肿瘤免疫治疗中双特异性抗体的现状和未来
——摘 要——
使用单克隆抗体进行肿瘤免疫治疗的最新进展极大的改变了晚期恶性肿瘤的治疗策略,激发了对各种类型治疗性抗体的探索热情。双特异性抗体(BsAbs)是包含两种不同抗原或表位以识别结合结构域的重组分子。随着双特异性抗体和多特异性抗体的新开发技术获得监管机构的批准,基于双特异性抗体的肿瘤免疫治疗在多种类型肿瘤的临床前和临床研究中获得了广泛的潜力。但同时,抗体免疫原性、肿瘤异质性、低缓解率、治疗的耐药性、全身不良反应等一系列挑战阻碍了BsAbs的应用。本文综述中,研究者对BsAbs的不同作用机制和临床进展,并讨论了克服BsAbs临床应用中存在挑战的相关方法。

CD3+双特异性T细胞结合抗体在血液学恶性肿瘤中发挥作用,并将免疫细胞招募到实体瘤微环境中用于肿瘤免疫治疗。该示意图描述了BsAbs在实体瘤(A)和血液恶性肿瘤(B)中的作用机制。此外,图(C)中显示了抗体的部分片段以及由其构建的衍生物格式,图(D)中显示的是本综述中提到的BsAbs的各种结构。

双特异性抗体在免疫抑制肿瘤微环境中发挥抗肿瘤作用。
在复杂的肿瘤微环境中,活化的成纤维细胞通过分泌生长因子(TGF-β、VEGF等)和其他趋化因子与肿瘤细胞、各种炎症细胞以及间质细胞信号联通,以提供潜在的致癌信号并与微血管相互作用,从而诱导致癌细胞外基质微环境的加速形成。BsAbs旨在阻断相互作用机制,将“冷”免疫环境转化为“热”免疫环境。
尽管目前有100多种BsAbs正在癌症治疗的临床评估中,但大多数BsAbs仍处于早期阶段,只有几种BsAbs获得FDA批准。

(说明:原综述中汇总了在研的大量双抗,但由于篇幅限制,且双抗技术挑战极大,成功性较低,遂用已经获批的双抗/双功能融合蛋白代替)
——针对免疫检查点和共刺激因子的双特异性抗体促进免疫细胞功能恢复——
双抗的机制,大体可分为三类,一类是靶向T细胞上的特异性受体和肿瘤细胞上的特异性受体,双抗起到桥接作用,拉近T细胞和肿瘤细胞的距离,发挥定向清除肿瘤细胞的效果。第二类是双靶向肿瘤细胞上表达的两种受体,减少单靶点耐药的几率。第三类是共聚焦于T细胞上的免疫检查点或共刺激因子,发挥更好的激活T细胞功能的目的。本文主要就第三类双抗进行详述。
阻断两个免疫检查点的(纳武利尤单抗+伊匹木单抗、度伐利尤单抗+曲美木单抗)治疗思路导致了双特异性抗体(PD-1/CTLA-4双抗)的合理设计和开发,该抗体同时靶向在相同或不同细胞表面表达的两个免疫检查点。ICBs免疫疗法的创新性成功以及在接受ICBs联合治疗的患者中观察到的临床获益率提高,使双免疫检查点双抗的研发成药性增大。

MGD019是一款靶向PD-1/CTLA-4双特异性DART分子,在体外研究显示出对PD-1/PD-L1轴的完全阻断和CTLA-4的可调节性抑制,并且耐受性良好。此外,MGD019正在多发性晚期实体瘤领域进行人体临床研究。在剂量递增阶段,显示出对免疫检查点抑制剂治疗通常无反应的各种肿瘤类型的可接受的安全性和客观反应率(NCT03761017)。

MEDI5752,融合抗PD-1单抗和Tremelimumab(抗CTLA-4)在DuetLab主链上,优化设计了人IgG1恒定重链的三个氨基酸突变,以降低Fc介导的免疫效应器功能。Dovedi,S.J.等人发现,这种工程化分子优先定位和抑制PD-1+T细胞上的CTLA4,并迅速诱导PD-1的内化和降解。结果,CTLA-4受体的亲和力显著增加并饱和,增加了临床益处并将进一步的危害降至最低。此外,目前首次使用MEDI5752治疗晚期实体癌的人类研究显示,有希望的部分反应和可接受的副作用

与MEDI5752不同,AK104是一种抗PD-1/CTLA-4双特异性抗体,具有Akeso Biology(康方生物)自主研发的4价IgG1 scfv的对称结构。Cadonilimab(AK104)已在中国获批用于治疗复发或转移性宫颈癌患者,这些患者在接受含铂化疗之前失败。

如今,大多数BsAb通过一个结合臂靶向TIL上表达的潜在的免疫检查点,并通过另一个连接臂阻断PD-1/PD-L1轴,以逆转T细胞耗竭。双免疫调节剂MGD013靶向LAG-3和PD-1。两种靶分子都在抗原刺激后的T细胞上表达。基于DART®形式,MGD013已显示有效抑制PD-1与PD-L1和PD-L2的结合,同时抑制LAG-3和MHC II的结合,后者通过共同作用激活T细胞。该双特异性抗体处于临床I期研究(NCT03219268)。类似的临床前双免疫调节剂包括靶向PD-L1/LAG-3的FS118和靶向PD-L1/TIM-3的LY3415244。
———总 结———
尽管双特异性免疫调节抗体在部分人类肿瘤类型中展示出令人期待的效果,但在大多数实体瘤患者中,仍需要不断探索。此外,数十个具有不同靶点的BsAb联合用药已在临床前研究显示出活性,但大多数阳性的临床前研究结果无法在临床上进一步验证。随着越来越多的BsAbs进入临床前和临床试验,各种各样的挑战阻碍了BsAbs的研发进展。BsAbs的研发技术门槛相较于单靶点单克隆抗体更困难。选择最佳靶点组合只是第一步,其次是根据受体结构以及疾病的生物学机制进行合理正确的结构设计。此外,不适当的临床设计和给药方案将使患者产生更高的毒性,可通过优化治疗策略、剂量、时间和顺序在一定程度上降低毒副反应,提升疗效。但毫无疑问的是,双特异性免疫调节抗体将拓宽肿瘤免疫治疗的应用前景。
参考文献
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Berezhnoy A, et al. Development and Preliminary Clinical Activity of PD-1-Guided CTLA-4 Blocking Bispecific DART Molecule. Cell Rep Med. 2020 Dec 22;1(9):100163.
Dovedi SJ, et al. Design and Efficacy of a Monovalent Bispecific PD-1/CTLA4 Antibody That Enhances CTLA4 Blockade on PD-1+ Activated T Cells. Cancer Discov. 2021 May;11(5):1100-1117.
Keam SJ. Cadonilimab: First Approval. Drugs. 2022 Aug;82(12):1333-1339. doi: 10.1007/s40265-022-01761-9. PMID: 35986837.