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《柳叶刀》重磅!靶向癌症和T细胞的双特异性抗体(BsAb)

慕羽 生物药论 2023-12-01

结合T细胞的BsAbs
T细胞结合双特异性抗体(BsAbs)同时与肿瘤细胞上的抗原T细胞上的CD3亚基结合,引导T细胞向肿瘤募集,随后T细胞活化和释放因子,消除肿瘤细胞。目前已经批准得BsAbs主要靶点有有(1)靶向急性淋巴细胞白血病中的CD19;(2)靶向B细胞非霍奇金淋巴瘤中的CD20;(3)靶向多发性骨髓瘤中的BCMA和GPRC5D以及(4)靶向不可切除或转移性葡萄膜黑色素瘤中HLA-A2:01限制性gp100肽段的ImmTAC
1T细胞结合BsAbs的结构
BsAbs是工程化的人工抗体,可以同时结合两个不同的抗原抗原。T细胞结合BsAbs用一端靶向肿瘤相关抗原,另一端结合CD3亚基,如已在临床中应用的CD3 × CD20-BsAbBCMA × CD3-BsAb,这种双价结合与单价结合相比增加亲和力并产生更高的抗肿瘤活性。T细胞重定向BsAbs将T细胞募集到肿瘤中,并诱导免疫突触的形成。当突触形成时,T细胞被激活并释放穿孔素和脱颗粒酶杀伤肿瘤细胞。BsAbs诱导T细胞杀伤肿瘤细胞,不依赖于MHC I或II类分子、抗原提呈细胞或共刺激分子中的抗原识别
在分子形式可分为两种主要的双特异性类型:全长IgG样抗体不含Fc结构域的单链可变片段抗体,如双特异性T细胞结合物(BiTE)、双亲和力靶向蛋白(DART)、双抗体,以及针对癌症的ImmTAC,如下图所示。
▲ 经批准的T细胞重定向双特异性抗体的结构
IgG样BsAbs比基于scFv的抗体BiTE具有更长的消除半衰期可以间歇性给药,因为其保留了Fc受体结合。在细胞内摄取IgG样BsAbs后,这些分子被Fc受体分选并回收到细胞表面并释放到细胞外空间,防止其被溶酶体降解。为了最大限度地降低毒性并最大限度地提高疗效,必须沉默其他Fc依赖性免疫效应器功能,如与携带FcγR的先天免疫细胞和补体成分C1q.10结合。这种沉默可防止肿瘤相关抗原非依赖性T细胞活化,以及抗体依赖性细胞毒性和补体依赖性对T细胞的细胞毒性。
2如何成为BsAbs靶点
BsAbs通常靶向细胞外蛋白质这些蛋白质约占人类蛋白质组的10%。BsAbs靶点蛋白应在肿瘤细胞的细胞表面均匀表达,并不能在重要的健康组织上表达,以防止靶向非肿瘤细胞的毒性。此外,靶抗原丢失或下调是癌症中常见的逃逸机制,因此靶抗原应优先在肿瘤细胞存活或增殖中发挥关键作用。快速的靶标内化或脱落也可能对肿瘤细胞的消除产生负面影响,因为只有细胞表面结合的BsAb才能形成免疫突触。
新出现的BsAb结构ImmTAC分子,可以检测细胞表面HLA分子呈递的细胞内蛋白质衍生肽,极具价值,因为绝大多数肿瘤相关抗原来源于细胞内蛋白。在这些新形式中,BsAb靶向异常表达的细胞内致癌抗原、肿瘤相关抗原、突变致癌基因和肿瘤抑制基因,缺点是它们仅限于表达相同HLA等位基因的患者,限制了其广泛应用。
3血液瘤中的双特异性抗体

