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双特异性抗体在实体瘤中的研究进展

 鱼儿uy7olcl6da 2018-01-16
摘要  

背景

虽然肿瘤治疗取得了较大的进展,但由于肿瘤复发,耐药等问题仍难以治愈。因此,对于那些难治性或复发性患者开发新的治疗存在着迫切的需求。与其他常规治疗方法相比,免疫治疗具有特殊的优势。单克隆抗体(mAb),肿瘤疫苗,免疫检查点阻断以及最近的CAR-T和双特异性抗体(BsAb)是癌症免疫治疗的有力工具。在二十世纪八十年代中期,BsAb被提出用于治疗癌症。直到最近,BsAb被深入研究。 BsAb可以通过将效应细胞(如T细胞,NK细胞,巨噬细胞和单核细胞)转向肿瘤细胞,以非MHC限制的方式增强肿瘤杀伤。此外,BsAb不仅在治疗剂(例如免疫效应细胞,放射性核素)和靶标(例如肿瘤细胞)之间提供有效的连接,而且同时阻断两种不同的致癌介质如抗表皮生长因子受体(EGFR) HER2和抗EGFR×抗c-MET 。随着先进技术的发展,已经提出了许多不同的BsAb格式。根据Fc结构域,BsAb可以分为两种类型:IgG型和非IgG型。含有Fc结构域的IgG样分子保留了Fc介导的效应功能,如抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC),补体依赖性细胞毒作用(CDC)和抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP)突入孔,scFv-IgG和(IgG)2。无Fc的BsAb包括TandscFv,DART,TandAb,F(ab')2,双抗体和ImmTAC(图1)。Triomabs和BiTE是各种BsAb分子中最先进的BsAb形式。 BiTE是融合蛋白,由两个由短肽接头连接的单链可变片段(scFv)组成。其中一个scFv与T细胞上的CD3结合,另一个与肿瘤细胞上的表面抗原结合。Blinatumomab作为抗CD19 / CD3的BiTE抗体,已于2014年12月获得美国食品和药物管理局(FDA)批准用于治疗复发/难治性B前体急性淋巴细胞白血病(ALL)。由于缺乏Fc结构域,BiTEs血清半衰期短,阻碍了其临床应用。渗透性是治疗实体瘤的一个重要问题,由于分子量小(55KDa),BiTEs的通透性大于三分体。Triomabs作为IgG样分子,可以同时结合两种不同的肿瘤抗原,并通过Fc结构域与NK细胞,巨噬细胞和树突状细胞上表达的FcR相互作用。由于Fc结构域的存在,triomabs显示出比BiTE更低的血清清除率。尽管如此,三链体的强免疫原性和受损的通透性正是由Fc结构域引起的。2009年,EpCAM/CD3共同靶向的三联瘤联合卡介苗可被批准用于腹膜内治疗EpCAM阳性癌症患者的恶性腹水。


由BsAb介导的T细胞和肿瘤细胞的相互作用启动了T细胞的杀伤过程,包括CD3的活化,免疫突触的形成,T细胞的活化和增殖,细胞因子和细胞毒素颗粒的分泌,肿瘤细胞。 活化的CD8 +和CD4 + T细胞主要通过穿孔素和粒酶B裂解癌细胞。活化的T细胞分泌各种细胞因子,如IFN-γ,TNF,IL-2,IL-6和IL-10。除了上述机制之外,三联瘤还可以募集其他免疫细胞,如NK细胞,巨噬细胞等杀伤肿瘤细胞,介导T细胞与辅助细胞之间的协同刺激。 同时募集和激活不同的免疫效应细胞到肿瘤部位,通过上述不同的免疫杀伤机制消除潜在的肿瘤细胞(图2)。

目前,虽然实体肿瘤的临床疗效不如恶性血液病,但仍有大量研究报道,部分产品已进入临床试验阶段。 在这篇综述中,我们主要总结了BsAb在实体瘤中的相关研究(表1),并讨论了临床应用中的挑战和相应的方法。本文综述了EpCAM,HER家族,CEA,PSMA等实体肿瘤中普遍表达的抗原,以及针对这些抗原的BsAB也进行了广泛研究,在肿瘤免疫治疗中具有巨大潜力。

