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三特异性抗体挺进临床后的冷思考

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目前已经有大约100款双特异性抗体处于临床开发阶段,而药物研发人员仍在尝试为不断扩增的抗体「工具箱」添加更多功能。赛诺菲等公司对能够结合多个治疗靶点的多特异性抗体候选药物倍感兴趣,并且正在评估多特异性抗体是否可以用于癌症和感染性疾病。


今年8月,赛诺菲将其第二款三特异性抗体SAR442257推进至了临床阶段。全球范围内其他一些三特异性抗体项目也正在稳步向前推进(下表):GT Biopharma公司今年早些时候将其三特异性自然杀伤(NK)细胞衔接器(engager)GTB-3550推进到I/II期试验,用于治疗高风险血液系统恶性肿瘤。Innate Pharma正在研究用于治疗癌症的三特异性NK细胞衔接器。Molecular Therapeutics正计划将其多特异性抗体药物开发用于治疗COVID-19。近年来,包括Numab Therapeutics在内的几家公司也陆续报告了关于多特异性免疫细胞衔接器的临床前数据。


图片来源:Nature reviews drug discovery


从HIV到肿瘤


赛诺菲首次尝试三特异性抗体时将注意力聚焦在了HIV身上。赛诺菲的首席科学官Gary Nabel博士解释说:「我们在HIV中对其进行了研究,这是一个很好的概念验证。」


Nabel的团队已经鉴定出了大量可以杀灭HIV病毒的中和抗体。但是HIV变异很快,很快就会出现逃避突变,从而限制了单药疗法的临床应用。Nabel表示,单抗的鸡尾酒疗法理论上可以被用来应对耐药性的出现,但在实际开发中面临着巨大的障碍——对每种抗体进行毒理学和药代动力学评估会大大增加了临床前的工作量。监管机构通常要求每一种抗体单独或联合检测,这就导致产生一些不实用的昂贵的试验。生产和质量控制要求给他们带来了挑战。相比之下,三特异性抗体提供了一种简化的策略。Nabel说:「这是考虑开发三特异性抗体的一个非常现实的理由。」


他的研究小组2017年在Science杂志上发表的报道显示,一种三特异性抗体SAR441236能够独立地结合HIV包膜的3种不同的表位,从而赋予非人灵长类动物对类人猿HIV混合体的完全免疫。该项目的主要候选药物SAR441236于4月进入I期试验。


在发现和优化这种抗体的同时,Nabel将三特异性抗体应用于其他疾病的热情也被激发。一方面,Nabel发现三特异性抗体具有与典型抗体一致的药代动力学特性,这让研究小组确信这些药物很有可能在人类身上发挥预期的作用。另一方面,新药发现和生产制备技术也已经可以胜任这项开放任务。赛诺菲甚至还发现三特异性抗体的产量比双特异性抗体更好。Nabel说:「从生产的角度来看,这是一件大事,因为这意味着我们现在能够以性价比更高的成本生产所需的药品。」


赛诺菲的第二个三特异性抗体项目SAR442257则显示了这类药物在肿瘤免疫学应用中的潜力。目前,药物研发人员已经接受了可以链接T细胞和肿瘤细胞的双特异性抗体,这种T细胞衔接器有助于激活免疫细胞,并使它们接近癌细胞,理想情况下可以促使病情缓解。FDA于2014年批准了开创性的T细胞衔接器,即Amgen的CD3xCD19双特异性抗体药物 blinatumomab,用于治疗急性淋巴细胞白血病(ALL)。然而,这种双特异性的T细胞衔接器仍面临毒性较大的挑战,且在实体瘤中活性有限。


对于赛诺菲来说,CD3xCD28xCD38三特异性抗体SAR442257提供了一种可行的策略。沉默状态的T细胞至少需要两个信号事件才能激活,因此赛诺菲的方法是设计一种可以结合T细胞上CD3和CD28的抗体,同时提供激活和共刺激信号。而CD38在多发性骨髓瘤细胞中高表达,可将T细胞定向到骨髓瘤细胞,以及某些淋巴瘤和白血病细胞。强生公司的CD38单抗药物daratumumab已经证实了这一靶点的潜力,一些分析师预测daratumumab的销售峰值将达到100亿美元。SAR442257的I期试验于8月开始招募患者。


关于SAR441236和SAR442257,Lava Therapeutics首席执行官Paul Parren说:「我期待看到这些药物分子未来的发展。两者的科学理论基础是合理的。」但致力于daratumumab开发的Parren对它们的安全性表示担忧。


药物与CD3的结合与细胞因子释放综合征有关, blinatumomab的药品标签也因此携带了黑框警告。另一方面的担忧则可以追溯到2006年TeGenero的CD28特异性激动型抗体TGN1412的试验。在该试验中,细胞因子释放综合征导致所有6名受试者住院,并导致其中4名受试者多器官功能障碍。由于CD38在许多类型细胞中广泛表达,这增加了这种三特异性T细胞衔接器攻击健康细胞的风险。


