Claudin蛋白作為實體瘤治療的新興靶點

引言

Claudins（CLDNs）是跨膜蛋白，在健康組織中促進上皮細胞極性和緊密連接完整性。CLDNs在多種實體瘤中頻繁過表達，且其表達與腫瘤亞型、分級和預后相關。CLDNs的失調表達調節致癌信號傳導，并促進腫瘤增殖、上皮-間質轉化（EMT）、干性、纖維化、免疫調節和治療耐藥性。由于其頻繁過表達和在癌癥生物學中的功能作用，CLDNs已成為有吸引力的治療靶點。其表面表達可被利用以引導療法進入腫瘤內部。例如，一種靶向CLDN18.2亞型的單克隆抗體已獲得臨床批準，驗證了CLDN導向方法的潛力。針對多個CLDN家族成員的其他策略，如抗體藥物偶聯物、雙特異性及三特異性抗體和嵌合抗原受體（CAR）T細胞正在開發中。靶向CLDN胞內結構域或其下游信號傳導以破壞其生物學功能可能提供進一步的希望。

一、Claudins的結構、功能與分類

緊密連接是介導上皮細胞間細胞黏附、細胞極性和信號傳導的基礎結構。這些多蛋白復合物由跨膜成分、相關的細胞質支架和調節蛋白組成。緊密連接具有三種主要功能：屏障功能，封閉旁細胞空間并調節離子和溶質通量；柵欄功能，通過防止頂膜和基底側膜結構域的混合來維持細胞極性；信號傳導功能，傳遞環境信號以適應細胞反應和功能。

Claudins（CLDNs）是形成緊密連接蛋白復合物的關鍵成分，作為結構和信號成分發揮作用。在人類中，CLDN家族包含23個成員，所有成員都具有四個跨膜結構域的保守膜結構，但表現出多樣的組織特異性表達模式和不同的功能作用。每個蛋白包含四個α-螺旋跨膜結構域、兩個細胞外環（ECL1和ECL2）以及胞質N末端和C末端尾部。ECL1包含一個保守的甘氨酸、亮氨酸、色氨酸（GLW）基序和兩個形成分子內二硫鍵的半胱氨酸殘基，兩者對結構穩定性和緊密連接組裝至關重要。由于其保守的結構、序列基序和功能相關性，ECL1經常成為藥物開發的靶點。ECL2促進相鄰細胞間的CLDN-CLDN相互作用，支持緊密連接鏈的形成。大多數CLDN具有C末端PDZ結合基序，該基序介導與細胞內支架蛋白（如閉鎖小帶蛋白1（ZO1）、ZO2和ZO3）的相互作用。這些復合物將CLDNs錨定至肌動蛋白細胞骨架，并作為信號整合平臺。

CLDNs可大致分為形成屏障的CLDNs（增強緊密連接完整性）和形成通道的CLDNs（產生選擇性旁細胞離子孔）。近期研究提出了四種機制類別：第1類CLDNs（如CLDN1、CLDN3、CLDN7、CLDN9、CLDN11、CLDN14、CLDN18.1和CLDN19）作為自主屏障形成蛋白；第2類CLDNs（如CLDN2、CLDN10A、CLDN10B和CLDN15）作為自主通道形成蛋白；第3類CLDNs（如CLDN8、CLDN12、CLDN16、CLDN17等）是非自主的，需要共表達的CLDNs整合到現有連接中；第4類，以CLDN18.2為代表，在中性條件下形成弱鏈，但表現出酸增強的連接組裝，反映了其在胃中的生理特化。

二、CLDNs在癌癥中的表達與調節

CLDNs在癌癥中經常失調，表現為異常過表達和/或在癌細胞表面重新分布到非連接膜區域，使其成為治療干預的可及靶點。CLDN過表達在許多上皮癌中很常見。從治療角度來看，最相關的CLDN表達模式涉及顯著上調或異常的亞細胞定位，特別是重新分布到典型緊密連接之外的膜區室，使CLDNs可及治療性抗體。

在不同實體瘤中，CLDNs可表現出瘤內異質性。例如，胃癌中CLDN18.2的研究顯示，約60%的病例存在瘤內異質性。此外，原發性和轉移性癌組織可能存在差異，高達25%的病例顯示CLDN18.2表達不一致。在各種轉移器官部位中，腹膜病變的CLDN18.2陽性率（44.3%）和陽性一致率（31.4%）最高，而肝臟病變的陽性率（17.9%）和一致率（12.8%）最低。