B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)
尽管B-ALL患者的预后随着治疗的加强而改善,但大约10%的患者是原发性难治性的。此外,大约一半完全缓解的患者会复发,其中只有10-30%的患者在复发5年后还能活着。对于这些患者,安进开发的Blinatumomab(博纳吐单抗)是第一个在复发或难治性、费城染色体(Ph)阳性和Ph阴性ALL的2期研究中显示活性的BiTE。Blinatumomab由两个单链可变片段组成,通过结合B细胞上CD19和T细胞上CD3的柔性接头连接。
随机3期试验研究表明,在重度预处理Ph阴性B-ALL患者中,Blinatumomab在完全缓解率、最小残留疾病(MRD)阴性和无事件生存率方面优于标准护理化疗(EFS;表1)。接受Blinatumomab治疗的患者的中位总生存期(7.7个月)也高于标准护理化疗(4.0个月)。Blinatumomab也在形态完全反应期间MRD保持阳性的患者中进行了研究,这对预后产生了负面影响。Blinatumomab将大多数MRD阳性ALL患者(约80%)转化为MRD阴性,这转化为延长的无白血病生存期。此外,两项随机3期试验表明,在首次复发的B-ALL儿童中,与标准化疗相比,在异基因干细胞移植(allo-SCT)前用Blinatumomab进行再诱导治疗后,MRD阴性率更高,进行allo-SCT的可能性更大,并提高了总生存率(表1)。
▼表1 评估Blinatumomab治疗B-ALL患者的随机3期试验
基于这些研究,由安进开发的Blinatumomab被EMA和FDA批准用于治疗复发或难治性、Ph阳性和Ph阴性ALL患者,并在2020年得到NMPA认可。新的研究策略是基于Blinatumomab和免疫检查点抑制剂的组合免疫疗法,或带来更高的临床治疗效果。


B细胞非霍奇金淋巴瘤
化疗与CD20抗体(如利妥昔单抗)的结合B细胞非霍奇金淋巴瘤患者的预后有统计学意义的改善,然而效果有限。Blinatumomab虽然能使淋巴瘤患者产生高免疫反应,但神经系统毒性频繁发生(包括头痛、意识模糊、言语障碍、震颤和癫痫发作)以及需要持续输注限制了其在B细胞淋巴瘤治疗的应用。
CD20 × CD3 BsAbs
几种靶向CD20且具有较长半衰期的IgG样BsAb正在临床开发中,用于治疗淋巴瘤患者。在1期剂量递增试验中,有证据表明,epcoritamab、mosunetuzumab、odronextamab、glofitamab、plamotamab和Igm-2323在复发或难治性非霍奇金淋巴瘤患者中具有显著活性,包括对抗CD20治疗或既往CAR T细胞治疗难治的患者。在这些患者中,低级别的CRS是最常见的不良事件,神经毒性发生率较低(表2)。75岁或75岁以上的患者也可以接受CD20 × CD3 BsAbs治疗。这些抗体之间的差异包括治疗持续时间和给药方法(表2)。
▼表2 CD20×CD3BsAb单药治疗重度预处理B细胞非霍奇金淋巴瘤患者的1期和1/2期研究
在复发或难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤患者中,epcoritamab和glofitamab具有高活性;总有效率ORR为50-60%,完全有效率约为40%。用于治疗淋巴瘤的其他BsAb包括靶向CD19ROR1CD22CD79b的BsAb。
考虑到强大的抗肿瘤活性和可控的安全性,CD20 × CD3 BsAbs还可以与其他抗淋巴瘤疗法联合治疗复发或难治性淋巴瘤患者,例如CD20 × CD3 BsAb免疫调节药物来那度胺(Len)治疗复发或难治性滤泡性淋巴瘤,Mosunetuzumab(罗氏开发)来那度胺的ORR为92%,完全缓解率为77%(NCT04246086)
▲Mosunetuzumab作用机制
Epcoritamab(艾伯维与Genmab公司共同开发)和来那度胺联合治疗的ORR为100%,完全有效率为96%(NCT04663347)。
▲Epcoritamab作用机制

