雙特異性抗體的作用機(jī)制及在腫瘤治療上的應(yīng)用前景

原創(chuàng)：泰有財(cái) 文章來源：抗體圈

摘要：文章歷史 雙特異性抗體（bsAbs）是一類與單特異性單克隆抗體（mAbs）相比可以介導(dǎo)新穎作用機(jī)制的抗體。自從20世紀(jì)80年代和90年代發(fā)現(xiàn)mAbs并將它們作為治療劑以來，bsAbs的開發(fā)一直具有相當(dāng)?shù)奈�引力。盡管如此，截至2020年底，只有三種bsAbs（卡妥珠單抗、貝林妥單抗、艾美珠單抗）獲得了批準(zhǔn)。然而，自那時(shí)以來，已有11種bsAbs獲得了監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)，其中九種（阿米萬他單抗、特賓他單抗、莫蘇尼單抗、卡多尼利單抗、特利珠單抗、格洛菲他單抗、依匹他單抗、塔爾奎他單抗、艾蘭他單抗）被批準(zhǔn)用于癌癥治療，另外兩種（法利珠單抗、奧扎利珠單抗）用于非腫瘤學(xué)適應(yīng)癥。值得注意的是，在目前批準(zhǔn)的13種bsAbs中，有兩種，艾美珠單抗和法利珠單抗，已經(jīng)達(dá)到了重磅炸彈藥物的地位，顯示出這類小說類治療藥物的潛力。在2020年代，可以預(yù)期在血液惡性腫瘤、實(shí)體瘤和非腫瘤學(xué)適應(yīng)癥中批準(zhǔn)更多的bsAbs，確立bsAbs作為治療武器庫中的重要組成部分。

介紹
自單克隆抗體被發(fā)現(xiàn)以來，可以作為治療藥物使用的雙特異性版本就引起了極大的興趣。然而，由于在臨床試驗(yàn)中生成和生產(chǎn)雙特異性抗體(bsAbs)以及對(duì)更復(fù)雜的機(jī)制（MOAs）的生物學(xué)理解方面的挑戰(zhàn)，開發(fā)進(jìn)程被放緩了。第一個(gè)bsAb，即EpCAM/CD3ε T細(xì)胞引導(dǎo)劑卡妥珠單抗，最終在2009年被批準(zhǔn)用于治療惡性腹水患者（圖1）。這種bsAb隨后在2013年從市場(chǎng)上撤回，可能與其只能腹腔內(nèi)給藥有關(guān)，因?yàn)楫?dāng)通過靜脈給藥時(shí)，患者會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的輸注反應(yīng)，以及由于其大鼠-小鼠嵌合四價(jià)設(shè)計(jì)的完全功能性Fc部分導(dǎo)致的高免疫原性。從2009年到2020年，只有另外兩種bsAbs被批準(zhǔn)：(1) 2014年，無Fc串聯(lián)單鏈可變片段(scFv)基礎(chǔ)的CD19/CD3ε雙特異性T細(xì)胞引導(dǎo)劑(BiTE)貝林妥單抗(Amgen)用于治療急性淋巴細(xì)胞性白血病(ALL)，和(2) 2017年，人源化異二聚體凝血因子IXa/X雙特異性ART-Ig艾美珠單抗(Roche group)，作為凝血因子VIII模擬物用于治療血友病A（圖1）。

Linvoseltamab、odronextamab和tarlatamab目前正在進(jìn)行監(jiān)管審查，預(yù)計(jì)2024年將有決定。使用http://Biorender.com創(chuàng)建。

