Claudin蛋白作为实体瘤治疗的新兴靶点

引言

Claudins（CLDNs）是跨膜蛋白，在健康组织中促进上皮细胞极性和紧密连接完整性。CLDNs在多种实体瘤中频繁过表达，且其表达与肿瘤亚型、分级和预后相关。CLDNs的失调表达调节致癌信号传导，并促进肿瘤增殖、上皮-间质转化（EMT）、干性、纤维化、免疫调节和治疗耐药性。由于其频繁过表达和在癌症生物学中的功能作用，CLDNs已成为有吸引力的治疗靶点。其表面表达可被利用以引导疗法进入肿瘤内部。例如，一种靶向CLDN18.2亚型的单克隆抗体已获得临床批准，验证了CLDN导向方法的潜力。针对多个CLDN家族成员的其他策略，如抗体药物偶联物、双特异性及三特异性抗体和嵌合抗原受体（CAR）T细胞正在开发中。靶向CLDN胞内结构域或其下游信号传导以破坏其生物学功能可能提供进一步的希望。

一、Claudins的结构、功能与分类

紧密连接是介导上皮细胞间细胞黏附、细胞极性和信号传导的基础结构。这些多蛋白复合物由跨膜成分、相关的细胞质支架和调节蛋白组成。紧密连接具有三种主要功能：屏障功能，封闭旁细胞空间并调节离子和溶质通量；栅栏功能，通过防止顶膜和基底侧膜结构域的混合来维持细胞极性；信号传导功能，传递环境信号以适应细胞反应和功能。

Claudins（CLDNs）是形成紧密连接蛋白复合物的关键成分，作为结构和信号成分发挥作用。在人类中，CLDN家族包含23个成员，所有成员都具有四个跨膜结构域的保守膜结构，但表现出多样的组织特异性表达模式和不同的功能作用。每个蛋白包含四个α-螺旋跨膜结构域、两个细胞外环（ECL1和ECL2）以及胞质N末端和C末端尾部。ECL1包含一个保守的甘氨酸、亮氨酸、色氨酸（GLW）基序和两个形成分子内二硫键的半胱氨酸残基，两者对结构稳定性和紧密连接组装至关重要。由于其保守的结构、序列基序和功能相关性，ECL1经常成为药物开发的靶点。ECL2促进相邻细胞间的CLDN-CLDN相互作用，支持紧密连接链的形成。大多数CLDN具有C末端PDZ结合基序，该基序介导与细胞内支架蛋白（如闭锁小带蛋白1（ZO1）、ZO2和ZO3）的相互作用。这些复合物将CLDNs锚定至肌动蛋白细胞骨架，并作为信号整合平台。

CLDNs可大致分为形成屏障的CLDNs（增强紧密连接完整性）和形成通道的CLDNs（产生选择性旁细胞离子孔）。近期研究提出了四种机制类别：第1类CLDNs（如CLDN1、CLDN3、CLDN7、CLDN9、CLDN11、CLDN14、CLDN18.1和CLDN19）作为自主屏障形成蛋白；第2类CLDNs（如CLDN2、CLDN10A、CLDN10B和CLDN15）作为自主通道形成蛋白；第3类CLDNs（如CLDN8、CLDN12、CLDN16、CLDN17等）是非自主的，需要共表达的CLDNs整合到现有连接中；第4类，以CLDN18.2为代表，在中性条件下形成弱链，但表现出酸增强的连接组装，反映了其在胃中的生理特化。

二、CLDNs在癌症中的表达与调节

CLDNs在癌症中经常失调，表现为异常过表达和/或在癌细胞表面重新分布到非连接膜区域，使其成为治疗干预的可及靶点。CLDN过表达在许多上皮癌中很常见。从治疗角度来看，最相关的CLDN表达模式涉及显著上调或异常的亚细胞定位，特别是重新分布到典型紧密连接之外的膜区室，使CLDNs可及治疗性抗体。

在不同实体瘤中，CLDNs可表现出瘤内异质性。例如，胃癌中CLDN18.2的研究显示，约60%的病例存在瘤内异质性。此外，原发性和转移性癌组织可能存在差异，高达25%的病例显示CLDN18.2表达不一致。在各种转移器官部位中，腹膜病变的CLDN18.2阳性率（44.3%）和阳性一致率（31.4%）最高，而肝脏病变的阳性率（17.9%）和一致率（12.8%）最低。