多发性骨髓瘤
由于蛋白酶体抑制剂(Pls)、免疫调节剂(IMiDs)和CD38靶向抗体的引入,多发性骨髓瘤患者的生存率显著提高。然而,对这些药物难治的患者(三级难治)的临床结果非常差,中位PFS为3.9个月(95%CI 3.4–4.6),中位总生存期为11.1个月(95%CI 8.8–14.2)。这表明需要具有新作用机制的药物,过去两年发表的研究表明,T细胞重定向免疫疗法在这些患者中具有很好的活性。
BCMA×CD3 BsAbs
BCMAT细胞重定向策略的一个有吸引力的靶点,例如安进的AMG-420(第一个针对BCMA和CD3的BiTE)的1期研究提供的证据,证明BsAbs对治疗晚期多发性骨髓瘤有效(MTD的ORR为70%;50%完全缓解)。然而,由于其半衰期短,需要持续输注,导致临床开发停滞,目前仍处于临床I期。
▲Teclistamab作用机制
Teclistamab是由强生开发的IgG样BCMA靶向BsAb,被EMA(2022年8月24日)和FDA(2022年10月25日)批准用于治疗重度预处理的多发性骨髓瘤患者。在165名接受推荐的2期剂量治疗的三级暴露患者(77.6%的三级难治性患者)中,Teclistamab显示出高活性(63%的患者至少部分有反应;39.4%的患者至少完全有反应;中位PFS为11.3个月)。
▲BCMA×CD3-BsAb-teclistamab在一名患有严重预处理的多发性骨髓瘤的61岁女性中的高活性
如上图所示,一名经过大量预处理的患者接受了Teclistamab的有效治疗。无论患者年龄是75岁以上、65-75岁还是小于65岁,都会产生这种治疗效果。该治疗耐受性良好,血液毒性和CRS(主要为低级别)是最常见的不良事件。此外,针对BCMA的BsAb-ellanatamab正处于临床阶段,在三级难治性多发性骨髓瘤患者中具有良好的活性和可控的毒性(部分缓解≥61.0%;完全缓解≥27.6%;9个月PFS率63.0%)。其他BCMA靶向BsAbs包括alnutramabHPN217WVT078ABBV-383、和Linvoseltamab(表3)。这些BsAbs耐受性良好,在经过大量预处理的患者中有较高的应答率。尽管这些BCMA靶向BsAbs的活性和安全性相似,但在给药途径(皮下给药与静脉给药)和给药时间方面存在差异(例如,teclistamab和elranatamab每周给药,ABV-383治疗开始后每3周给药;表3)。在这些针对BsAbs的BCMA之间,医院对增加剂量和监测不良事件(如CRS)方面也不同(表3)。ABBV-383可以在不增加剂量的情况下给药,因此监测要求相对较短(首次给药后48小时),这是因为ABBV-38的低亲和力CD3结合结构域在临床前研究中发现该结构域可以减少细胞因子的释放
▼表3  1期和1/2期研究评估了靶向BCMA的BsAb在重度预处理的多发性骨髓瘤患者中的单药治疗
GPRC5D
Talquetamab是GPRC5D靶点代表性BsAbs,与在多发性骨髓瘤细胞上高度表达的GPRC5D分子和CD3亚基结合,导致多发性骨髓瘤细胞的有效T细胞重定向裂解
▲Talquetamab作用机制
一项1/2期研究了两种不同的给药剂量,其骨髓瘤(三级难治性占71.5%)疗效相似(每周一次400μg/kg皮下给药至少有74.1%的部分反应;每2周一次800μg/kg皮下治疗至少有73.1%的部分响应)。最常见的不良事件是细胞减少和CRS,类似于针对BsAbs的BCMA。其他靶向BsAb的GPRC5D也在临床开发中,包括RG6234(forimtamig),其通过两个结构域与GPRC5D结合以提高结合亲和力。1期剂量递增研究的初步结果显示,静脉给药(至少71.4%的患者有部分反应)和皮下给药(63.6%的患者有至少部分反应)均具有活性,不良事件与Talquetamab相似。

