癌癥治療中的新興抗體

       抗體領(lǐng)域無疑是近幾年最火的研發(fā)領(lǐng)域，不論是從融資金額，融資數(shù)量，獲批藥物數(shù)量還是從抗體藥物銷售額都可以看出這個領(lǐng)域的前景和價值。

       隨著抗體技術(shù)的發(fā)展，不僅開發(fā)出單克隆抗體，雙特異性抗體，三特異性抗體，也基于抗體開發(fā)很多藥物偶聯(lián)物，包括抗體藥物偶聯(lián)物（ADC），肽-藥物偶聯(lián)物（PDC），多肽-藥物偶聯(lián)物 （polyDC），小分子藥物偶聯(lián)物（SMDC）、免疫刺激抗體偶聯(lián)物（ISAC）、抗體片段藥物偶聯(lián)物（FDC）和適體藥物偶聯(lián)物（ApDC）等。

       從全球角度看，全球治療性抗體行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長，2021年全球治療性抗體市場規(guī)模超過2000億美元，達到2054億美元，同比增長15.98%。

       目前單克隆抗體獲批的超過100種，雙特異性抗體獲批的有8種，三特異性抗體暫時沒有獲批，而基于抗體設(shè)計的ADC全球獲批已達15種，種種跡象表明抗體巨大的市場和開發(fā)價值。

       單抗、雙抗和三特異性抗體

       抗體又稱免疫球蛋白，是由B淋巴細胞接受刺激后產(chǎn)生的糖蛋白，結(jié)構(gòu)呈“Y”字型，具有特異性結(jié)合抗原的功能，在人體抵御外界感染性病原體中發(fā)揮重要作用。

       自1986年第一個單克隆抗體Orthoclone OKT3被批準用于腎移植受者急性同種異體移植排斥反應(yīng)的治療，基于抗體的療法數(shù)量顯著增加，目前超過130種單克隆抗體可用。

       2022年，美國或歐盟首次批準的單克隆抗體療法有8種，如表1所示。

       表1. 2022年在歐盟或美國首次獲批的單克隆抗體療法

       通過工程化抗體的Y形結(jié)合位點以同時識別兩種不同的抗原，可以提高治療效力，這種分子被稱為雙特異性抗體（BsAb），起到橋梁的作用，一個位點與腫瘤特異性抗原結(jié)合，另一個位點與免疫細胞結(jié)合以激活宿主免疫反應(yīng)。

       BsAb在單個抗體中含有兩個靶標結(jié)合單元，表現(xiàn)出兩種不同的Fab（抗原結(jié)合片段）狀態(tài)。它充當具有不同作用模式的兩種抗原之間的橋梁。到目前為止，已經(jīng)生產(chǎn)了一百多種BsAb，并且仍在進行廣泛的研究。表2顯示目前被批準的BsAb。

       表2. 已經(jīng)獲批的BsAb

       除此之外，人們進一步開發(fā)了三特異性抗體，導(dǎo)致治療特異性和效果的進一步增強。目前還沒有獲批的三特異性抗體，但是在研的也有很多。下面詳細介紹一下這些抗體利用哪些細胞進行殺傷腫瘤細胞作用。

       雙抗通過T細胞介導(dǎo)腫瘤殺傷作用

       BiTE是一種具有獨特功能的雙特異性抗體構(gòu)建體，同時結(jié)合腫瘤細胞上的抗原和T細胞上的表面分子以誘導(dǎo)腫瘤溶解。BiTE是通過替換兩個綁定的臂而開發(fā)的具有兩個不同的單鏈可變片段（scFvs），以形成具有柔性甘氨酸-絲氨酸接頭的二體。這種新穎的形式不僅提高了產(chǎn)量，而且還通過兩者scFvs促進了與不同抗原的結(jié)合（圖1A）[1]。

       一個scFv結(jié)合B細胞淋巴瘤的生物標志物，例如CD19或B細胞成熟抗原（BCMA），而另一種特異性結(jié)合T細胞表面標志物CD3以激活T細胞功能（圖1B）[2]。

       博納吐單抗（Blinatumomab，抗CD3 / CD19）是B細胞前體急性淋巴細胞白血?。ˋLL）的治療方法，是第一個也是目前為止唯一一個被批準的BiTE藥物，由兩個主要片段組成：抗CD3 scFv（VL-VH）和抗CD19 scFv（VL-VH）。接頭主要由小的甘氨酸和絲氨酸殘基組成，并在每個scFv中連接VL和VH，并連接兩個scFv（圖1A）。

       圖1. Blinatumomab的結(jié)構(gòu)和作用機制

       靶向BCMA和CD3的BiTE分子AMG420的一項臨床I 期試驗 （NCT02514239）在復(fù)發(fā)/難治性多發(fā)性骨髓瘤患者中實現(xiàn)了70%的總緩解率，最大耐受劑量（MTD）為400μg每天。除此之外，大多數(shù)BiTE的開發(fā)仍處于臨床前和早期臨床試驗階段[3]。