CLDNs失调的机制包括遗传改变、转录重编程和表观遗传修饰。在遗传改变方面，对TCGA数据的分析表明，CLDN基因在多种肿瘤类型中可能发生改变，拷贝数变异的发生频率远高于点突变。基因融合事件也见于各种肿瘤类型，一个显著的例子是CLDN18与ARHGAP26的融合，主要在胃腺癌中检测到，其在印戒细胞癌中的患病率高达17%。这种重排导致CLDN18的截断并与ARHGAP26的RhoGAP结构域融合，已知其促进上皮屏障破坏和致癌YAP-TAZ信号传导，支持其作为潜在驱动事件和治疗靶点的作用，特别是在胃食管癌中。

转录调节方面，与癌症相关的环境因素（如促炎信号和缺氧）已显示可调节CLDN表达。例如，肿瘤坏死因子（TNF）通过MAPK或核因子-κB（NF-κB）转录激活诱导多种CLDNs（最显著的是CLDN1）的表达。表观遗传调节方面，启动子高甲基化与几种情况下的CLDN沉默有关，例如在肾癌中CLDN10B的高甲基化与侵袭性疾病和不良预后相关。

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三、CLDNs在癌症生物学中的功能作用

CLDNs的失调表达通过激活调节细胞侵袭、失巢凋亡和细胞外基质重塑的信号通路影响EMT和转移。例如，在肝胆和胃肠道癌细胞模型中，CLDN1通过ABL-ERK和NOTCH1信号传导诱导EMT和侵袭。在结直肠癌和胃癌中，来自细胞系和异种移植的证据表明，CLDN1通过增强对失巢凋亡的抗性进一步促进转移扩散。

多个研究表明，CLDNs调节癌症的上皮分化、干性和可塑性，通常通过参与控制祖细胞样状态的发育通路。例如，在肝细胞癌（HCC）中，基于细胞模型的CLDN1过表达通过JAG1的并置接触激活NOTCH促进干性。CLDN2也被证明参与调节结直肠癌的可塑性，其过表达促进球体自我更新，富集高醛脱氢酶活性的细胞群，促进起始和转移。

几种CLDNs的过表达已显示在多种癌症类型中与治疗耐药性功能相关，其通过维持促生存信号、限制药物渗透和/或促进表型可塑性实现。在结直肠癌中，CLDN1是一种治疗诱导的耐药因子，化疗（特别是奥沙利铂）通过MAPK–p38–GSK3β–WNT–β-catenin轴诱导CLDN1。在肝细胞癌中，CLDN6通过破坏Hippo-YAP信号传导促进索拉非尼耐药。抗CLDN1和CLDN6抗体不仅通过升高的CLDN1和CLDN6表达识别肿瘤细胞，还抑制下游致癌胞内信号通路，是结合两种方法的策略示例。

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四、靶向CLDNs的临床治疗开发

目前的临床开发主要集中在CLDN1、CLDN6、CLDN4和CLDN18.2，利用包括单克隆抗体、ADC、双特异性和三特异性抗体或CAR T细胞在内的多种平台。治疗策略可大致分为两类：利用癌细胞表面可及的、非连接的CLDN过表达以介导免疫或细胞毒性杀伤，例如靶向CLDN18.2的单克隆抗体；靶向涉及肿瘤进展的CLDN依赖性胞内信号通路，例如靶向CLDN1的PDZ结构域抑制剂。

CLDN18.2：处于CLDN导向疗法的前沿

Zolbetuximab是一种诱导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）和补体依赖性细胞毒性的单克隆抗体，在CLDN18.2阳性的胃食管腺癌患者中与化疗联合显示出改善的无进展生存期（PFS）和总生存期（OS），并于2024年获得FDA批准。这一里程碑式的批准验证了CLDN18.2作为治疗靶点，并为后续基于CLDN的疗法奠定了基础。两项III期试验的联合分析显示，zolbetuximab组的中位PFS为9.2个月，对照组为8.2个月；中位OS分别为16.4个月和13.7个月，客观缓解率（ORR）为45.5%，完全缓解率为6%。