靶向抗原

EpCAM

EpCAM(CD326,17-1A)是一种39-40KDa的跨膜糖蛋白,可作为粘附分子。 EpCAM由大多数正常上皮组织表达,包括肺癌,结肠癌,胰腺癌,胆管癌,乳腺癌以及胚胎干细胞。与CD44,CD133和CD166类似,EpCAM也被认为是癌症干细胞(CSC)标记。 EpCAM的表达与上皮细胞增殖,分化和迁移有关。EpICD作为EpCAM的胞内结构域与Wnt通路相关,Wnt通路在转位至细胞核中时调节基因转录,导致细胞增殖和肿瘤形成。EpCAM在包括卵巢癌,乳腺癌,肺癌,胰腺癌,结直肠癌,头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)和胃癌在内的某些癌症中表达。EpCAM在35.6%乳腺癌标本中的表达通过免疫组织化学方法检测到,并且与预后不良有关。一项研究表明,EpCAM的高表达是乳腺癌淋巴结阳性预后不良的指标。同样,一项回顾性研究发现EpCAM在68.8%的上皮性卵巢癌(EOC)中过表达,并且与生存时间缩短有关,特别是在III-IV期和低分化的亚型。 EpCAM在86.5%的非小细胞肺癌(NSCLC)患者中高度表达。此外,在超过90%的HNSCC患者中检测到高水平的EpCAM表达。因此,靶向EpCAM的双特异性抗体为这些癌症的免疫治疗提供了有吸引力的选择。Triomab(例如卡妥索单抗)和BiTE(例如MT110)是两种主要类型的抗EpCAM×抗-CD3 BiAb。卡妥索单抗(Removab)是完整的三功能双特异性抗体,由靶向EpCAM的鼠IgG2a,靶向CD3的大鼠IgG2b和募集不同免疫效应细胞的Fc片段组成。2009年4月,欧盟批准了用于治疗恶性腹水。通过将FaDu细胞系(HNSCC)的肿瘤球状体与外周血单核细胞(PBMC)共培养来评估卡妥索单抗的三重功能。结果表明,卡妥索单抗的三个功能部分对于整个抗肿瘤活性是必需的。施密特等。研究了通过与肿瘤细胞和PBMC共培养的卡妥索单抗介导的调理作用。在他们的研究中,使用卡妥索单抗的调理作用导致PBMC活化并破坏EpCAM阳性肿瘤细胞。为了评估卡妥索单抗的免疫调节作用,Zitvogel等人开发了恶性腹水体外实验模型。他们发现卡妥索单抗激活并将T细胞转化为炎性CD4 +和CD8 + Th1细胞,并刺激了IFN-γ的分泌。另外,卡妥索单抗促进CD16 +细胞表达TRAIL和共刺激分子CD40和CD80。另一组研究腹膜内注射卡妥索单抗后6例恶性腹水患者的免疫学变化。他们发现腹腔内NK细胞,巨噬细胞和T细胞的积累。同时,通过腹膜内(i.p.)catumaxomab输注诱导T细胞活化分子CD69和CD38。卡妥索单抗促进IFN-γ和IL-2的分泌,而其功能在腹水的免疫抑制微环境中受到抑制[47]。在一项开放标签的剂量递增临床试验中,16例EpCAM阳性实体瘤患者入组并接受卡妥索单抗治疗。抗肿瘤效果并不理想:2例患者病情稳定,9例患者有疾病进展,其余患者无法评估。研究结果确定,静脉注射卡非司马
单抗的最大耐受剂量(MTD)为7μg/ kg。细胞因子释放相关症状和肝毒性被认为是主要不良事件(AEs)。在一项大型II/III期试验中,纳入了258例上皮性癌恶性腹水患者。总患者由129名卵巢癌患者和129名非卵巢癌患者组成。每组85例患者均采用腹腔穿刺加卡介苗瘤治疗,另外44例患者单独穿刺穿刺。卡莫司单抗组(77天)和对照组(13天)的下次穿刺时间差异显着。无刺激生存期和总生存期(OS)在卡妥索单抗组中也表现出有利的趋势。另外,与对照组相比,在胃肠道肿瘤患者中观察到腹水的体征和症状更少。与卡妥索单抗有关的副作用是可逆的和可控的。在另一个I期临床试验中,招募了21位NSCLC患者,其中15位使用卡妥索单抗,并评估了剂量限制性毒性(DLT)和MTD。 5个剂量递增水平范围从2μg/ kg到7.5μg/kg。在剂量水平IV和V中,观察到ALT,AST和γ-GT的3级和4级升高,其被确定为DLT。不过,肝酶的升高是可逆的。 在剂量水平III(5μg卡非司瘤)中测定MTD。此外,在15个可评估的患者中,在28天内没有观察到HAMA/HARA(人类抗小鼠/人类抗大鼠抗体)。23例恶性腹水难治性卵巢癌患者腹腔内治疗。在I/II期研究中的卡妥索单抗。i.p.的卡妥珠单抗显着降低腹水产量。在输注期间,23名患者中仅有1名需要穿刺。 有希望的是,没有观察到严重的不良事件。