急性髓细胞白血病(AML)
AML是一种异质性疾病,尤其是从分子角度来看,相当大比例的患者要么对强化化疗没有完全反应,要么早期复发。化疗耐药的白血病干细胞被认为是疾病复发的基础,BsAbs的免疫治疗是一种重要的新型抗白血病治疗策略,能够消除白血病母细胞和白血病干细胞,这是持久抗肿瘤反应的先决条件。治疗靶点包括CD33CD123C型凝集素样分子1(CLL-1)。从治疗靶点的角度来看,与分化程度更高的AML细胞相比,CD123在白血病干细胞上表达更高表达。然而这些靶点不是AML特异性的,并且它们在不同群体的正常造血细胞上的表达会导致细胞减少,而这些细胞减少是可逆的,因为AML表面抗原在正常造血干细胞上要么不表达(CLL-1),要么仅以低浓度(CD33和CD123)表达,从而允许重建正常的造血。
Flotetuzumab是一种靶向CD123 × CD3的BsAbs,在复发或难治性AML患者的1/2期研究中显示出可接受的活性和毒性证据(在推荐的2期剂量下ORR为24%)。最常见的不良事件是细胞减少和CRS,但治疗有反应的患者在flotetuzumab治疗期间恢复了血细胞计数。flotetuzumab须通过连续静脉输注给药,而全长免疫球蛋白分子XmAb14045(也靶向CD123)可以间歇性给药,XmAb14045在高度预处理AML患者的最高剂量下具有良好的活性。靶向CD33的BsAbs(如安进AMG 330和AMG 673)在重度预处理AML患者中也出现抗白血病活性。
4实体瘤中的T细胞BsAbs
实体瘤中T细胞重定向BsAbs的进展比血液瘤慢,这是由于缺乏在细胞表面表达的肿瘤特异性靶向分子以避免靶向肿瘤外毒性。静脉注射EpCAM × CD3 BsAbs会出现严重的不良事件,如肝毒性和腹泻,阻碍了剂量增加到潜在的治疗浓度。此外,由于抗肿瘤活性不足,一些临床试验被停止。
尽管如此,Catumaxomab证明了BsAbs在实体瘤中具有活性的概念。2009年,Catumaxomab(具有功能性Fc结构域的EpCAM × CD3 BsAb)被批准用于治疗恶性腹水的T细胞重定向抗体。EpCAM在某些鳞状细胞癌和大多数腺癌中表达但也在各种正常上皮组织中表达。因此,Catumaxomab最初为局部腹膜内给药,以减少潜在的副作用。Catumaxomab相关不良事件包括CRS、肝脏参数短暂增加和腹痛。尽管已退出美国和欧洲市场,但中国的一项3期试验正在评估其治疗伴有腹膜转移的晚期胃腺癌。

靶向其他细胞表面抗原
前列腺特异性膜抗原(PSMA)
PSMA × CD3-BsAbs在前列腺癌症患者中诱导抗肿瘤活性,通常耐受性良好,CRS是最常见的不良事件。安进在一项1期研究评估了转移性、去势抵抗性前列腺癌症患者的AMG160(半衰期延长的PSMA BiTE),表现出抗癌活性。然而安进在2022年终止了这一管线,原因是收购Teneobio得到了靶向PSMA的BiTE分子AMG340,可以在不牺牲药效的前提下减少细胞因子分泌。
癌胚抗原
MEDI-565是一种CEA × CD3 BiTE,采用间歇给药方案,对晚期胃肠道腺癌患者无客观反应。基于IgG的CEA × CD3 BsAbs也在早期临床试验中进行了评估Cibisatamab(RG7802;RO6958688)在转移性结直肠癌癌症患者中显示出大于或等于60mg剂量的抗肿瘤活性(至少5%的患者有部分反应)。最常见的不良事件是发热和腹泻,并且通过增加atezolizumab,cibisatamab的剂量似乎得到了改善。
德尔塔样配体3(DLL3)
Tarlatamab(AMG 757)是由安进和百济神州合作开发,靶向DLL3半衰期延长的BiTE分子。在2022世界肺癌大会(WCLC 2022)上,安进公布了tarlatamab的首个人体临床试验结果。试验数据显示,在中位前期治疗数为2的经治小细胞肺癌患者中,tarlatamab达到23%的确认客观缓解率(ORR)和52%的疾病控制率(DCR)。37%的患者肿瘤缩小超过30%,中位缓解持续时间为13.0个月,中位总生存期为13.2个月
▲DLL3 × CD3 BiTE作用机制
靶向细胞内蛋白
Tebentafusp于2022年被FDA和EMA批准用于治疗HLA-A2:01阳性的不可切除或转移性葡萄膜黑色素瘤患者Tebentafusp是一种识别CD3和HLA-A2:01呈递gp100肽片段的ImmTAC分子,大约45%的美国和欧洲人群为HLA-A2:01阳性。一项随机的3期试验中,将Tebentafusp与研究者选择的治疗(pembrolizumab、ipilimumab)作为一线治疗进行了比较。与对照组相比,tebentafusp的总生存率有所提高(有效率9%vs 5%;中位PFS分别为3.3个月vs 2.9个月;中位总生存期为21.7个月vs 16.0个月)Tebentausp相关的不良事件包括CRS和皮肤相关毒性(如皮疹、瘙痒和红斑)。这些皮肤相关的不良事件与tebentafusp重定向的T细胞对表达gp100的正常黑素细胞的识别有关。皮肤炎症通常在最初几剂给药后的几个小时内。
▲Tebentafusp作用机制
类似的其他基于TCR的BsAb包括含有对HLA-A2–MAGE-A4或HLA-A2:01–NY-ESO-1复合物特异性的高亲和力TCR的构建体,以及的KRAS突变体(KRASG12D)肽的构建体。
5毒性/不良反应 vs 应对策略
BsAbs的毒性和不良反应通常包括细胞因子风暴CRS神经毒性(ICANS)和感染肿瘤溶解综合症以及靶向非肿瘤细胞引起的毒性,如下图所示。
▲BsAb治疗的主要毒性
| 应对之策
01CRS:逐步增加剂量,术前用药(包括类固醇类),改变给药方式和给予IL-6受体阻断抗体治疗,或者使用低亲和力结合CD3的BsAb,如ABBV-383。02神经毒性ICANS通常与CRS同时发生或在CRS后不久发生,特征是头痛、意识模糊、幻觉、癫痫发作、震颤、共济失调,或失语症。ICANS的风险可以通过增加剂量和使用术前药物来降低,如使用IL-6受体阻断抗体(仅在并发CRS的情况下)、类固醇或抗癫痫药物。03感染:预防感染的措施包括生长因子以及静脉注射免疫球蛋白。
04肿瘤溶解综合征:肿瘤溶解综合征的发生率很低。有肿瘤溶解综合症风险的患者(如肿瘤负担高或肾功能受损的患者)应接受预防措施,如降尿酸药物和水合作用。03靶向非肿瘤细胞:最大限度地减少靶向肿瘤外毒性,如组合靶向非重叠表达的抗原,这可以通过使用两个不同的半体来实现,如下图所示。只有当半体同时将其靶抗原结合在单个细胞上时,它们才会对齐并重建原始CD3结合位点以与T细胞结合,高精度靶向和杀死双抗原阳性肿瘤细胞。另一个策略是给药前体BsAb实现,在体内酶切转化为BsAb活性形式。

