CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠可持續(xù)刺激T細(xì)胞及多篇案例分享
一、T細(xì)胞激活關(guān)鍵“CD3”
一般而言，雙特異性抗體具有耐受良好（CRS相對較低）和通用性等優(yōu)點，因此如何對雙特異性抗體改造，在不損害現(xiàn)有優(yōu)勢的條件下并提高其療效是雙特異抗體開發(fā)的一個重點方向。目前，在開發(fā)的雙特異抗體管線中，超過一半的雙抗均是通過CD3靶點來激活T細(xì)胞，從而對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行殺傷進(jìn)而達(dá)到治療癌癥的目的。
CD3分子分布于成熟T淋巴細(xì)胞表面，至少由γ、δ、ε、ζ、η5種多肽鏈組成，與T細(xì)胞抗原受體非共價連接。CD3單克隆抗體可誘導(dǎo)CD3多肽和TCR共帽形成（co-capping)，并誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞活化。TCR識別外來抗原與自身MHC分子形成的復(fù)合物，CD3對于信號的傳遞具有重要作用。由于擁有獨特的生物學(xué)機(jī)理，雙特異性抗體已經(jīng)成為抗體藥物研發(fā)領(lǐng)域的一個重要分支，也是當(dāng)下制藥行業(yè)最熱門的研發(fā)和投資方向之一。根據(jù)相關(guān)信息統(tǒng)計，目前全球有超過180種雙抗處于臨床開發(fā)階段，約260種雙特異性抗體處于臨床前開發(fā)階段，其中，CD3是雙抗藥物研究的主要靶點[2]
二、T細(xì)胞激活關(guān)鍵“CD28”
CD28作為一種共刺激因子，具有兩種最顯著的功能：
（1）T細(xì)胞活化的輔助信號：抗CD28可加強(qiáng)PHA、ConA、抗CD2McAb、抗CD3McAb等增殖、活化的效應(yīng)，增加IL-2、IL-3、TNF-α、IFN-β、GM-γ、GM-CSF等細(xì)胞因子產(chǎn)生，激活CTL細(xì)胞。此外，抗CD28McAb可誘導(dǎo)T細(xì)胞IL-13mRNA的表達(dá)；
（2）CD28的天然配體是B細(xì)胞活化抗原B7/BB1（CD80），CD28與CD80的結(jié)合是T-B細(xì)胞相互協(xié)作的主要方式，并刺激B細(xì)胞活化。
在外周血淋巴細(xì)胞，CD28+細(xì)胞占比達(dá)到54～86%，其中90%的 CD4+ T細(xì)胞和50%的 CD8+ T細(xì)胞表達(dá)CD28。CD28在CD28+ T細(xì)胞中表達(dá)與功能有一定的關(guān)系，CD8+CD28+ T細(xì)胞表現(xiàn)出MHC限制的細(xì)胞毒性功能，而CD8+CD28- 細(xì)胞可抑制抗體產(chǎn)生以及同種異體抗原所誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖效應(yīng)。此外，漿細(xì)胞瘤及部分活化的B淋巴細(xì)胞也可表達(dá)CD28。
三、T細(xì)胞增殖關(guān)鍵“IL-2”
值得一提的是，IL-2是γ受體細(xì)胞因子家族中第一個被鑒定的細(xì)胞因子，它最初是從活化的人類T細(xì)胞培養(yǎng)上清中發(fā)現(xiàn)的，是一種介導(dǎo)T細(xì)胞增殖的可溶性因子。IL-2也是FDA批準(zhǔn)用于癌癥治療的第一種細(xì)胞因子。雖然在抗原刺激下主要由CD4+和CD8+T細(xì)胞分泌，但活化的樹突狀細(xì)胞（DC）、肥大細(xì)胞和NKT細(xì)胞也產(chǎn)生少量的IL-2。IL-2能刺激T細(xì)胞和NK細(xì)胞的增殖和活化、誘導(dǎo)B細(xì)胞免疫球蛋白合成和支持細(xì)胞毒性效應(yīng)細(xì)胞分化，因此，在培養(yǎng)T細(xì)胞的時候，適量加入IL-2，會有不錯的效果。
四、T細(xì)胞活化增殖能手——CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠
bsAB從20世紀(jì)80年代提出作為新興人工合成抗體分子，可以同時特異性識別和結(jié)合兩種及以上不同的抗原和表位。CD3、CD28作為T細(xì)胞激活的兩個重要靶點，在體外聯(lián)合使用CD3、CD28抗體刺激T細(xì)胞，可以模擬體內(nèi)T細(xì)胞活化雙信號作用。使用CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠可以提供T細(xì)胞激活與擴(kuò)增所需的主要信號和協(xié)同刺激信號，利用CD3/CD28免疫磁珠進(jìn)行磁性細(xì)胞分離，CD3+T細(xì)胞得到有效分離和富集。CD3+T細(xì)胞在4.5μm左右的磁珠條件下培養(yǎng)，與細(xì)胞大小完美匹配，模擬APC高效激活擴(kuò)增T細(xì)胞。研究表明，CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠可持續(xù)刺激T細(xì)胞，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單用CD3/IL-2刺激倍數(shù)，并且能保留更多T細(xì)胞記憶表型，增加療效時長。
總而言之，利用抗CD3的抗體提供第一信號，抗CD28抗體刺激提供共刺激信號，來使T細(xì)胞充分活化，這使得CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠逐漸成為目前市場上的主流選擇。
研究案例一
在CD3為核心的雙抗藥物開發(fā)方面，2019年，賽諾菲的研發(fā)人員以CD28靶點對CD3為核心的雙抗注入活力為突破點，率先給出了答案。他們通過CD3雙抗聯(lián)合CD28的三特異性抗體療法，在抗腫瘤研發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展[3]。
CD28是T淋巴細(xì)胞表面表達(dá)的共刺激分子，對T細(xì)胞的活化起到重要作用。它與APC（抗原遞呈細(xì)胞）上的B7分子結(jié)合，介導(dǎo)被CD3分子傳遞的第一信號激活后的T細(xì)胞的共刺激并促進(jìn)其存活、增殖以及產(chǎn)生細(xì)胞因子。
在T細(xì)胞的激活過程中，需要TCR/CD3結(jié)合到MHC-多肽，同時需要第二重共刺激信號進(jìn)一步激活。因而在CD3雙抗基礎(chǔ)上，激活CD28有望進(jìn)一步提升抗腫瘤活性。因此，賽諾菲的研究人員在傳統(tǒng)以CD3雙抗的基礎(chǔ)上加入CD28單抗，形成同時靶向CD38/CD3/CD28的三特異性抗體。
從功能上來看，三特異性抗體分工明確。CD38為腫瘤表面抗原，其也可以是其他腫瘤相關(guān)抗原，用于特異性識別識別腫瘤細(xì)胞；CD3作為T細(xì)胞共受體，用于激活細(xì)胞毒性T細(xì)胞和T輔助細(xì)胞，并介導(dǎo)T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞特異性殺傷；CD28分子則是TCR/CD3復(fù)合物的共刺激分子，促進(jìn)T細(xì)胞活化，且這種增強(qiáng)的T細(xì)胞活化驅(qū)動了T細(xì)胞的增殖以及T細(xì)胞中抗凋亡蛋白Bcl-xL的表達(dá)。
此外，根據(jù)近些年國內(nèi)的其他研究發(fā)現(xiàn)，CD3和CD28具有協(xié)同免疫性，利用CD3/CD28協(xié)同刺激T淋巴細(xì)胞，可使T淋巴細(xì)胞充分活化，能極大地提高T細(xì)胞的擴(kuò)增量與存活率。
研究案例二
據(jù)2006年中國解放軍總醫(yī)院輸血科駱群等人開展的“抗CD28抗體協(xié)同刺激增強(qiáng)抗CD3抗體體外激活T淋巴細(xì)胞并降低TGF-β(腫瘤生長因子beta)的表達(dá)”研究結(jié)果表明：在抗CD28抗體的協(xié)同作用下，抗CD3抗體的激活時間明顯提高，并有效促進(jìn)T淋巴細(xì)胞分泌TGF-β[4]。
另外，通過對T細(xì)胞活力保持度與絕對數(shù)量的科研實驗表明：細(xì)胞利用CD3/CD28磁珠刺激后，T細(xì)胞可在第4天后快速擴(kuò)增，并且擴(kuò)增情況可持續(xù)到第14天，其活力保持在90%以上[5]。
研究案例三
以Gary J. Nabel博士為核心的科研團(tuán)隊發(fā)表在Nature雜志上的一篇論文中顯示：他們制備了一種由HER2、CD3和CD28組成的三特異性抗體，分別用以靶向、激活T細(xì)胞和延長T細(xì)胞的生存時間。[6]
實驗結(jié)果顯示，CD3和CD28結(jié)合位點的失活顯著抑制了T細(xì)胞活性，表明這兩個結(jié)合位點對T細(xì)胞活化和增殖具有重要作用。此外，他們在體外殺傷試驗中發(fā)現(xiàn)該抗體能夠介導(dǎo)T細(xì)胞以抗原特異性的方式殺傷HER2+乳腺癌細(xì)胞。
HER2/CD3×CD28三特異性抗體不同臂在體外免疫激活中的作用
研究案例四