       雙抗通過NK細胞介導(dǎo)腫瘤殺傷作用

       免疫系統(tǒng)通常由兩支手臂組成，即先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，它們協(xié)同抵御入侵病原體。雖然免疫系統(tǒng)的兩個臂都包含多種細胞類型，但NK細胞被認為是先天免疫反應(yīng)的組成部分。

       NK細胞在治療中的應(yīng)用根據(jù)癌癥類型高度多樣化。迄今為止，相關(guān)的治療劑包括細胞因子補充劑、單克隆抗體和基因工程NK細胞。

       NK細胞接合器（NKCEs）和CAR-NK細胞被設(shè)計用來利用NK細胞介導(dǎo)的細胞毒 性來對抗腫瘤。NKCE是通過連接抗NK細胞受體（主要是CD16）和一個TAA (bispecific killer engagers, BiKEs）或兩個TAA（trispecific killer engagers, TriKEs）的單鏈抗體來構(gòu)建的。到目前為止，抗CD16的BiTEs已經(jīng)被有效地用于針對廣泛的TAA，包括CD19、CD20、CD30、CD33、CD133和EPCAM。

       由于基于抗體的癌癥治療的進步，F(xiàn)DA已經(jīng)批準了幾種可以激活NK細胞的mAb，例如阻斷免疫檢查點分子的抗PD-L1單克隆抗體，并且可以顯著誘導(dǎo)NK細胞功能破壞腫瘤細胞。

       活化的NK細胞表達CD16受體，也稱為Fcγ受體（FcγR）IIIa，其與抗體的Fc區(qū)域結(jié)合并誘導(dǎo)細胞因子的釋放，包括TNF-α和IFN-γ，導(dǎo)致腫瘤細胞凋亡（圖2）。作為直接介導(dǎo)NK細胞毒 性的裂解受體，CD16與各種抗體的Fc部分結(jié)合可以促進NK細胞介導(dǎo)的ADCC。CD16有兩種亞型（CD16a和CD16b），具有不同的表達譜和功能[4]。

       與T細胞結(jié)合療法相比，NK細胞療法具有更長的半衰期（長達19小時），并且病人可以更好地耐受。已經(jīng)開發(fā)出各種雙特異性殺傷細胞結(jié)合劑（BiKE），以同時結(jié)合NK細胞和腫瘤細胞上的抗原，從而增強NK細胞的細胞毒 性作用。

       圖2. bsAb介導(dǎo)的先天免疫細胞殺死腫瘤細胞的示意圖

       AFM13是最成功的BiKE之一，是一種雙特異性四價嵌合抗體構(gòu)建體，靶向CD16a和CD30，用于治療CD30陽性淋巴瘤。

       AFM13結(jié)構(gòu)如圖3所示，全功能T和Ab抗體是通過組成結(jié)構(gòu)域的免疫球蛋白重鏈（VH）和輕（VL）可變鏈的非共價相互作用，以頭到尾的方式對單個多肽進行同源二聚化而形成的[5]。

       臨床I期試驗（NCT01221571）結(jié)果顯示AFM13是耐受的，安全的，并且對難治性和/或復(fù)發(fā)性霍奇金淋巴瘤患者有效。更具體地說，在這項劑量遞增研究中，總計28名患者接受AFM13的劑量為0.01至7mg 每千克體重，結(jié)果顯示未達到 MTD。26例可評估患者中有3例（11.5%）達到部分緩解，13例（50%）病情穩(wěn)定，總體疾病控制率為61.5%。

       II期研究（NCT03192202）旨在優(yōu)化AFM13的給藥方案以提高其治療效果正在進行中。此外，另外I期研究（NCT04074746）在MD安德森癌癥中心進行，旨在檢查AFM13和來自臍帶血修飾NK細胞組合和AFM13單獨對抗 CD30 陽性霍奇金淋巴瘤或復(fù)發(fā)性/難治性非霍奇金淋巴瘤的功效。

       另一項評估AFM13在R/R CD30陽性T細胞淋巴瘤或轉(zhuǎn)化型蕈樣真菌?。ㄖ囟ㄏ颍┗颊咧械腎I期研究(NCT04101331)也在進行中。

       圖3. AFM13的折疊途徑

       另一個BiKE結(jié)構(gòu)化合物AF M24是識別人類表皮生長因子受體（EGFR）改善NK細胞和巨噬細胞對抗EGFR陽性腫瘤細胞的毒 性。AF M24單藥治療I期臨床試驗中在晚期實體惡性腫瘤患者中顯示出有希望的結(jié)果。AF M24與SNK01聯(lián)合用于表達EGFR的晚期/轉(zhuǎn)移性癌癥受試者的安全性、耐受性和抗腫瘤活性的臨床I/II期（NCT05099549）試驗正在招募種。