由于對(duì)這些分子的極大興趣以及在過去二十年中用于開發(fā)它們的技術(shù)的進(jìn)展，已經(jīng)描述、設(shè)計(jì)并臨床前開發(fā)了數(shù)百種bsAbs。其中，超過100種bsAbs已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)。基于在開發(fā)新型bsAb格式、新穎的靶標(biāo)組合和雙特異性領(lǐng)先分子方面的重大努力，最近的情況已經(jīng)發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化，自2021年以來bsAb的批準(zhǔn)變得頻繁。僅在過去三年（2021-2023年），就有11種新的bsAb被美國(guó)、歐洲、日本和/或中國(guó)的衛(wèi)生當(dāng)局批準(zhǔn)用于患者（圖1，表1）。在這些11種bsAbs中，有九種被批準(zhǔn)用于治療癌癥：(1) EGFR/c-MET bsAb amivantamab（強(qiáng)生公司(J&J)）用于治療帶有EGFR外顯子20插入突變的非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)，(2) gp100-pMHC/CD3ε bsAb tebentafusp（Immunocore）用于治療無法切除或轉(zhuǎn)移性葡萄膜黑色素瘤，(3) CD20/CD3ε T細(xì)胞引導(dǎo)劑(TCE) mosunetuzumab（Roche group）用于治療復(fù)發(fā)/難治性(R/R)濾泡性淋巴瘤，(4) PD-1/CTLA-4 bsAb cadonilimab（Akeso）用于治療復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌患者，(5) BCMA/CD3ε TCE teclistamab（J&J）用于治療R/R多發(fā)性骨髓瘤，(6) CD20/CD3ε TCE glofitamab（Roche group）用于治療R/R彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(DLBCL)，(7) CD20/CD3ε TCE epcoritamab（AbbVie/Genmab）用于治療R/R DLBCL，(8) GPRC5D/CD3ε TCE talquetamab（J&J）用于治療R/R多發(fā)性骨髓瘤和(9) BCMA/CD3ε TCE elranatamab（輝瑞）用于治療R/R多發(fā)性骨髓瘤。

兩種額外的雙特異性抗體（bsAbs）被批準(zhǔn)用于非腫瘤適應(yīng)癥，針對(duì)VEGF-A/Ang-2的雙特異性抗體faricimab（羅氏集團(tuán)）用于治療濕性年齡相關(guān)性黃斑變性、糖尿病性黃斑水腫和視網(wǎng)膜靜脈阻塞后的黃斑水腫，這是首個(gè)被批準(zhǔn)用于眼科的雙特異性抗體，以及針對(duì)TNF/人血清白蛋白（HSA）的雙特異性抗體ozoralizumab（大正制藥）用于治療難以控制的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。羅氏集團(tuán)與中外制藥目前以四種獲批的雙特異性抗體領(lǐng)先該領(lǐng)域，緊隨其后的是強(qiáng)生公司，擁有三種獲批的雙特異性抗體。值得注意的是，在目前獲批的13種雙特異性抗體中，有兩種，emicizumab和faricimab，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了重磅炸彈的地位，年銷售額分別超過四十億和二十億美元，突顯了這種新型治療類藥物的商業(yè)前景。