CLDNs失調的機制包括遺傳改變、轉錄重編程和表觀遺傳修飾。在遺傳改變方面，對TCGA數據的分析表明，CLDN基因在多種腫瘤類型中可能發生改變，拷貝數變異的發生頻率遠高于點突變。基因融合事件也見于各種腫瘤類型，一個顯著的例子是CLDN18與ARHGAP26的融合，主要在胃腺癌中檢測到，其在印戒細胞癌中的患病率高達17%。這種重排導致CLDN18的截斷并與ARHGAP26的RhoGAP結構域融合，已知其促進上皮屏障破壞和致癌YAP-TAZ信號傳導，支持其作為潛在驅動事件和治療靶點的作用，特別是在胃食管癌中。

轉錄調節方面，與癌癥相關的環境因素（如促炎信號和缺氧）已顯示可調節CLDN表達。例如，腫瘤壞死因子（TNF）通過MAPK或核因子-κB（NF-κB）轉錄激活誘導多種CLDNs（最顯著的是CLDN1）的表達。表觀遺傳調節方面，啟動子高甲基化與幾種情況下的CLDN沉默有關，例如在腎癌中CLDN10B的高甲基化與侵襲性疾病和不良預后相關。

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三、CLDNs在癌癥生物學中的功能作用

CLDNs的失調表達通過激活調節細胞侵襲、失巢凋亡和細胞外基質重塑的信號通路影響EMT和轉移。例如，在肝膽和胃腸道癌細胞模型中，CLDN1通過ABL-ERK和NOTCH1信號傳導誘導EMT和侵襲。在結直腸癌和胃癌中，來自細胞系和異種移植的證據表明，CLDN1通過增強對失巢凋亡的抗性進一步促進轉移擴散。

多個研究表明，CLDNs調節癌癥的上皮分化、干性和可塑性，通常通過參與控制祖細胞樣狀態的發育通路。例如，在肝細胞癌（HCC）中，基于細胞模型的CLDN1過表達通過JAG1的并置接觸激活NOTCH促進干性。CLDN2也被證明參與調節結直腸癌的可塑性，其過表達促進球體自我更新，富集高醛脫氫酶活性的細胞群，促進起始和轉移。

幾種CLDNs的過表達已顯示在多種癌癥類型中與治療耐藥性功能相關，其通過維持促生存信號、限制藥物滲透和/或促進表型可塑性實現。在結直腸癌中，CLDN1是一種治療誘導的耐藥因子，化療（特別是奧沙利鉑）通過MAPK–p38–GSK3β–WNT–β-catenin軸誘導CLDN1。在肝細胞癌中，CLDN6通過破壞Hippo-YAP信號傳導促進索拉非尼耐藥。抗CLDN1和CLDN6抗體不僅通過升高的CLDN1和CLDN6表達識別腫瘤細胞，還抑制下游致癌胞內信號通路，是結合兩種方法的策略示例。

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四、靶向CLDNs的臨床治療開發

目前的臨床開發主要集中在CLDN1、CLDN6、CLDN4和CLDN18.2，利用包括單克隆抗體、ADC、雙特異性和三特異性抗體或CAR T細胞在內的多種平臺。治療策略可大致分為兩類：利用癌細胞表面可及的、非連接的CLDN過表達以介導免疫或細胞毒性殺傷，例如靶向CLDN18.2的單克隆抗體；靶向涉及腫瘤進展的CLDN依賴性胞內信號通路，例如靶向CLDN1的PDZ結構域抑制劑。

CLDN18.2：處于CLDN導向療法的前沿

Zolbetuximab是一種誘導抗體依賴性細胞介導的細胞毒性（ADCC）和補體依賴性細胞毒性的單克隆抗體，在CLDN18.2陽性的胃食管腺癌患者中與化療聯合顯示出改善的無進展生存期（PFS）和總生存期（OS），并于2024年獲得FDA批準。這一里程碑式的批準驗證了CLDN18.2作為治療靶點，并為后續基于CLDN的療法奠定了基礎。兩項III期試驗的聯合分析顯示，zolbetuximab組的中位PFS為9.2個月，對照組為8.2個月；中位OS分別為16.4個月和13.7個月，客觀緩解率（ORR）為45.5%，完全緩解率為6%。