6

耐药机制及新治疗策略
更好地了解耐药性和原发性耐药性的潜在机制,可能会产生新的组合策略,进一步提高反应率并延长反应持续时间。BsAbs的耐药性机制可分为三大类:肿瘤相关特征T细胞特征(定性和定量方面)和免疫抑制肿瘤微环境(TME),从这三个方面着手研究新的联合用药策略,如免疫检查点阻断(ICB)和免疫调节剂等,或许能解决BsAbs潜在的耐药性,提高抗肿瘤免疫疗效(图4)。
▲ 抗T细胞重定向双特异性抗体的机制
结论
自首次描述杀死肿瘤细胞的T细胞重定向BsAb以来,已经超过35年了,距首次报道CD19靶向BiTE blinatumomab具有显著抗肿瘤活性的报告已有大约15年的时间。在过去的一年中,有几种BsAb被批准用于治疗癌症,还有更多的BsAb处于临床中。正在进行的评估BsAbs在疾病早期的研究以及与其他抗癌药物的联合研究有望取得进一步进展。
新的T细胞结合抗体结构形式的出现,如TsAbs,它可以通过向T细胞提供共刺激信号或同时靶向两种肿瘤相关抗原来提供额外的益处,还有如艾伯维开发的类似ImmTAC的TCR/CD3(ABBV-184)结构C端融合了异源二聚体Fc防止错配。此外,利用纳米载体递送mRNA用于体内生成BsAbs的研究也在进行中(例如BNT-142),这可以极大的降低生产时间和制造成本,相信在不久的将来,更优的治疗方式还会不断涌现。

参考资料:
1.Morschhauser F, Bishton M, Eyre T, et al. Mosunetuzumab in combination with lenalidomide has a manageable safety profile and encouraging activity in patients with relapsed/refractory follicular lymphoma: initial results from a phase Ib study. Blood 2021; 138 (suppl 1): 129.
2.Belada D, Leppa S, Wahlin B, et al. Subcutaneous epcoritamab in combination with rituximab + lenalidomide in relapsed or refractory follicular lymphoma: phase 1/2 trial update. HemaSphere 2022: 6: 1025–26.
3.Van de Donk, Niels W C J et al.T-cell-engaging bispecific antibodies in cancer.The Lancet, Volume 402, Issue 10396, 142 - 158



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