雙特異性抗體格式

開發(fā)的雙特異性抗體格式的多樣性反映了在這些獲批的雙特異性抗體中應(yīng)用的技術(shù)多樣性（圖2）。各自的雙特異性抗體格式涵蓋了非IgG樣的雙特異性抗體，包括1）安進(jìn)公司的短半衰期串聯(lián)scFv基礎(chǔ)的BiTE格式，應(yīng)用于blinatumomab，2）Immunocore公司的T細(xì)胞受體（TCR）-scFv融合基礎(chǔ)的ImmTac格式，應(yīng)用于tebentafusp，以及3）Ablynx公司的三價(jià)雙特異性串聯(lián)納米抗體格式，通過HSA結(jié)合延長(zhǎng)半衰期，應(yīng)用于ozoralizumab。然而，大多數(shù)雙特異性抗體是IgG樣分子，其藥代動(dòng)力學(xué)與抗體相似，因?yàn)榇嬖贔c。五種非對(duì)稱1+1 IgG樣雙特異性抗體源自于控制的Fab臂交換，基于Duobody技術(shù)，應(yīng)用于amivantamab、talquetamab、輝瑞公司的teclistamab、epcoritamab，或者相關(guān)鏈交換技術(shù)，應(yīng)用于elranatamab�；蛘撸�通過中外制藥的ART-Ig技術(shù)強(qiáng)制正確的鏈關(guān)聯(lián)，應(yīng)用于非對(duì)稱1+1 IgG樣雙特異性抗體emicizumab以及常見的輕鏈。正確的重鏈關(guān)聯(lián)也可以通過應(yīng)用在mosunetuzumab中的knobs-into-holes技術(shù)來確保，或者與CrossMab技術(shù)一起應(yīng)用，以強(qiáng)制正確的輕鏈關(guān)聯(lián)在1+1 IgG樣雙特異性抗體faricimab中。最后，Akeso的cadonilimab包含一個(gè)對(duì)稱的四價(jià)2+2 C末端IgG-scFv融合。在獲批的雙特異性抗體中，有四種應(yīng)用了Genmab的Duobody技術(shù)，三種應(yīng)用了基因泰克的knobs-into-holes技術(shù)，以及兩種應(yīng)用了羅氏pRED的CrossMab技術(shù)�？捎酶袷降亩鄻有员砻�“標(biāo)準(zhǔn)化”的雙特異性抗體不太可能出現(xiàn)，但近期的批準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了對(duì)經(jīng)典異源二聚體IgG樣雙特異性抗體格式的關(guān)注。這些雙特異性抗體通常顯示出IgG樣的藥代動(dòng)力學(xué)和低發(fā)生率的抗藥物抗體。

獲批雙特異性抗體的作用機(jī)制

TCE是雙特異性抗體，一個(gè)特異性結(jié)合到細(xì)胞表面腫瘤抗原，另一個(gè)特異性結(jié)合到TCR復(fù)合體的一個(gè)亞單位，因此在同時(shí)結(jié)合到腫瘤抗原和TCR時(shí)，T細(xì)胞隨后被激活以殺死腫瘤細(xì)胞，分泌細(xì)胞因子并開始增殖。顯然，T細(xì)胞的參與嚴(yán)格依賴于雙特異性，并且不能通過兩種傳統(tǒng)單克隆抗體的組合來實(shí)現(xiàn)。在癌癥治療中，占主導(dǎo)地位的作用機(jī)制是T細(xì)胞的參與，獲批和臨床試驗(yàn)中最多的雙特異性抗體是TCE。圖2a顯示了獲批TCE雙特異性抗體格式的演變。這類分子包括用于治療復(fù)發(fā)/難治性血液癌癥的TCE：1）CD19/CD3ε blinatumomab用于治療ALL，2）CD20/CD3ε TCE mosunetuzumab用于治療R/R非霍奇金淋巴瘤（NHL），以及glofitamab和epcoritamab用于治療R/R DLBCL，3）BCMA/CD3ε TCE teclistamab、elranatamab和GPRC5D/CD3ε talquetamab用于治療R/R多發(fā)性骨髓瘤。雖然通常T細(xì)胞參與治療實(shí)體瘤似乎更具挑戰(zhàn)性，可溶性的gp100-肽MHC/CD3ε特異性TCR-scFv融合tebentafusp是首個(gè)被批準(zhǔn)用于治療葡萄膜黑色素瘤的TCE，為在血液腫瘤之外的使用提供了證據(jù)。

血友病A是一種遺傳性出血性疾病，其特征是缺乏血液凝固因子VIII。雖然可以給患者注射重組因子VIII，但這與因子VIII生產(chǎn)、短半衰期頻繁給藥和中和抗體的發(fā)展等挑戰(zhàn)有關(guān)。為此，中外制藥設(shè)計(jì)并優(yōu)化了IXa/X雙特異性抗體emicizumab，使其通過將酶因子IXa和底物因子X拉近，模仿血液凝固因子VIII的功能，同時(shí)展現(xiàn)出延長(zhǎng)的藥代動(dòng)力學(xué)。

