400-815-1117
2024-10-21
前言：迄今為止，與傳統的抗癌治療策略相比，免疫治療被認為是最有前景的全身性腫瘤治療方法，其中，單克隆抗體因其特異性靶向分子的能力，已成為癌癥治療中一種關鍵而有效的治療方式。然而，由于腫瘤復雜的疾病發病機制，針對單一靶點的單克隆抗體往往不足以表現出足夠的治療效果。因此，針對多個靶點的雙特異性抗體（bsAbs）應運而生，它的發展改變了腫瘤免疫治療的領域。
目前，人們正在研究越來越多的針對癌癥治療的不同類型的bsAbs。這些類型包括雙靶向抑制劑，其作用于不同水平的腫瘤增殖、血管形成和轉移；以及雙特異性抗體偶聯藥物、T細胞結合器、雙特異性自然殺傷細胞接合器（NKCE）和先天免疫細胞接合器。其他類型還包括雙特異性免疫檢查點抑制劑（CPI）、共刺激bsAbs和融合蛋白、具有聯合檢查點抑制和共刺激特征的bsAbs、在腫瘤微環境（TME）中特異性激活的bsAb，以及將過繼T細胞治療和治療性抗體相結合的新方法。
目前，有300多項臨床試驗涉及200多種不同的雙特異性抗體分子，其中約75%用于治療實體瘤，25%用于治療血液系統惡性腫瘤。有10種bsAb藥物已被批準用于癌癥治療，其中9種在美國和/或歐洲獲得批準，cadonilimab在中國獲得批準。到目前為止，臨床中開發的很大一部分bsAbs已經處于后期階段（II期和III期）。另外，可以發現，治療實體瘤的bsAbs主要由免疫調節劑主導，包括雙CPI（約45%）和TCE（約33%），其次是靶向雙途徑、ICEs和ADC的bsAb。
bsAb的發展史
BsAbs最初的概念是由AlfredNisonof在20世紀60年代首次提出的。他將兩個不同的抗原結合位點結合在一個分子中，并從抗牛γ球蛋白和抗卵清蛋白單價片段的混合物中獲得了一個具有雙重特異性的F(ab’)2分子。
1975年，K?hler和Milstein發明了雜交瘤技術，最終解決了生產單克隆抗體的問題，開啟了單克隆抗體治療的新時代。1983年，Milstein和Cuello開創了quadroma技術，該技術基于分泌Abs混合物的兩種不同雜交瘤細胞系的體細胞融合，包括具有雙重特異性的鼠IgG形式的bsAb。然而，bsAb的低產率以及難以從密切相關的錯配副產物中純化所需的Ab是一個重大問題。
1988年，James Huston和他的同事發明了單鏈抗體片段（scFv），它最大限度地減少了復性問題，例如不正確的結構域配對或聚集。1996年，Genentech的科學家們利用重組DNA技術發明了knob-into-hole技術，克服了Quadrome技術的局限性。通過在人類IgG的CH3結構域之間的界面突變選定的氨基酸，可以減少IgG重鏈的錯配。這種技術利用更有利的蛋白質相互作用，最終可以形成高達90%的正確雙特異性重鏈配對。隨后，隨著抗體工程和生物學的進展，bsAb的不同概念和結構正在不斷演變。
靶向雙受體抑制的bsAb
許多參與細胞信號傳導的細胞表面蛋白，如RTK和相關受體，是基于抗體治療的有效靶點。盡管靶向一個確定的信號受體的抗體治療是非常有效的，但疾病相關表型通常由不止一種途徑觸發。這種冗余允許細胞通過使用其他補償信號通路，從而耐受藥物的生長抑制或細胞毒性誘導。
