双特异性抗体之T细胞结合器.docx

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1、双特异性抗体之T细胞结合器迄今为止，与传统的抗癌治疗策略相比，免疫治疗被认为是 最有前景的全身性肿瘤治疗方法，其中，单克隆抗体因其特异性 靶向分子的能力，已成为癌症治疗中一种关键而有效的治疗方式。 然而，由于肿瘤复杂的疾病发病机制，针对单一靶点的单克隆抗 体往往不足以表现出足够的治疗效果。因此，针对多个靶点的双 特异性抗体应运而生，它的发展改变了肿瘤免疫治疗的领域。由于能够同时针对肿瘤细胞或肿瘤微环境(TME)中的两个 表位，bsAbs逐渐成为下一代治疗性抗体的一个重要和富有前景 的组成部分。目前正在开发的大多数bsAbs被设计成T细胞结合 器，通过将免疫细胞，特别是细胞毒性T细胞，与肿瘤细胞

2、紧密 相连，从而形成一个人工免疫接触，最终导致靶向肿瘤细胞的选 择性攻击和裂解。目前，许多临床前和临床试验正在进行中，肿 瘤免疫治疗进入了双抗时代。bsAb的发展史BsAbs最初的概念是由AlfredNisonof在20世纪60年代首 次提出的。他将两个不同的抗原结合位点结合在一个分子中，并 从抗牛Y球蛋白和抗卵清蛋白单价片段的混合物中获得了一个 具有双重特异性的F(d )2分子。1975年，Ko hler和Milstein发明了杂交瘤技术，最终解 决了生产单克隆抗体的问题，开启了单克隆抗体治疗的新时代。 1983年，Milstein和Cuello开创了 quadroma技术,该技术基 于分泌

3、AbS混合物的两种不同杂交瘤细胞系的体细胞融合，包括 具有双重特异性的鼠IgG形式的bsAbo然而，bsAb的低产率以 及难以从密切相关的错配副产物中纯化所需的Ab是一个重大问 题。1988年，JanIeS Huston和他的同事发明了单链抗体片段 (scFv),它最大限度地减少了复性问题，例如不正确的结构域 配对或聚集。1996年，GenenteCh的科学家们利用重组DNA技术 发明了 knob-into-hole技术，克服了 QUadrome技术的局限性。 通过在人类IgG的CH3结构域之间的界面突变选定的氨基酸，可 以减少IgG重链的错配。这种技术利用更有利的蛋白质相互作用， 最终可以形

4、成高达90%的正确双特异性重链配对。随后，随着抗 体工程和生物学的进展，bsAb的不同概念和结构正在不断演变。目前，许多bsAb已被开发为治疗实体癌和血液癌的药物。 截至2021年12月，3种类型的bsAb已被美国食品和药物管理局 (FDA)批准用于诊所治疗癌症。bsAb的模式抗体由四条多肽链组成，分子量较大的两条链称为重链(H 链)，而分子量较小的两条链称为轻链(L链)。在单抗中，两条H 链和两条L链的氨基酸组成完全相同，而双特异性抗体的开发是 通过共表达两条不同的H链和两条不同的L链。从10种可能的 H2L2重组混合物中获得功能性双特异性抗体是双特异性抗体开 发的最初挑战之一，这通常称为链

5、相关问题。在过去几十年里，研究者们已经开发了许多策略，以解决这 一问题。由这些策略诱导的不同设计特征或功能特性可用于所产 生的双特异性抗体模式的分类。基于片段的模式(FragnIent-based formats)基于片段的双特异性抗体简单地将多个抗体片段结合在一 个分子中，不含FC区域(fragment crystallizable,可结晶片 段，与抗原结合片段Fab相对)，避免了链相关问题，优势是产 量高、成本低；缺点是半衰期相对较短。此外，基于片段的双特 异性抗体可能会出现稳定性和聚合问题。对称模式(Symmetric formats)对称模式的双特异性抗体保留了 Fc区域，更接近于天然

6、抗 体，但在大小和结构上有所不同。这些差异可能对与天然抗体相 关的有利特性(如稳定性和溶解度)产生负面影响，从而可能损害 这些双特异性抗体的理化和/或药代动力学特性。不对称模式(ASymnIetriC formats)大多数不对称模式的双特异性抗体与天然抗体非常相似，被 认为具有最低免疫原性的潜力。不过，解决链相关问题可能涉及 到的复杂工程可能会抵消一些不对称模式双特异性抗体的这一 优势。bsAb的作用机制根据其功能机制，BSAb可分为4类：结合同一抗原的两个表 位、细胞-细胞接合器、双功能调节剂和细胞治疗中的BsAbo其 中，T细胞接合器是临床研究中应用最广泛的形式，已被证明能 诱导肿瘤特异