       另一項臨床II 期試驗 （NCT04259450）來評估治療多種腫瘤類型的總緩解率也在進行中。除此之外，還有很多臨床前在研的通過NK細胞介導(dǎo)腫瘤殺傷作用的雙抗[4]。

       雙抗通過巨噬細胞介導(dǎo)腫瘤殺傷作用

       整合素相關(guān)蛋白（IAP，即CD47）是一種重要的自我信號，它通過與巨噬細胞上的配體信號調(diào)節(jié)蛋白α（SIRPα）結(jié)合，進而抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬；此外，在天然免疫細胞如樹突狀細胞等向適應(yīng)性免疫T細遞呈抗原的過程中，CD47也發(fā)揮著抑制作用。

       而且，一些腫瘤細胞也在其表面表達CD47，如非霍奇金淋巴瘤（NHL），AML，膠質(zhì)母細胞瘤，卵巢癌，乳腺癌和結(jié)腸癌，可以幫助它們逃避宿主免疫監(jiān)視。因此，CD47在腫瘤免疫中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，靶向CD47是一個潛在的抗腫瘤方向。

       但是，要注意的是CD47是一種跨膜蛋白，屬于免疫球蛋白超家族，也存在于各種造血細胞，尤其是紅細胞（RBC）和血小板以及非造血細胞，這可能會限制抗體對實體瘤的影響。

       輝瑞開發(fā)了靶向CD47/PD-L1的雙特異抗體PF-07257876，靶向這兩個靶點的抗體也是國內(nèi)開發(fā)較多的雙特異抗體。PF-07257876設(shè)計中，為了防止CD47對紅細胞等細胞的結(jié)合而引起嚴重的副反應(yīng)，其采用了差異化的結(jié)合能力——抗體對PD-L1有高親合力而對CD47有較低的親合力，兩者親合力相差2個數(shù)量級以上（對PD-L1的親合力為0.227 nM，對CD47的親合力為59.5 nM）（圖4）[6]。

       圖4. PF-07257876結(jié)構(gòu)與活性

       同時為了增加抗體的藥效，該抗體采用IgG1亞型，并且具有ADCP和ADCC等效應(yīng)。PF-07257876對PD-L1具有更高的親合力，因此使得抗體更多的聚集于腫瘤微環(huán)境中而不是外周血（圖5）。

       圖5. PF-07257876的ADCP和ADCC效應(yīng)

       PF-07257876的療效目前正在一項I期臨床試驗（NCT04881045）中評估，用于晚期非小細胞肺癌（NSCLC），鱗狀細胞癌或卵巢癌的患者。

       Amivantamab（JNJ-6372）是一種具有免疫細胞導(dǎo)向活性的EGFR-間質(zhì)表皮轉(zhuǎn)化因子（MET）雙特異性抗體，靶向激活和耐藥EGFR及MET突變及擴增（圖6）。該藥是強生與丹麥Genmab公司合作基于DuoBody平臺研發(fā)針對EGFR第20號外顯子有插入突變的肺癌患者[7]。

       Amivantamab已被批準用于轉(zhuǎn)移性NSCLC患者（NCT04599712），目前正在參與一項II期臨床試驗（NCT04945733）。

       圖6. Amivantamab的結(jié)構(gòu)

       三特異性抗體通過T細胞或

       NK細胞介導(dǎo)腫瘤殺傷作用

       最近，三特異性抗體也被積極研究以增強免疫細胞的抗腫瘤活性。三特異性抗體構(gòu)建介導(dǎo)的免疫細胞殺傷腫瘤細胞的作用機制如圖7所示，包括A. 兩個通過T細胞的結(jié)合位點CD3和CD28靶向T細胞以及一個通過CD38靶向腫瘤細胞；B. 兩個通過CD16和IL15R靶向NK細胞和一個靶向腫瘤細胞的結(jié)合位點，如CD33用于白血病治療。

       圖7. 三特異性抗體構(gòu)建介導(dǎo)的免疫細胞殺傷腫瘤細胞的作用機制

       NM21-1480是一種靶向PD-L1、4-1BB 和人血清白蛋白 （HSA）的三特異性抗體。目前一項NM21-1480成年NSCLC患者的II期臨床試驗（NCT04442126）正在招募。

       Harpoon Therapeutics公司研發(fā)了四種三特異性抗體進入臨床試驗[8]包括HPN217（NCT04184050），HPN328（NCT04471727)，HPN424（NCT03577028）和HPN536(NCT03872206)。

