세포가 아포토시스(apoptosis)를 겪을 때 흉선에서 이 유전자의 발현을 유도한다.BALB/c 환경에서 번식한 이 유전자에 부족한 생쥐는 확장성 심근증이 발병하고 울혈성 심부전으로 죽었다.이 연구들은 이 유전자 산물이 T세포 기능에도 중요할 [10]수 있고 자가면역질환 예방에도 기여할 수 있다는 것을 시사한다.
CD8+ T 세포에서 PD1의 과잉 발현은 T 세포 소진의 지표 중 하나이다(예: 만성 감염 또는 암).[5][27]
임상적 의의
암
PD1의 배위자인 PD-L1은 여러 암에서 고도로 발현되므로 암 면역 회피에서 PD1의 역할이 잘 [28][29][5]확립되어 있다.면역력을 높이는 PD-1을 표적으로 하는 모노클로널 항체가 [5][30]암 치료를 위해 개발되고 있다.많은 종양세포는 면역억제성 PD-1 리간드인 PD-L1을 발현한다.PD-1과 PD-L1의 상호작용 억제는 시험관내 T세포 반응을 증강시키고 임상전 항종양 활성을 매개할 수 있다.이것은 면역 검문소 봉쇄라고 알려져 있다.
항CTLA4 치료제와 함께 항PD1을 사용하는 병용요법이 검문소 억제 분야에서 중요한 종양 치료법으로 떠올랐다.
PD1 항체와 CTLA4 항체의 조합은 다양한 암 치료에 어느 항체만 사용하는 것보다 더 효과적인 것으로 나타났다.두 항체의 효과는 [5][31][32][33]중복되지 않는 것으로 보인다.항CTLA4 치료는 항원 특이적 T세포 의존성 면역 반응을 증가시키는 반면, 항PD-1은 CD8+ T세포를 [5][34][35]용해시키는 능력을 재활성화하는 것으로 보인다.
임상시험에서 조합요법은 항CTLA4 [36]치료로 인해 독성 수준이 증가함에도 불구하고 단일 공동억제제 차단에 반응하지 않는 환자의 종양 크기를 줄이는 데 효과적인 것으로 나타났다.PD1과 CTLA4의 조합은 종양 [34]조직에 활발하게 침투하는 CD8+T 세포를 최대 10배까지 유도했다.저자들은 CD8+ T 세포 침윤의 높은 수준이 CD4 T 세포의 T 조절 세포로의 전환을 억제하고, 또한 항PD-1로 T 조절 억제를 감소시켰기 때문이라는 가설을 세웠다.이 조합은 암의 크기를 줄이는 종양에 대한 보다 강력한 염증 반응을 촉진했다.가장 최근에 FDA는 2015년 [37]10월에 항CTLA4(이필리미맵)와 항PD1(니볼루맵)의 병용요법을 승인했다.
항PD1 치료에 대한 종양 수용에 필요한 분자 인자와 수용체는 아직 알려지지 않았다.암세포 표면의 PDL1 발현이 중요한 역할을 한다.PDL1 양성 종양은 병용 [37][36]치료에 반응할 확률이 2배 높았다.그러나 PDL1 음성 종양 환자는 항PD1에 대한 반응도 제한적이어서 PDL1 발현이 [37]치료 효과의 절대적 결정 요인이 아님을 입증했다.
종양의 높은 돌연변이 부담은 항PD-1 치료의 더 큰 효과와 관련이 있다.임상 시험에서, 항PD1 치료의 혜택을 받은 환자들은 흑색종, 방광암, 위암과 같은 치료에 반응하지 않은 환자들보다 평균 돌연변이 수가 더 높은 암을 가지고 있었다.그러나 높은 종양 부담과 PD-1 면역 차단의 임상 효과 사이의 상관관계는 아직 [37]불확실하다.
2018년 노벨 의학상은 "부정적인 면역 조절을 억제하여 암 치료법을 발견한" 제임스 P 앨리슨과 혼조 타스쿠에게 수여되었다.
항PD-1 치료제
PD-1 수용체를 대상으로 하는 다수의 암 면역 치료제가 개발되었습니다.
이러한 항PD-1 항체 약물 중 하나인 니볼루맙(Opdivo - Bristol-Myers Squibb)은 총 296명의 [38]환자를 대상으로 한 임상 시험에서 비소세포 폐암, 흑색종 및 신세포암에서 완전 또는 부분 반응을 보였다.결장과 췌장암은 반응이 없었다.Nivolumab(Opdivo, Bristol-Myers Squibb)은 2014년 7월 일본에서, 2014년 12월 미국 FDA로부터 전이성 흑색종 치료를 승인받았다.
PD-1 수용체를 대상으로 하는 펨브로리주맙(Keytruda, MK-3475, Merck)은 2014년 9월 전이성 흑색종 치료를 위해 FDA의 승인을 받았다.펨브로리주맵은 2015년 3월 영국의 EAMS(Early Access to Medicine Scheme)를 통해 영국의 고급 흑색종 환자가 이용할 수 있게 되었다.미국에서 폐암, 림프종, 중피종에 대한 임상시험에 사용되고 있다.그것은 부작용을 [5]거의 없이 성공을 측정해 왔다.FDA에 이러한 질병에 대한 사용 승인을 위한 신청서를 제출하는 것은 의약품 제조사에 달려 있습니다.2015년 10월 2일, FDA는 다른 치료 [39]후 질병이 진행된 진행형(메타틱) 비소세포폐암(NSCLC) 환자에 대해 펨브로리주맙을 승인했다.
PD-1 수용체(체크포인트 억제제)를 대상으로 한 초기 개발 약물로는 피딜리주맵(CT-011, Cure Tech), BMS-936559(Bristol Myers Squibb), 토리팔리맵(JS-001, TopAlliance)이 있다.Atezolizumab(MPDL3280A, Roche)과 Avelumab(Merck KGaA, 다름슈타트, 독일 및 화이자) 모두 유사한 PD-L1 수용체를 대상으로 합니다.
동물 연구
HIV
(TIGIT)와 같은 다른 음성 면역 체크포인트 수용체와 함께 PD-1을 표적으로 하는 약물은 면역반응을 증강하거나 HIV [40][41]박멸을 촉진할 수 있다.만성 HIV [42]감염의 경우 T림프구는 PD-1의 발현을 증가시킨다.PD-1 수용체의 높은 존재는 바이러스 퇴치에 필수적인 HIV 특이 CD8+ 세포독성 및 CD4+ 도우미 T세포 집단의 고갈에 해당한다.PD-1의 면역 차단은 질병의 [42]진행과 싸우는 데 필요한 T세포 염증 표현형의 회복을 가져왔다.
알츠하이머병
PD-1의 차단은 뇌 아밀로이드-β 플라크의 감소로 이어지고 [43]생쥐의 인지 성능을 향상시킨다.PD-1의 면역 차단은 단구 유래 대식세포를 뇌로 모집한 IFNγ 의존성 면역 반응을 유발하여 조직으로부터 아밀로이드-β 플라크를 제거할 수 있었다.치료 효과를 유지하기 위해서는 항PD-1을 통한 반복 투여가 필요한 것으로 밝혀졌다.아밀로이드 섬유는 면역억제성이며 신경염증성 [44][45][46]질환에 대한 섬유화의 영향을 조사함으로써 별도로 확인되었다.PD-1은 면역활동을 촉진하고 [43]뇌수복을 가능하게 하는 면역경로를 유발함으로써 섬유소의 효과를 상쇄시킨다.
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