其他治療平臺也在開發中。ADC如sonesitatug vedotin、IBI343和SHR-A1904將細胞毒性載荷直接遞送至CLDN18.2陽性細胞，并在早期研究中顯示出有前景的療效，ORR范圍在24%至29%之間。雙特異性抗體和T細胞接合器，如Q-1802、ASP2138和givastomig，通過CD3募集T細胞或通過PDL1或4-1BB調節免疫通路以增強免疫介導的腫瘤細胞殺傷。CAR T細胞療法在CLDN18.2陽性的胃食管腺癌中顯示出臨床活性，在一項開放標簽II期試驗中，CLDN18.2特異性CAR T細胞優于研究者選擇的化療，ORR為35%，中位緩解持續時間為3.88個月，PFS為3.25個月。

CLDN6：利用癌癥限制性表達

類似于CLDN18.2，CLDN6在成人正常組織中表達有限，使其成為高度腫瘤限制性候選抗原。CLDN6主要在生殖細胞瘤、子宮內膜癌和卵巢癌中表達，這是探索多種治療方法的基礎。CAR T細胞療法BNT211結合了CLDN6特異性CAR和旨在增強T細胞持久性和抗腫瘤功效的自擴增RNA疫苗（CARVac），在CLDN6陽性實體瘤的I/II期研究中顯示出33%的緩解率。

CLDN1：靶向癌癥和纖維化中的雙重作用

CLDN1在多種腫瘤中廣泛表達，如HCC、膽管癌、結直腸癌、非小細胞肺癌、尿路上皮癌、食管癌、宮頸癌和頭頸部鱗狀細胞癌。其致癌作用由表面暴露的、非連接的表達驅動。靶向CLDN1的治療策略包括結合暴露于癌細胞表面的非連接形式蛋白的單克隆抗體，在此類CLDN1陽性癌癥模型中顯示出強效的臨床前活性。值得注意的是，CLDN1靶向療法已進入早期臨床評估（I/II期），用于CLDN1陽性實體瘤，如CLDN1導向的ADC ALE.P02和ALE.P03。此外，抗CLDN1抗體顯示出強效的抗纖維化作用，使其可能對纖維化相關的CLDN1陽性癌癥（如HCC和肝內膽管癌）有價值。

CLDN4：靶向上皮癌

CLDN4在上皮癌中廣泛表達，如胰腺癌、結直腸癌、卵巢癌、胃癌、膀胱癌和乳腺癌。雙特異性抗體ASP1002是首個臨床階段的CLDN4靶向療法，目前正在實體瘤的I期試驗中進行研究。通過同時結合CLDN4和共刺激受體4-1BB，ASP1002旨在增強T細胞增殖和活化。

靶向CLDN胞內結構域和通路的策略

雖然胞外結構域一直是治療開發的主要焦點，但胞內CLDN結構域，特別是C末端結構域和PDZ結合基序，代表了破壞CLDN驅動的致癌信號傳導的另一途徑。靶向CLDN1的小分子，如N-phenylcarbamothioyl-2-naphthamide衍生物（例如PDS-0330），在結直腸癌模型中通過損害CLDN1依賴性生存顯示出臨床前療效。

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結語

盡管CLDN靶向療法的開發標志著精準腫瘤學的重要里程碑，但仍存在一些未解決的挑戰。為了優化CLDN靶向，需要對其在腫瘤發生中的功能進行更深入的機制見解。完善患者選擇的生物標志物策略對于成功的臨床開發至關重要。例如，CLDN18.2靶向治療的經驗表明，納入低表達人群可能會損害靶向療法的療效，特別是對于單克隆抗體。然而，對于ADC、CAR T細胞和雙特異性抗體等新型模式，可能存在治療CLDN18.2表達較低的腫瘤的潛力。

此外，盡管正常組織與腫瘤的表達比例相對較低，但管理靶上、脫瘤毒性仍然是一個關鍵的轉化問題。CLDNs并非僅由腫瘤細胞表達，這增加了靶向治療時發生意外毒性的風險。最后，聯合策略代表了擴展的一個主要領域，臨床試驗顯示，將CLDN18.2靶向治療與化療聯合比單獨使用抗體更有效。

參考資料：

Claudin proteins as emerging therapeutic targets for solid tumours. Nat Rev Cancer. 2026 Mar 2.

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