       HPN217是一種BCMA靶向T細胞結(jié)合雙特異性，含有三種人源化抗體衍生的結(jié)合域，包括BCMA（用于多發(fā)性骨髓瘤細胞結(jié)合），白蛋白（延長半衰期）和CD3（用于 T 細胞接合），治療復(fù)發(fā)/難治性多發(fā)性骨髓瘤（RRMM）。大多數(shù)應(yīng)答者在治療第2周時sBCMA降低以及在許多達到 ≥VGPR 的應(yīng)答者中，sBCMA 在 9 個月時仍然無法檢測到（圖8）。

       圖8. HPN217結(jié)構(gòu)與活性

       HPN328 是一種源自 TriTAC? 平臺的DLL3靶向 T 細胞接合劑。HPN328 包含 3 個結(jié)合域，設(shè)計用于重定向T細胞以殺死表達DLL3的癌細胞，包括抗DLL3（用于目標參與），抗白蛋白（延長半衰期）和抗 CD3（用于 T 細胞接合）。HPN328 與 CD3 和 DLL3 單價結(jié)合，最大限度地減少非特異性 T 細胞活化，在一位61歲患者中開始用1.215mg HPN328治療，后來劑量增加到7.0mg HPN328，看到部分緩解：第 10 周目標病變直徑總和減少 53%（圖9）。

       圖9. HPN328作用機制和活性

       目前三特異性抗體還沒有獲批上市的產(chǎn)品，大部分都處于早期研發(fā)階段。

       小     結(jié)

       抗體藥行業(yè)是近些年發(fā)展十分迅猛的行業(yè)，是當前生物藥中復(fù)合增長率最高的一類藥物，不論是從融資金額，融資數(shù)量，獲批藥物數(shù)量還是從抗體藥物銷售額都可以看出這個領(lǐng)域的前景和價值。

       抗體的研發(fā)也越來越成熟，不僅開發(fā)單克隆抗體，雙特異性抗體，三特異性抗體，也基于抗體開發(fā)很多藥物偶聯(lián)物，包括抗體藥物偶聯(lián)物（ADC）等。

       雙特異性抗體和三特異性抗體可以通過T細胞，NK細胞和巨噬細胞介導(dǎo)的殺死腫瘤細胞。

       與T細胞結(jié)合療法相比，NK細胞療法具有更長的半衰期（長達19小時），并且病人可以更好地耐受。而且，BiKE和TriKE還比T細胞接合器具有更低的毒 性和更高的安全性，這意味著CRS或非靶向細胞毒 性的風險更低，在實體腫瘤中的應(yīng)用前景更廣闊。與NKCE類似，成熟的NK細胞也可以作為一個有趣的候選細胞來表達CARs，對抗豐富的TAA，如CD19、CD20、CD244和HER2。

       References

       1.Yeji Hong, Su?Min Nam, Aree Moon, Antibody–drug conjugates and bispecific antibodies targeting cancers: applications of click chemistry, Archives of Pharmacal Research 2023

       2.Blinatumomab Extends Survival for Patients with Advanced ALL, Cancer Currents Blog

       3.A. Pipeline, https://www.amgenpipeline.com/ (accessed: April, 2022).

       4.Yaping Sun and Jian Xu, Emerging Antibodies in Cancer Therapy, Adv. NanoBiomed Res. 2023, 3, 2200083

       5.Achim Rothe, Stephanie Sasse, Max S Topp, Dennis A Eichenauer, Horst Hummel, Katrin S Reiners, Markus Dietlein, Georg Kuhnert, Joerg Kessler, Carolin Buerkle, Miroslav Ravic, Stefan Knackmuss, Jens-Peter Marschner, Elke Pogge von Strandmann, Peter Borchmann, Andreas Engert, A phase 1 study of the bispecific anti-CD30/CD16A antibody construct AFM13 in patients with relapsed or refractory Hodgkin lymphoma, Blood. 2015 Jun 25;125(26):4024-31.

       6.Shih-Hsun Chen, Pawel K Dominik, Jessica Stanfield, Sheng Ding, Wenjing Yang, Nadia Kurd, Ryan Llewellyn, Jonathan Heyen, Carole Wang, Zea Melton, Thomas Van Blarcom, Kevin C Lindquist, ja vier Chaparro-Riggers, Shahram Salek-Ardakani, Dual checkpoint blockade of CD47 and PD-L1 using an affinity-tuned bispecific antibody maximizes antitumor immunity, J Immunother Cancer. 2021 Oct;9(10):e003464.

       7.Joost Neijssen, Rosa M. F. Cardoso, Kristen M. Chevalier, Luus Wiegman, Thomas Valerius, G. Mark Anderson, Sheri L. Moores, Janine Schuurman, Paul W. H. I. Parren, William R. Strohl, and Mark L. Chiu, Discovery of amivantamab (JNJ-61186372), a bispecific antibody targeting EGFR and MET, J. Biol. Chem. (2021) 296 100641

       8.Https://www.harpoontx.com