7、性免疫细胞激活。结合同一抗原的两个表位人们已经开发了同时针对同一靶抗原内2个不同表位的双副 表位抗体。例如，靶向癌胚抗原(CEA)或VEGF2的bsAb被开发 用于治疗癌症。人们还开发了几种bsAb来中和病毒抗原，例如， 针对HBV表面抗原和HIV-I包膜蛋白的bsAb显示出针对同源抗 原的中和活性。细胞接合器细胞接合器连接两种不同类型的细胞，主要是肿瘤细胞和 T/NK细胞，以诱导肿瘤细胞溶解。细胞接合器由TAA靶向部分和 效应细胞识别部分组成，并进一步分为T细胞接受器和NK细胞 接受器。T细胞接合器利用TAA和TCR成分(主要是CD3),它们连 接肿瘤细胞和T细胞，绕过TCR-MHC-相互作

8、用。因此，无论抗 原特异性如何，T细胞结合器都会触发T细胞活化，产生包括穿 孔素和颗粒酶在内的细胞毒性分子，以杀伤肿瘤细胞。BiTE是T细胞结合器的一种形式，通过靶向TAA和CD3的单 链抗体将肿瘤细胞和T细胞结合，用于T细胞介导的肿瘤细胞杀 伤。靶向CD19和CD3的blinatumomab是临床上典型的BiTE,2014 年，blinatumomab成为第一个被FDA批准的BSAb,用于治疗ALL 患者，在随后的几年里，blinatumomab的治疗范围进一步拓宽， 2018年，FDA批准其用于首次或第二次完全缓解后MRD20. 1%的 pre-B ALL患者群体的治疗。目前，超过60例B

9、iTE形式的双抗 正在进行I期临床试验。NK细胞接合器将CD16A+NK细胞重定向至肿瘤细胞，诱导NK 细胞活化。与BiTE相比，NK细胞接受者表现出较少的不良反应， 如细胞因子释放综合征(CRS)和神经毒性。多种细胞毒性受体 可激活NK细胞：CD16 (FcyRIII),天然细胞毒性受体(NCR； NKp30, NKP44、NKp46)、C 型凝集素样受体 NKG2D (CD314)和 CD94NKG2Co 最近,抗 CD30CD16A 的 NK 细胞接合器(AFMI3) 在AACR 2022的报告中展示了不俗的抗肿瘤效果。双功能调制剂双功能调节剂同时结合两种不同的免疫共刺激或共抑制分 子，

10、诱导靶细胞的功能改变。大多数双功能调节剂靶向 PD-1/PD-L1轴和其他免疫抑制分子，如CTLA-4(CD152) TIM-3、 LAG-3 或 TlGlT。MEDI5752 (PD-1 CTLA-4)抑制 PDT+激活的 T 细胞中CTLA-4的功能，诱导PD-I的快速内化和降解。与PD-I 和CTLA-4单抗联合治疗相比，MEDI5752的活性显著增强。针对 其他检查点分子的双功能性抑制剂，包括LAG-3和TIGrT,也正 在开发中。过继细胞治疗中的bsAbs尽管CAR-T细胞疗法在血液系统恶性肿瘤中显示出疗效，但 也观察到了副作用，包括CRS.神经毒性和靶向非肿瘤效应。为 了将不良反应

11、降至最低，正在进行用BsAbs体外激发T细胞的研 究。与单独的BSAb和T细胞输注相比，在体外BSAb武装的T细 胞治疗可诱导强烈的抗肿瘤反应，有效渗透到肿瘤部位，并减少 细胞因子的释放，从而将系统不良反应降至最低。0KT3hu3F8 BsAb武装T细胞（GD2BATs）在体外诱导特异 性杀伤GD2阳性神经母细胞瘤和骨肉瘤细胞系。在GD2阳性肿瘤 患者的I期试验中，GD2BATs在一些患者中显示出临床反应，且 无明显副作用。BiTE 与 CAR-TBiTE和CAR-T细胞疗法之间有明显的相似性。和BiTES 一样, CAR-T细胞能够通过可变的TAA靶向抗原结合域（通常是单链抗 体）识别肿瘤细