同時調節不同疾病相關信號受體或通路的bsAbs可以減少或克服這一限制。Amivantamab（JNJ-61186372）靶向EGFR和肝細胞生長因子受體（MET），兩種受體都能觸發非小細胞肺癌（NSCLC）的增殖。因此，阻斷兩種受體比僅阻斷一種途徑能夠更有效地抑制NSCLC的生長。Amivantamab已被FDA批準用于治療攜帶EGFR外顯子20插入突變的NSCLC亞型。一項隨機III期研究的數據顯示，在這部分患者中，與單獨化療相比，Amivantamab聯合化療具有顯著優越性。另外一些針對腫瘤不同第二靶點的EGFR的bsAbs也正在臨床開發中。例如，petosemtamab（MCLA-158）靶向EGFR和LGR5，LGR5是一種癌癥干細胞相關的細胞表面受體。Petosemtamab目前正在包括晚期頭頸部鱗狀細胞癌在內的實體瘤患者的I/II期試驗中進行評估（NCT03526835）。
靶向配體受體抑制的bsAb
bsAbs可以同時阻斷兩種不同的配體，或者是配體和受體的組合。VEGF和血管生成素2（ANG2）的雙重靶向作用分別阻斷VEGFR和血管生成因子1受體（TIE2）的激活，這兩種途徑涉及血管生成。vanucizumab，一種靶向VEGFA和ANG2的bsAb，在臨床前模型中與化療聯合顯示出抗腫瘤、抗血管生成和抗轉移作用。BI836880是一種三特異性納米抗體融合蛋白，由三個靶向VEGFA、ANG2和HSA的納米抗體組成，后者可延長其血清半衰期。目前正在頭頸部鱗狀細胞癌、NSCLC和其他實體瘤患者的I期研究中進行評估。
此外，靶向VEGF可以進一步設計成聯合靶向腫瘤細胞上的PD-L1或T細胞上的PD-1，從而將抗血管生成與腫瘤免疫學方法聯系起來。例如靶向PD1和VEGF的ivonescimab（AK112），其目前已在中國獲批。其他bsAbs靶向PDL1和VEGF，包括PM8002，該藥物正在NSCLC患者的II/III期研究（NCT05756972）中進行評估。
靶向受體激活的bsAb
許多抗腫瘤反應是通過激活細胞表面受體介導的，包括通過誘導細胞凋亡的免疫反應或細胞死亡。其中一種方法是靶向遞送受體激活配體，如生長因子、細胞因子和（共）免疫刺激配體，將其融合到抗體或抗體片段中，以誘導局部或組織特異性激動活性，從而誘導細胞反應。越來越多的這種抗體-配體融合蛋白正在進入臨床試驗。
受體激活也可以使用激動性抗體來實現。針對靶抗原和腫瘤壞死因子超家族（TNFRSF）成員的bsAbs已被證明是具有強大活性和腫瘤選擇性的激動分子。RG7386（RO6874813）是一種四價bsAb，靶向癌癥相關成纖維細胞上的FAPα和DR5，在具有FAPα間質表達的小鼠模型中具有效和選擇性的腫瘤細胞殺傷，并已進入臨床測試。此外，BI905711，一種靶向DR5和CDH17的四價雙特異性IgG-scFv融合蛋白，目前處于I期臨床研究中。
靶向遞送有效載荷的bsAb
存在兩種概念上不同的方法來利用bsAbs靶向遞送有效載荷，如細胞毒性藥物或放射性藥物。第一種方法，預靶向治療，使用bsAb的一個臂特異性靶向腫瘤細胞，另一個臂隨后捕獲有效載荷到腫瘤細胞。GD2 xDOTA是一種識別GD2的bsAb，并捕獲放射性有效載荷177Lu-DOTA，其在TME中組裝。在沒有四聚化的情況下，由于半衰期，它會被迅速從外圍清除。然而，到目前為止，臨床試驗中很少有bsAbs利用這種MoA，這可能是因為放射性預靶向涉及復雜的導流，限制了其普遍適用性。
第二種方法通過遞送偶聯到雙特異性抗體上的細胞毒性有效載荷，實現腫瘤細胞的特異性靶向。目前，bsADC已成為腫瘤藥物開發的熱點，已有多款bsADC進入臨床開發，如ZW49、REGN5093、BL-B01D1等。