其他治疗平台也在开发中。ADC如sonesitatug vedotin、IBI343和SHR-A1904将细胞毒性载荷直接递送至CLDN18.2阳性细胞，并在早期研究中显示出有前景的疗效，ORR范围在24%至29%之间。双特异性抗体和T细胞接合器，如Q-1802、ASP2138和givastomig，通过CD3募集T细胞或通过PDL1或4-1BB调节免疫通路以增强免疫介导的肿瘤细胞杀伤。CAR T细胞疗法在CLDN18.2阳性的胃食管腺癌中显示出临床活性，在一项开放标签II期试验中，CLDN18.2特异性CAR T细胞优于研究者选择的化疗，ORR为35%，中位缓解持续时间为3.88个月，PFS为3.25个月。

CLDN6：利用癌症限制性表达

类似于CLDN18.2，CLDN6在成人正常组织中表达有限，使其成为高度肿瘤限制性候选抗原。CLDN6主要在生殖细胞瘤、子宫内膜癌和卵巢癌中表达，这是探索多种治疗方法的基础。CAR T细胞疗法BNT211结合了CLDN6特异性CAR和旨在增强T细胞持久性和抗肿瘤功效的自扩增RNA疫苗（CARVac），在CLDN6阳性实体瘤的I/II期研究中显示出33%的缓解率。

CLDN1：靶向癌症和纤维化中的双重作用

CLDN1在多种肿瘤中广泛表达，如HCC、胆管癌、结直肠癌、非小细胞肺癌、尿路上皮癌、食管癌、宫颈癌和头颈部鳞状细胞癌。其致癌作用由表面暴露的、非连接的表达驱动。靶向CLDN1的治疗策略包括结合暴露于癌细胞表面的非连接形式蛋白的单克隆抗体，在此类CLDN1阳性癌症模型中显示出强效的临床前活性。值得注意的是，CLDN1靶向疗法已进入早期临床评估（I/II期），用于CLDN1阳性实体瘤，如CLDN1导向的ADC ALE.P02和ALE.P03。此外，抗CLDN1抗体显示出强效的抗纤维化作用，使其可能对纤维化相关的CLDN1阳性癌症（如HCC和肝内胆管癌）有价值。

CLDN4：靶向上皮癌

CLDN4在上皮癌中广泛表达，如胰腺癌、结直肠癌、卵巢癌、胃癌、膀胱癌和乳腺癌。双特异性抗体ASP1002是首个临床阶段的CLDN4靶向疗法，目前正在实体瘤的I期试验中进行研究。通过同时结合CLDN4和共刺激受体4-1BB，ASP1002旨在增强T细胞增殖和活化。

靶向CLDN胞内结构域和通路的策略

虽然胞外结构域一直是治疗开发的主要焦点，但胞内CLDN结构域，特别是C末端结构域和PDZ结合基序，代表了破坏CLDN驱动的致癌信号传导的另一途径。靶向CLDN1的小分子，如N-phenylcarbamothioyl-2-naphthamide衍生物（例如PDS-0330），在结直肠癌模型中通过损害CLDN1依赖性生存显示出临床前疗效。

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结语

尽管CLDN靶向疗法的开发标志着精准肿瘤学的重要里程碑，但仍存在一些未解决的挑战。为了优化CLDN靶向，需要对其在肿瘤发生中的功能进行更深入的机制见解。完善患者选择的生物标志物策略对于成功的临床开发至关重要。例如，CLDN18.2靶向治疗的经验表明，纳入低表达人群可能会损害靶向疗法的疗效，特别是对于单克隆抗体。然而，对于ADC、CAR T细胞和双特异性抗体等新型模式，可能存在治疗CLDN18.2表达较低的肿瘤的潜力。

此外，尽管正常组织与肿瘤的表达比例相对较低，但管理靶上、脱瘤毒性仍然是一个关键的转化问题。CLDNs并非仅由肿瘤细胞表达，这增加了靶向治疗时发生意外毒性的风险。最后，联合策略代表了扩展的一个主要领域，临床试验显示，将CLDN18.2靶向治疗与化疗联合比单独使用抗体更有效。

参考资料：

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

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