MT110(solitomab)是由两种scFv组成的BiTE双特异性抗体。其中一个scFv与在肿瘤细胞上表达的EpCAM结合,另一个与T细胞上的CD3结合。靶向EpCAM和CD3的BsAb延长了淋巴细胞和癌细胞之间的接触时间。通过MT110,T细胞可以有力地识别和裂解靶肿瘤细胞。裂解的机制主要取决于孔的形成和凋亡。包括半胱氨酸蛋白酶活化,PARP切割和DNA断裂在内的裂解过程主要由粒酶B和穿孔素介导。MT110对化疗耐药卵巢癌细胞株具有较强的抗肿瘤作用。当与自体肿瘤相关的T细胞和来自腹水的EpCAM +卵巢癌细胞孵育时,MT110上调T细胞活化标志物的表达并增强其对恶性细胞的细胞毒性。CSCs可能是负责,至少部分是抗化疗和肝细胞癌(HCC)复发。EpCAM被认为是HCC中的CSC标志物。在上述基础上,Blaudszum等人使用抗EpCAM单克隆抗体1H8和抗CD3单克隆抗体的scFv生成EpCAM/CD3 BiTE。他们的结果表明,1H8/CD3在体外和体内有效地根除CD133 + EpCAM + HCC CSC和EpCAM + HCC细胞。EpCAM/CD3-BiTE在体外以较低的效应物与靶比率有效地杀死了结肠癌细胞系,并显着限制了异种移植模型中的卵巢癌生长。另一项研究显示,MT110消除了结直肠癌细胞和干细胞。一些研究还表明,MT110可以在体内和体外根除胰腺癌的原发性癌细胞和CSCs。

Mus110是EpCAM和鼠CD3的BiTE双特异性抗体,其结构类似于MT110。在乳腺癌和肺癌小鼠模型中,Mus110显示出低至5μg/kg的有效抗肿瘤活性,但是小鼠可以耐受高达400μg/kg的mus10的高剂量。研究表明,mus110在小鼠中的不良事件主要是由于急性T细胞激活。mus110在小鼠中的治疗窗口和目标相关的副作用可能是人类MT110的预测。众所周知,与triomabs相比,BiTE不能介导缺乏Fc区的ADCC,CDC和ADCP。然而,针对EpCAM和CD16的BiTE抗体募集先天免疫细胞,然后诱导有效的ADCC,并且增强了过表达EpCAM的人癌的杀伤作用。IL-2激活的淋巴细胞与三功能BsAb抗EpCAM和CD3诱导黑色素瘤小鼠模型的长效抗肿瘤作用。令人鼓舞的是,没有观察到移植物抗宿主病(GVHD)。一项研究表明TRAIL与EpCAM×CD3双特异性抗体结合的淋巴细胞延长了TRAIL及其受体在肿瘤细胞上的暴露时间并增强了抗肿瘤反应。此外,新型重组抗体E3Bi增强了活化的T细胞(ATC)在具有高EpCAM表达的肿瘤细胞系中的特异性细胞毒性,并且显着抑制了小鼠模型中的肿瘤生长。 EpCAM +肿瘤细胞上的EpCAM和T细胞上的CD3共同靶向的BsAb HEA125×OKT3介导了肿瘤细胞和T细胞的相互作用,导致了免疫突触的形成和T细胞的激活。 