靶向癌癥免疫治療的bsAb
癌癥免疫療法中使用的大多數bsAbs通過T細胞驅動的天然或內源性免疫發揮作用，包括免疫檢查點抑制（CPIs）效應細胞接合器（包括TCE和ICEs）以及共刺激性bsAb。
雙免疫檢查點抑制
許多抑制免疫檢查點的單特異性抗體，如CTLA4或PD-1/PDL-1，已被批準用于癌癥免疫療法。將檢查點抑制性抗體療法擴展到bsAbs可以減少不期望的副作用，并增強療效。大多數雙免疫檢查點抑制劑靶向PD-1/PD-L1軸和其他免疫抑制分子，如CTLA-4、TIM-3、LAG-3或TIGIT。MEDI5752（PD-1×CTLA-4）抑制PD-1+激活的T細胞中CTLA-4的功能，誘導PD-1的快速內化和降解。與PD-1和CTLA-4單抗聯合治療相比，MEDI5752的活性顯著增強。針對其他檢查點分子的雙功能性抑制劑，包括LAG-3和TIGIT，也正在開發中。
效應細胞接合器
細胞接合器連接兩種不同類型的細胞，主要是腫瘤細胞和T/NK細胞，以誘導腫瘤細胞溶解。細胞接合器由TAA靶向部分和效應細胞識別部分組成，并進一步分為T細胞接受器和NK細胞接受器。
T細胞接合器利用TAA和TCR成分（主要是CD3），它們連接腫瘤細胞和T細胞，繞過TCR-MHC-I相互作用。因此，無論抗原特異性如何，T細胞結合器都會觸發T細胞活化，產生包括穿孔素和顆粒酶在內的細胞毒性分子，以殺傷腫瘤細胞。
BiTE是T細胞結合器的一種形式，通過靶向TAA和CD3的單鏈抗體將腫瘤細胞和T細胞結合，用于T細胞介導的腫瘤細胞殺傷。靶向CD19和CD3的blinatumomab是臨床上典型的BiTE，2014年，blinatumomab成為第一個被FDA批準的BsAb，用于治療ALL患者，在隨后的幾年里，blinatumomab的治療范圍進一步拓寬，2018年，FDA批準其用于首次或第二次完全緩解后MRD≥0.1%的pre-B ALL患者群體的治療。目前，超過60例BiTE形式的雙抗正在進行I/II期臨床試驗。
NK細胞接合器將CD16A+NK細胞重定向至腫瘤細胞，誘導NK細胞活化。與BiTE相比，NK細胞接受者表現出較少的不良反應，如細胞因子釋放綜合征（CRS）和神經毒性。多種細胞毒性受體可激活NK細胞：CD16（FcγRIII）、天然細胞毒性受體（NCR；NKp30、NKp44、NKp46）、C型凝集素樣受體NKG2D（CD314）和CD94/NKG2C。最近，抗CD30×CD16A的NK細胞接合器（AFM13）在AACR 2022的報告中展示了不俗的抗腫瘤效果。
共刺激bsAbs
高效、持久和局部受限的抗腫瘤免疫反應需要共刺激和共抑制信號來嚴格調節細胞毒性T細胞、自然殺傷細胞和巨噬細胞的激活、分化和維持。TNFRSF家族的成員（如4-1BB、CD40、OX40、GITR、CD27或CD30）以及CD28免疫球蛋白超家族（如CD28、CTLA4、PD-1、ICOS、BTLA)及其相應的配體在介導免疫調節信號中發揮著重要作用。靶向這些免疫調節途徑可以增強免疫治療。
PRS-343（cinrebafusp），是一種針對HER2和4-1BB的四價bsAb，在IND研究中其耐受性良好，沒有明顯和相關的藥物相關毒性；在接受有效劑量治療的患者中（n=33），12%的患者達到ORR，包括1個CR，疾病控制率（DCR）為52%。bsAbs中通過4-1BB進行腫瘤選擇性共刺激的其他靶點還包括EGFR、PSMA、CLDN18.2、B7H4、CEACAM5、HER2、PD-L1和FAP。此外，十多種針對PD-L1和4-1BB的不同bsAbs處于I期或II期試驗中。