12、胞。然而，与BiTES激活不同的是，T细胞不是 通过内源性TCR复合物激活的，而是通过来自CD3和共刺激分子 （如4TBB和CD28）的细胞内信号转导域激活的，这些区域被整 合到一个合成的细胞表面受体中，细胞外部分含有单链抗体（即 CAR） o因此，用CAR结构转导患者的T细胞会导致这些效应细 胞针对选定的靶TAA重新定向，从而发挥对肿瘤细胞的杀伤。与 BiTE的生产不同，CAR-T细胞制造需要体外基因修饰和细胞扩增, 特别是自体T细胞，这是一个相对低效、资源密集、耗时且成本 高昂的过程。T细胞与靶细胞之间免疫突触的形成，细胞的连续杀伤能力， 以及细胞溶解蛋白如穿孔素和颗粒酶的定向释放，是CA

13、R-T细胞 和BiTES共同的作用模式特征。此外，BiTES和CAR-T细胞都是 通过CD8+T细胞和CD4+T细胞发挥其效应功能。然而，体外和体 内研究表明，来自低分化和未接触抗原的T细胞亚群，如干细胞 记忆T细胞(Tscm)或中心记忆T细胞(TCnI)的CAR-T细胞具 有优越的抗肿瘤活性、增强的扩增能力和持久的存活期，而BiTE 介导靶细胞死亡主要通过抗原经历的T细胞在激活后分化为效应 记忆T (Tenl)细胞。下一代的T细胞结合器CiTE双功能检查点抑制性T细胞接合器(CiTES)将局部限制性 免疫检查点抑制功能与BiTES的T细胞重定向功能结合在一个分 子中。CiTES将PD-I/P

14、D-Ll的抑制性功能局限在靶向TAA相互作 用的重定向T细胞局部，因此，该分子BiTE部分的功效得到增 强，同时避免了与抗PDT或抗PD-Ll ICI相关的T细胞的全身 活化，从而限制了与免疫有关的不良事件的风险。这种新型T细胞接合器的概念证明已在AML的临床前模型中 得到验证。基于类似的机制,Horn等人已经开发出一种抗PD-Ll - CD3的BiTE,它同时将内源性T细胞和NKT细胞重新定位到PD-Ll+ 细胞。临床前研究表明，当与其他不能中和PD-1/PD-L1介导的 免疫抑制的免疫疗法联合使用时，这种形式的CiTE可能对PD-Ll 表达的实体瘤患者有效。SMITE同时多重相互作用BiT

15、E (SMITEs)是另一种创新的T细胞参 与治疗形式。SMITEs由两个单独的BiTE组成，每一个都针对不 同的抗原，其中一个以CD3为靶点，在与靶TAA结合时诱导TCR 信号，而另一个靶向CD28以提供T细胞共刺激信号。例如，含 有抗PD-Ll - CD28 BiTE的SMITEs可通过CD28与T细胞的结合 将抑制性PD-Ll信号转化为正向的共刺激信号，这些T细胞通过 第二个TAA特异性和CD3靶向的BiTE进一步潜在地共同激活。SMITEs可以在任何一种BiTE的最低活性浓度甚至更低的浓度下， 依然发挥有效作用。SMITE平台不仅提供了克服由免疫检查点蛋 白介导的抵抗机制的机会，而且还

16、可以靶向更广泛的细胞表面 TAA,以提高肿瘤的特异性，同时限制免疫逃逸的风险。TriKE增强效应细胞细胞毒性的另外一种形式是三特异性杀伤接 合器(TriKES),其主要目的是利用NK细胞对抗癌细胞的活性， 并包含与免疫刺激细胞因子相连的双特异性抗体。一种抗 CD33-CD16/IL-15的TriKE能将NK细胞定向到髓系母细胞，目前 正在AML患者中进行临床研究(NCT03214666)。DART改变“典型”BiTE的结构可以提供多种新的治疗方法。例如， 新的双亲和力再靶向蛋白(DART)已经被开发出来，它们具有比 BiTEs更有利的结构和生物学特性，包括更大的稳定性和将T细 胞毒性靶向恶性细胞的最佳重定向。DART分子是由提供双重抗原 结合位点的两个Fv链组成的双特异性diabody,通过二硫键和非 共价键组装，从而提高稳定性并限制链内域相互作用DARTs的结构使目标和效应细胞之间的最佳交