HER family

被称为HER家族的受体酪氨酸激酶家族由四个成员组成:EGFR(也称为ErbB1/HER1),HER2,HER3和HER4。HER1-4在控制和调节细胞生长,分化,迁移和死亡方面起着举足轻重的作用。EGFR作为肿瘤相关抗原在各种恶性肿瘤如NSCLC,成胶质细胞瘤,胰腺癌,HNSCC,肾癌和结直肠癌(CRC)的细胞表面上过度表达。 HER3已被确定为与配体以及PI3K信号通路相互作用的关键分子。 与其他成员相比,我们不太了解HER4。研究表明HER4是乳腺癌患者OS有利的预后指标。基于上述原因,HER家族成员作为免疫治疗的有吸引力的靶标,特别是在BsAb的应用中。

抗EGFR单克隆抗体(如西妥昔单抗和帕尼单抗)在EGFR过度表达肿瘤中的应用已经有多年的市场。然而,有研究表明,KRAS和BRAF基因突变的CRC患者抗HER2单克隆抗体的治疗效果并不理想。使用西妥昔单抗结合结构域的T细胞参与BiTE抗体,帕尼单抗在CRC细胞系的KRAS和BRAF突变以及异种移植模型中仍然具有有效的抗肿瘤活性。成胶质细胞瘤过度表达野生型EGFR,EGFRvIII和HER2,所以它们都被认为是有吸引力的免疫治疗靶点[77]。靶向EGFR和HER2的BsAb可能是治疗成胶质细胞瘤的有效策略。一组研究了用化学杂交的抗CD3×抗HER2(HER2Bi)和/或抗CD3×抗EGFR(EGFRBi)武装的ATC的抗肿瘤活性。结果表明,武装ATC显着杀死了恶性胶质瘤细胞系(U87MG,U118MG和U251MG)和原代胶质母细胞瘤细胞系。此外,已经检测到三种Th1细胞因子(IFN-γ,GM-CSF和TNF-α)和一种Th2细胞因子(IL-13)的分泌增加。EGFRBi武装的CIK细胞在体外和体内EGFR阳性胶质母细胞瘤显示出显着的抗肿瘤作用。由Solomon等人领导的临床研究检查了靶向EGFR的紫杉醇微载体(EGFRminicellsPac)的安全性。完成1期治疗的22例患者中,10例病情稳定,12例进展。最常见的与治疗有关的AE是寒战和发热。1×1010 CIK细胞的数量被认为是MTD。一般来说,这项研究报道了EGFR微细胞可以安全地给予晚期实体瘤患者。

有证据表明,完全人HER2/CD3 BsAb通过刺激肿瘤浸润淋巴细胞的激活和增殖来有效延迟乳腺癌的生长。最近,Lum及其同事进行了I期试验。用输注2.5,5,10和200亿单位的HER2Bi武装的ATC治疗8位去势抵抗性前列腺癌(CRPC)患者。一名患者获得了部分反应,七名患者中的三名患者的PSA水平显着下降。两名患者的Th1细胞因子增加。另外,没有观察到剂量限制性毒性。另一项I期临床试验用于检测23例IV期乳腺癌患者中HER2Bi携带的ATC联合白细胞介素2(IL-2)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)的安全性和有效性。 22名可评估患者中有13名达到稳定的疾病状态,其余患者有进行性疾病。所有患者的中位OS为36.2个月,HER2 3+组为57.4个月,HER2 0-2 +组为27.4个月。包括寒战,发热,头痛,疲劳和低血压在内的主要副作用是可控的和可逆的。MTD没有达到。令人鼓舞的是,这一策略在可评估患者中诱导了内源性细胞毒性和细胞因子应答。Ertumaxomab作为一种三功能抗体,可以消除肿瘤细胞系