單特異性受體酪氨酸激酶阻斷單克隆抗體，如抗EGFR的cetuximab和panitumumab或抗HER2的trastuzumab和pertuzumab，已經(jīng)徹底改變了癌癥治療。盡管在靶向額外RTKs方面進(jìn)展甚微，但針對(duì)兩個(gè)RTKs同時(shí)的EGFR/c-Met雙特異性抗體amivantamab最近被批準(zhǔn)用于治療具有EGFR外顯子20插入突變的特定亞組NSCLC患者。除了其雙重信號(hào)抑制功能，包括通過阻斷配體結(jié)合位點(diǎn)和通過受體下調(diào)，amivantamab還包含一個(gè)afucosylated Fc部分，以介導(dǎo)增強(qiáng)的抗體依賴性細(xì)胞毒性（ADCC）以促進(jìn)NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞/單核細(xì)胞的參與。

在過去的十年中，獲批的免疫檢查點(diǎn)抑制性抗體，包括針對(duì)PD-1（nivolumab、pembrolizumab、cemiplimab）、PD-L1（atezolizumab、avelumab、durvalumab）和CTLA-4（ipilimumab、tremelimumab）的抗體，已經(jīng)徹底改變了癌癥治療領(lǐng)域，并確立了癌癥免疫療法�；�于這一經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了雙重PD-1/CTLA-4檢查點(diǎn)抑制性雙特異性抗體cadonilimab，目標(biāo)是專門且理想地同時(shí)結(jié)合并抑制抗原特異性T細(xì)胞上的PD-1和CTLA-4，以克服檢查點(diǎn)抑制。

促血管生成因子VEGF-A和Ang-2通過促進(jìn)視網(wǎng)膜血管生成和破壞血管穩(wěn)定性，導(dǎo)致滲漏、隨后的水腫和炎癥，從而促成視力喪失。VEGF-A和Ang-2在眼睛中干擾血管生成、穩(wěn)定血管并減少滲漏和炎癥（圖2e）。為了最小化外周活動(dòng)并消除FcγR的結(jié)合，它被設(shè)計(jì)為帶有工程化的Fc部分，具有Triple A FcRn和P329G LALA突變，以實(shí)現(xiàn)FcRn循環(huán)。

值得注意的是，雙特異性是考慮眼內(nèi)給藥時(shí)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。對(duì)于TNF配體抑制劑ozoralizumab，應(yīng)該指出，從功能上講，這種納米抗體結(jié)構(gòu)像一個(gè)單特異性抗體一樣阻斷TNF，第二個(gè)單一域特異性僅需要通過與HSA結(jié)合來實(shí)現(xiàn)IgG樣的藥代動(dòng)力學(xué)，而不依賴于Fc部分，從而實(shí)現(xiàn)FcRn循環(huán)。

在增強(qiáng)內(nèi)源性或預(yù)先存在的免疫反應(yīng)的研究領(lǐng)域，另一個(gè)主要的研究領(lǐng)域仍然是開發(fā)針對(duì)例如PD-1和CTLA-4或LAG-3（tebotelimab）的雙重靶向檢查點(diǎn)抑制性雙特異性抗體。這些雙重檢查點(diǎn)抑制劑中有幾個(gè)目前正在進(jìn)行高級(jí)臨床試驗(yàn)，結(jié)果將顯示它們?cè)诏熜Ш?或安全性方面是否優(yōu)于相應(yīng)的PD-1/PD-L1單克隆抗體與CTLA-4或LAG-3單克隆抗體的組合。值得注意的是，雙重靶向PD-1/VEGF抑制性雙特異性抗體ivonescimab目前正在中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局進(jìn)行監(jiān)管審查，用于治療NSCLC。