2022年5月14日，上海惠和生物三特異性抗體CC312的IND申請獲FDA默示許可，是國內(nèi)首個也是全球第三個基于CD28共刺激信號的三特異性抗體進(jìn)入臨床研發(fā)階段。其通過以“雙信號”調(diào)控機(jī)制活化T細(xì)胞，對效應(yīng)細(xì)胞的激活作用更持久，并可誘導(dǎo)T細(xì)胞分化成記憶性T細(xì)胞，延長藥物的作用時間，改善臨床給藥模式。雙抗在腫瘤免疫治療中存在三個重要作用機(jī)制——免疫細(xì)胞橋接、免疫細(xì)胞激活、雙信號通路阻斷，而三抗的出現(xiàn)使抗體的組合更加豐富多樣，能促進(jìn)靶細(xì)胞與效應(yīng)細(xì)胞的相互作用，從而增強(qiáng)藥物對癌細(xì)胞的殺傷能力。
總結(jié)：T細(xì)胞的活化是個非常復(fù)雜而精細(xì)的過程，現(xiàn)在仍然有一些關(guān)鍵通路并未研究透徹。隨著CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠其作用機(jī)制的“紅蓋頭”掀開，以及三抗藥物的臨床試驗獲批，我們相信未來CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠將在T細(xì)胞擴(kuò)增以及“萬物可CAR”的江湖里面繼續(xù)扮演重要的角色，為腫瘤的“降服”提供更加強(qiáng)大的助力。
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貨號 |
產(chǎn)品名稱 |
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GMP-TL101 |
抗人CD3單克隆抗體 |
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抗人CD28單克隆抗體 |
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GMP-TL503 |
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GMP-TL601 |
CD3/CD28單抗偶聯(lián)磁珠 |
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GMP-TL777 |
重組人IL-2蛋白（高效型） |
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GMP-TL665 |
重組人CD19蛋白 |
參考文獻(xiàn)：
[1] Porter, D. L., Levine, B. L., Kalos, M., Bagg, A. & June, C. H. Chimeric antigen receptor-modified T cells in chronic lymphoid leukemia. N. Engl. J. Med. 365, 725–733 (2011).
[2] Siwei N , Zhuozhi W , Maria M C , et al. Biology drives the discovery of bispecific antibodies as innovative therapeutics[J]. Antibody Therapeutics(1):1.
[3]Trispecific antibodies enhance the therapeutic efficacy of tumor-directed T cells through T cell receptor co-stimulation；
[4]駱群，呂明，于鳴，黎燕，抗CD28抗體協(xié)同刺激增強(qiáng)抗CD3抗體體外激活T淋巴細(xì)胞并降低TGF-β的表達(dá).中國實驗血液學(xué)雜志.10.3969/j.issn.1009-2137.2006.03.029
[5]Trickett A, Kwan YL. T cell stimulation and expansion using anti-CD3/CD28 beads. J Immunol Methods. 2003 Apr 1;275(1-2):251-5. doi: 10.1016/s0022-1759(03)00010-3.
[6]Seung E, Xing Z,Wu L,etc. A trispecific antibody targeting HER2 and T cells inhibits breastcancer growth via CD4 cells. Nature. 2022 Mar;603(7900):328-334. doi:10.1038/s41586-022-04439-0. Epub 2022 Feb 23. Erratum in: Nature. 2022 Mar 24;:PMID: 35197632.