HER2表达水平。然而,曲妥珠单抗介导的细胞毒性取决于HER2的高表达,因为曲妥珠单抗和ertumaxomab的HER2结合位点位于不同的位置。 Kiewe等人进行了I期临床试验。确定ertumaxomab在转移性乳腺癌患者中的安全性和有效性。17名登记患者中的15名完成了三个递增剂量的ertumaxomab(10-200 Ag)的研究。15位可评价患者中有5位显示出抗肿瘤应答,包括一个完全应答,两个部分应答,以及两个稳定疾病。输注150μg/kg和200μg/kg的患者发生严重的毒性。因此,建议100μg/ kg作为MTD。人类抗小鼠抗体(HAMA)在第41天在16位可评估患者中的4位(25%)中被诱导。 HER2阳性晚期实体瘤患者14例入选另一期I期试验。患者在每周递增给药方案中用三功能抗体ertumaxomab治疗。在11例可评估的患者中有3例出现了对ertumaxomab治疗的临床反应,包括1例部分缓解和2例疾病稳定。治疗相关的毒性是轻微的,完全可逆的。

四聚双特异性抗体同时靶向EGFR和CD16,然后对EGFR表达的肿瘤细胞表现出细胞毒性。MDX-447是组合人源化Fab抗FcγRI(CD64)和人源化Fab抗EGFR的双特异性抗体。与HER2/neu过表达的乳腺癌患者的粒细胞集落刺激因子(G-CSF)联用时,另一种双特异性抗体MDX-210共同靶向HER2/neu和FcγRI增加了体外的功效。因此,进行I期临床研究以确定MDX-447在有和没有重组人G-CSF的情况下对晚期实体瘤患者的安全性和有效性。 研究结果表明单独使用MDX-447的耐受性一般,但是MDX-447和G-CSF的组合不是。

靶向HER家族的个体成员如EGFR或HER2导致有限的抗肿瘤活性。 BsAb不仅将效应细胞重定向至靶肿瘤细胞,而且还结合两种受体并阻断下游信号传导途径。抗EGFR/HER2双特异性抗体有效抑制乳腺肿瘤的生长。另一种靶向HER2 / HER3的BsAb在前列腺癌中克服了调蛋白诱导的对PI3K抑制的抗性。 MM-111,由经修饰的人血清白蛋白(HSA)连接的人抗HER2和抗HER3 scFv组成的双特异性抗体阻断HER2过表达细胞中的HER3和PI3K途径,并抑制异种移植模型中的肿瘤生长。与曲妥珠单抗或拉帕替尼组合的MM-111在HER2过度表达的肿瘤中显示有效的抗肿瘤能力。 EGFR和HER3的磷酸化激活了下游的Ras/MAPK和(PI3K/AKT信号通路,这有助于细胞生长和增殖。EGFR或HER3的单特异性抗体不能完全抑制增殖和存活信号。Sliwkowski等人构建了抗HER3和EGFR的二合一抗体(即MEHD7945A),并在体外和体内检测了其功能。研究结果表明,MEHD7945A不仅有效地抑制了EGFR和HER3的受体磷酸化,而且增强了吉西他滨介导的体外和体内细胞毒性。此外,MEHD7945A的皮肤毒性在异种移植模型中显着低于单特异性抗体。此外,HER家族成员和其他受体的结合也增强了治疗结果。例如,EGFR×c-MET双特异性抗体JNJ-61186372增强了EGFR突变型肺癌细胞的杀伤。BsAb共同靶向EGFR和VEGFR2通过抑制受体的磷酸化并阻断PI3K/AKT和MAPK信号通路来促进抗肿瘤活性。EGFR和胰岛素样生长因子-1受体(IGF-1R)在细胞增殖和肿瘤进展中起重要作用。因此,靶向EGFR和IGF-1R的双特异性抗体XGER表现出有效的抗肿瘤效力。Negrin等人研究了BsAb抗HER2×癌抗原-125(CA125)与CIK细胞对原发性卵巢癌的能力。结果提示CIK细胞与BsAb的细胞溶解活性显着高于单独的CIK细胞。研究表明,在原发性乳腺癌中,CEA阳性65%,HER2阳性19%,两种抗原均为12%。因此,在同一细胞上同时靶向HER2和CEA的双特异性抗体明显增强肿瘤定位。 