尽管如此,Nabel相信三特异性抗体的临床试验可以安全地进行。经典抗体对每个靶点有两个结合位点,赛诺菲的三特异性抗体对每个靶点只有一个结合位点。因此,三特异性的总结合强度或亲和力比典型抗体药物低数千倍。


Nabel解释说:「我们要做的是尽量减少off-target效应,最大限度地提高特异性能力」。当赛诺菲再次分析TGN1412的细胞因子风暴不良反应时,他们发现单一CD28特异性抗体不会产生毒性信号。SAR445257对非人类灵长类动物的毒性也可以接受。赛诺菲也在探索其他控制毒性的方法,包括替代的给药途径和周期。


征募NK细胞


Innate Pharma公司首席科学官Eric Vivier及其同事计划使用三特异性抗体来释放NK细胞的抗癌活性。NK细胞是一类先天免疫细胞,其特点是能够快速识别和消除威胁。Vivier推测,由于NK细胞的分布率是T细胞的十分之一,因此NK衔接器可能比T细胞衔接器具有更好的安全性。


Vivier和同事们把重点放在了NKp46和CD16上,它们是参与NK细胞活化的关键成员。NKp46是一种糖蛋白,在免疫细胞亚群中表达,对NK细胞功能尤为重要。「NKp46是目前已知的最特异的激活NK细胞受体」,Vivier说道。CD16在更广泛的免疫细胞上表达,但它在NK介导的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)中起着关键作用。因此,这两个靶点被推测能很好地协同工作。


临床前数据证实了这一点。去年在Cell杂志发表的一篇论文中,Vivier的团队测试了各种NK衔接器组合的活性。这些细胞要么仅通过NKp46要么通过NKp46和CD16两者招募免疫细胞,并通过CD19、CD20或EGFR结合癌细胞。双特异性抗体是活跃的,而三特异性抗体表现得更好。Vivier说:「当结合NKp46和CD16的作用时,基本上可以将效力提高1000倍。」


Innate现在正与阿斯利康合作开发基于NKp46的三特异性和多特异性候选药物。Vivier推测,能够结合一种以上癌症抗原的候选药物将可能受益于更高的特异性。Innate还与赛诺菲公司合作开发基于NKp46的双特异性抗体。目前还没有披露这些NK衔接器的进展时间表。但Vivier对目前的进展感到高兴,他说:「在这个阶段,我们认为三特异性衔接器的发展没有任何不利之处。」


鸡尾酒疗法取而代之?


在某些情况下,抗体组合疗法的表现可能与多特异性抗体一样好或者更好。就在赛诺菲将其三特异性T细胞衔接器推向临床的同时,Regeneron也在准备测试双特异性抗体组合策略,以达到类似的免疫治疗效果。


Regeneron癌症免疫学高级主任Dimitris Skokos说:「尽管人们对三特异性免疫细胞衔接器越来越感兴趣,但鸡尾酒疗法可能会达到类似或更好的效果。」


今年早些时候,他的团队展示了结合CD3和CD28的双特异性抗体如何组合以实现共同刺激T细胞的作用。他们在Science Translational Medicine上发表的报道说,这些药物的联合治疗效果优于单药疗法,同时也避免了与CD28相关的细胞因子释放综合征的风险。


对于Skokos来说,这种组合方法相比三特异性抗体具有更好的灵活性。以赛诺菲的SAR442257为例,该公司不得不预先确定CD3/CD28/CD38的比率。但是如果这个比例在临床需要调整呢?相比之下,使用鸡尾酒策略可以在试验中滴定测量药剂以优化活性。同样,如果共刺激信号的序列很重要,研究人员可以改变双特异性药物的给药顺序,以找出哪个时机最有效。


Regeneron的双特异性抗体组合疗法已经接近或者正在开展临床试验。例如,该公司计划在今年晚些时候开展评估CD28xMUC16双特异性结合CD3xMUC16双特异性或其PD1抑制剂cemiplimab联合治疗卵巢癌的临床试验。另外,Regeneron也已经在评估CD28xPSMA双特异性抗体与cemiplimab联合治疗前列腺癌的疗效。它还计划在今年晚些时候开始评估CD28xEFGR双特异性抗体联合cemiplimab的疗效。


Skokos说:「我们正在投入大量资金,推动使用我们的CD28共刺激双特异性平台的多种组合策略。」但这也不是说Regeneron已经放弃了三特异性抗体。他补充道:「我们对复杂的多靶标方法非常感兴趣,我们确实在探索。不过最终每个项目都需要根据自身的优点、临床前数据和临床机会进行评估。」


在赛诺菲,Nabel也在采取实证方法。「我不想给任何人留下这样一种印象:即我们对单抗/双抗/三抗有某种偏好」,他表示:「我们希望在任何医学应用中,使用我们能使用的最好的药物分子。」


参考资料:

1#Trispecific antibodies take to the clinic (来源:Nature reviews drugdiscovery)

2# Lan Wu et al. Trispecific antibodies enhance thetherapeutic efficacy of tumor-directed T cells through T cell receptorco-stimulation.Nature Cancer(2020)

3# Laurent Gauthier et al. Multifunctional Natural Killer Cell Engagers Targeting NKp46 Trigger Protective Tumor Immunity.Cell (2019)

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