展望未來

在這十年中，已經(jīng)有11種雙特異性抗體獲得批準(zhǔn)，預(yù)計(jì)未來幾年將有更多的具有改變醫(yī)療實(shí)踐潛力的雙特異性抗體獲得批準(zhǔn)。在腫瘤學(xué)領(lǐng)域，開發(fā)差異化的雙重RTK信號(hào)抑制劑，并通過雙特異性抗體共靶向不同的細(xì)胞表面受體，仍然是一個(gè)活躍且先進(jìn)的臨床研究領(lǐng)域。一些例子包括：EGFR/LGR5如petosemitab，HER3如zenocutuzumab，HER2或雙傘型雙特異性抗體靶向HER2如zanidatamab，目前正在美國(guó)進(jìn)行審查。

鑒于雙特異性抗體的多功能性和介導(dǎo)完全新穎的作用機(jī)制的潛力，雙特異性抗體領(lǐng)域有望看到新出現(xiàn)的方法和候選藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)，希望在未來幾年內(nèi)，在腫瘤學(xué)和非腫瘤學(xué)適應(yīng)癥中，包括感染/病毒學(xué)、自身免疫、代謝、神經(jīng)學(xué)和眼科等領(lǐng)域，提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些新概念包括最近描述的不同方法，包括：1）與TCE不同的效應(yīng)細(xì)胞引導(dǎo)者，如髓系細(xì)胞、NK或γδ-T細(xì)胞，2）原位組裝概念，以特別激活在雙重靶標(biāo)表達(dá)細(xì)胞上的雙特異性抗體或在腫瘤微環(huán)境中，3）PROTAC類方法導(dǎo)致膜蛋白的內(nèi)化和降解，4）基于抗體的細(xì)胞因子模擬物觸發(fā)細(xì)胞因子受體，以及5）獨(dú)特的解決方案，用于傳遞雙特異性抗體超越障礙，如血腦屏障，包括雙傘型單特異性雙特異性抗體靶向HER2如zanidatamab zovodotin（ZW49）或c-MET與REGN5093。

開發(fā)用于治療不同血液惡性腫瘤的TCE將繼續(xù)是合成免疫方法領(lǐng)域的一個(gè)主要研究領(lǐng)域，因?yàn)檫@類治療已經(jīng)證明了其益處。到目前為止，基于Regeneron的VelociBi技術(shù)的不對(duì)稱1+1 TCE odronextamab（CD20/CD3ε）和linvoseltamab（BCMA/CD3ε）目前正在進(jìn)行監(jiān)管審查，可能會(huì)在2024年獲得批準(zhǔn)，還有各種其他的TCE正在進(jìn)行高級(jí)臨床開發(fā)，用于NHL、多發(fā)性骨髓瘤和AML。重要的是，新出現(xiàn)的數(shù)據(jù)顯示，TCE將來也可能在實(shí)體瘤中找到更廣泛的應(yīng)用。事實(shí)上，最近已經(jīng)發(fā)布了針對(duì)Amgen的1+1 DLL3/CD3ε Fc-BiTE tarlatamab治療R/R小細(xì)胞肺癌的有希望的臨床數(shù)據(jù)，目前正在進(jìn)行監(jiān)管審查，以及Xencor/Amgen的2+1 STEAP1/CD3ε XmAb xaluritamig用于治療R/R前列腺癌。這些數(shù)據(jù)支持了這樣一個(gè)觀點(diǎn)，即足夠腫瘤特異性以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的抗腫瘤效果，同時(shí)限制靶標(biāo)外腫瘤毒性的實(shí)體瘤靶標(biāo)是可用的。在這種情況下，像蛋白酶激活這樣的腫瘤激活機(jī)制旨在增加針對(duì)實(shí)體瘤的TCE的治療窗口。

基于TCE的作用機(jī)制，為T細(xì)胞提供TCR信號(hào)1，目前正在快速臨床采用靶向CD28或4-1BB/CD137的共刺激雙特異性抗體，為T細(xì)胞提供信號(hào)2，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)和更持久的T細(xì)胞反應(yīng)，這可能對(duì)治療神經(jīng)退行性疾病和其他疾病有應(yīng)用。