bsAb的新概念
bsAbs的領域仍在進一步探索和擴展技術和應用，可能提供目前正在開發的bsAb尚未解決的治療概念。
三特異性TCE
共刺激信號可以與雙特異性TCE組合以促進更加有效的T細胞活化。這樣的三特異性TCE目前正在針對TAA和CD3的臨床試驗中，并且進一步包含抗CD28結合位點。SAR443216是一種針對HER2×CD3×CD28的三特異性抗體，能夠強力激活CD4+和CD8+T細胞，誘導T細胞增殖、細胞因子和顆粒酶B的釋放，以及T細胞介導的對表達HER2的腫瘤細胞的殺傷，其目前處于I期臨床研究中。在類似的方法中，SAR442257是另一種CD38×CD3×CD28的三特異性抗體。
前藥方法
一種新興的方法是在腫瘤處選擇性激活的前藥，產生具有高度腫瘤特異性功能的bsAbs。前藥轉化為功能性bsAbs可以通過環境觸發因素如腫瘤相關蛋白酶來實現。雙重腫瘤靶向的另一種前藥方法依賴于來自兩個具有分裂CD3ε結合部分的腫瘤特異性組裝。這些分子需要被設計為非活性的獨立實體并在循環中，使得它們僅在腫瘤抗原結合和隨后的原位組裝時被激活。
PROTAC bsAbs
另一個新興概念和新的MoA利用bsAbs通過靶向降解來抑制增殖相關過程。類似于雙特異性或多特異性小分子蛋白水解靶向嵌合體（PROTACs），bsAbs可被設計為觸發參與癌癥發展或進展的表面蛋白的內化和隨后的降解。這樣的bsAbs同時與靶向降解的蛋白質和降解的因子結合，并觸發內化，如膜上的E3泛素連接酶或轉鐵蛋白受體。目前，抗體-PROTAC概念仍處于早期開發階段，迄今為止還沒有進入臨床研究。
bsAb遞送
bsAb開發中另一個重要的新興概念是bsAb的局部產生和隨后的局部遞送，如通過脂質納米顆粒介導的mRNA遞送的CLDN6 TCE、溶瘤病毒或包括CAR-T細胞在內的基因治療方法。細胞因子模擬抗體最后，bsAbs也可以作為細胞因子模擬物或所謂的合成細胞因子激動劑。scFvs或基于單域抗體VHH的方法可以通過模擬IL-2或IL-15、IL-18、I型干擾素和IL-10來有效地觸發細胞因子信號傳導。這種基于抗體的細胞因子模擬物可能在癌癥免疫療法中具有各種應用。
小結：bsAbs領域最近取得了實質性進展，到2023年底，已有十幾種bsAbs獲得批準，許多不同的方法正在臨床上進行測試。盡管如此，由于癌癥的異質性和適應性，這些方法中的任何一種都不太可能成為普遍的癌癥免疫療法。相反，抗體需要針對某些應用量身定制，并將依賴于與其他方法的結合，以最大限度地提高其療效和安全性。在不久的將來，多特異性抗體療法的發展可能會在以下四個領域出現增長：針對具有明確依賴性的腫瘤相關RTK的bsAbs；用于以增加的選擇性靶向腫瘤的bsADC；用于靶向降解適用于各種途徑的細胞表面蛋白的雙特異性PROTAC；以及用于癌癥免疫療法的多特異性抗體。與其他治療癌癥的藥物一樣，通過改進的診斷方法和新的開發模式，將bsAbs和多特異性抗體療法應用于早期患者，對于實現治愈癌癥患者的目標至關重要。
參考文獻：
1. The present and future of bispecific antibodies for cancer therapy. Nat Rev Drug Discov.2024 Mar 6.
