肿瘤免疫治疗新势力：CpG-ODN的生物学机制与临床突破

2025-02-24 10:33:40
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引言：从“佐剂配角”到“免疫先锋”，

CpG的逆袭之路

肿瘤免疫治疗的核心命题在于打破肿瘤微环境“冷寂”状态，重塑系统性抗肿瘤免疫应答。在PD-1/PD-L1抑制剂等明星靶点之外，Toll样受体（TLR）信号通路因其先天免疫激活能力，成为近年来领域内的重要突破方向。其中，以CpG寡聚脱氧核苷酸（CpG-ODN）为代表的TLR9激动剂，凭借其独特的免疫调节功能，从传统疫苗佐剂逐步进阶为肿瘤免疫治疗的关键组合拼图。 

作为人工合成的非甲基化CpG基序DNA短链，CpG通过激活TLR9诱导强有力的Th1型免疫反应（IFN-α/γ、TNF-α等），直接刺激树突状细胞（DC）成熟与B细胞增殖，同时重塑肿瘤微环境中的抑制性成分（如Treg、MDSCs）。目前，全球已有多项临床研究聚焦于CpG-ODN在不同实体瘤及血液瘤中的单药或联合应用潜力，CpG已成为生物制药企业不可错过的研发赛道。

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生物学功能拆解：

A/B/C型CpG的免疫机制差异化图谱

CpG-ODN因骨架修饰与基序排布差异，可以分为A型（D型）、B型（K型）、C型三大阵营，其作用机制与适应场景显著分化：

1. B型CpG：激活B细胞与快速免疫应答的“主力军”

结构特征：硫代磷酸骨架增强核酸酶抗性，含单一/多重CpG基序； 

核心功能：优先刺激B细胞分泌IgM并增殖，同时通过早期内体-晚期内体快速转运，诱导pDC释放TNF-α；

2. A型CpG：I型干扰素生产“专业户”

结构特征：中心回文序列+两端polyG尾，部分硫代修饰维持结构稳定性；

核心功能：通过自组装成高级结构长期滞留早期内体，驱动pDC大量分泌I型干扰素（IFN-α），但B细胞激活能力弱。

3. C型CpG：双功能协同的“跨界新秀”

结构特征：全硫代磷酸骨架+B型特征，回文基序允许形成茎环/二聚体结构。 

核心功能：兼具A型干扰素诱导能力与B型B细胞刺激作用，同时延长体内半衰期（>8小时）。

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TLR9激动剂的发展历程：

迭代升级的四代进化

第一代TLR9激动剂主要包括A类、B类和C类CpG ODNs。这些激动剂通过模拟细菌DNA中的CpG基序，激活TLR9，诱导免疫反应。然而，由于这些激动剂的稳定性较差，容易在体内降解，因此其临床应用受到了一定的限制。

随着研究的深入，第二代TLR9激动剂应运而生。这些激动剂通过引入化学修饰或结构优化，提高了其稳定性和活性。例如，IMO-2055和IMO-2125等第二代激动剂通过将两个CpG ODNs的3'端连接起来，形成了二聚体结构，从而增强了其免疫刺激效果。

第三代TLR9激动剂则采用了更为先进的结构设计。MGN1703作为第三代激动剂的代表，采用了双茎环结构，这种结构不仅提高了其稳定性，还降低了其毒性。此外，MGN1703还具有良好的耐受性，适用于长期治疗。

近年来，第四代TLR9激动剂的研究也取得了显著进展。这些激动剂采用了纳米材料作为载体，提高了其在体内的稳定性和靶向性。例如，球形核酸（SNAs）作为一种新型的纳米载体，能够将ODNs密集地包裹在球形纳米颗粒中，从而提高了其免疫刺激效果。此外，SNAs还能够直接进入细胞，避免了传统给药方式的局限性。


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在研药物全景图：

从单药到联用的临床突破

Vidutolimod（CMP-001）是一种CpG-a寡核苷酸，包装在由噬菌体外壳蛋白Qβ形成的病毒样颗粒内。在最近公布的一项1b期临床研究（NCT02680184）中，评估了肿瘤内注射Vidutolimod联合pembrolizumab的疗效和安全性，有4个CR，7个PR，显示出克服晚期黑色素瘤患者的PD-1抑制剂耐药性的潜力。
HP007为华普生物技术公司自主开发的新型C型CpG。HP007联合PD-1抗体、CTLA-4抗体和CD40激动性抗体在转移性去势耐受性前列腺癌患者中表现出卓越的临床反应。在13名可评估的患者中，12人出现了客观响应，其中6人CR，6人PR，总响应率（ORR）高达92.3%。
除了HP007和Vidutolimod外，还有几个TLR9激动剂处于在研阶段。Tilsotolimod由Idera Pharmaceuticals开发，获得了美国FDA的快速通道，联合Ipilimumab用于治疗抗PD-1抗体难治性黑色素瘤，以及孤儿药物资格指定用于治疗IIb-IV期黑色素瘤。在I/II期临床试验中，ORR为22%，疾病控制率为71%，中位总生存期(OS)为21个月。目前处于黑色素瘤的关键3期临床（NCT03445533）阶段。
D-101是另一个TLR9激动剂，在黑色素瘤和头颈部鳞癌（NCT02521870）、淋巴瘤（NCT02266147）中都进行了临床研究，显示增加了肿瘤浸润淋巴细胞数量。目前主要和免疫检查点抑制剂联用，处于临床2期阶段。
此外，还有MGN1703，是由Mologen AG研发的TLR9激动剂，目前招募的临床包括HIV和晚期实体瘤。PF-3512676是Pfizer在10多年前开发的TLR9 B型激动剂，但是因为III期试验阴性结果，已经终止开发。

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未来突围：组合策略与纳米递送

CpG-ODN的联合潜力与技术创新持续推动其迈向临床获批：
1.“冷肿瘤加热”组合拳：
免疫检查点抑制剂（PD-1/CTLA-4）：CpG激活DC递呈抗原，ICB解除T细胞耗竭，形成“抗原释放-呈递-杀伤”正向循环。
放疗/化疗：诱导免疫原性细胞死亡（ICD），释放肿瘤抗原，增强CpG的局部免疫招募效应。
2. 纳米载体赋能的第四代技术：
无机材料（氧化石墨烯、多孔硅）：提升淋巴靶向性，控制突释毒性。
自组装DNA结构（四面体框架、纳米笼）：实现TLR9/STING等多通路共激活，减少脱靶风险。

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结语：站在产业变革的临界点
TLR9激动剂的研发历程，映射出肿瘤免疫治疗从单一靶向到系统调控的范式转变。随着K药、O药为代表的ICI进入专利悬崖期，联合疗法的开发窗口正在打开。数据监测显示，全球CpG相关临床试验数量近三年增长217%，其中73%为联合方案。对于生物制药企业而言，TLR9靶点的价值不仅在于其本身的成药可能，更在于其作为免疫治疗"启动开关"的战略地位。在这个领域，中国药企与世界巨头站在同一起跑线上。未来十年的产业竞技，或许将从这条古老的免疫通路开启新的战局。