CEA

CEA是属于CEA相关细胞粘附(CEACAM)超家族的180-200KDa糖蛋白。 CEA在包括结肠,胃,食道,舌头,子宫颈和前列腺的各种正常组织中表达水平低。在生理条件下,CEA在正常上皮细胞的顶端表面和管腔部分表达。但在癌组织中,CEA过度表达,失去极化分布。此外,CEA从磷脂酶的癌细胞表面被切除,导致血清CEA的增加。CEA的血液水平目前被用作诊断和预后指标,以及治疗后患者的监测指标。已证明血清可溶性CEA水平不影响CEA/CD3 BsAb的肿瘤抑制。过表达恶性肿瘤的CEA包括结直肠癌,胃癌,肺癌,乳腺癌,胰腺癌和其他癌症。CEA作为一种特征明确的肿瘤相关抗原(TAA),在癌症的粘附,迁移和侵袭中起着至关重要的作用。因此,它已成为免疫治疗的一个关键目标,包括基于抗体的CEA阳性实体瘤治疗。

MEDI-565(AMG211,MT111)作为介导针对CEA阳性肿瘤细胞的T细胞介导的细胞毒性的BiTE抗体,与CEA抗原密度呈正相关,无论肿瘤细胞系(包括BRAF,KRAS,PTEN, PI3KCA和TP53。MEDI-565识别全长但是不是CEA的短剪接变体中的非线性表位。CEA剪接变体既不影响MEDI-565与全长CEA的结合,也不影响MEDI-565诱导的T细胞激活和细胞毒性。在体外,由MEDI-565重定向的正常的供体和癌症患者衍生的T细胞诱导了对来自转移性结直肠癌患者的CEA阳性肿瘤细胞的细胞毒性,并且之前用化学疗法治疗过。在小鼠异种移植模型中,MEDI-565在低浓度(1ng/ml)下也显着抑制肿瘤生长,而没有共刺激剂的帮助。在一项多中心的I期开放标记研究(NCT01284231)中,共有39例晚期胃肠道腺癌患者入选,在第1天至第5天的3天内静脉注射MEDI-565,并进行为期28天的地塞米松预辅食治疗。研究结果显示,11例患者病情稳定。39名患者的中位总生存期为5.5个月,MEDI-565的MTD为5mg。恶心,呕吐,腹部和疲劳被认为是最常见的不良反应。在治疗过程中,19名患者检测到高水平的抗药物抗体。像其他BiTE一样,MEDI-565显示快速清除和短半衰期。我们知道,最近的研究集中在检查点封锁上。 MEDI-565联合抗PD1和/或抗PD-L1抗体可显着增强T细胞的细胞毒活性。Bacac等人开发了一种新型的基于IgG的T细胞双特异性(TCB)抗体的CEA TCB(RO6958688)。CEA TCB是头对尾的2:1 T细胞双特异性抗体,包含CEA的二价结合位点和CD3的单价结合位点。CEA TCB显着消除小鼠模型中表达CEA的异种移植肿瘤。此外,观察到在肿瘤组织中浸润的免疫细胞的数量,导致高度发炎的肿瘤微环境。该组还表明,CEA TCB的活性与CEA表达正相关。有效的靶细胞裂解需要至少约10,000个CEA结合位点。另一项研究结果表明,CEA TCB有效增加了肿瘤相关T细胞的数量,并且在体外和体内在24小时内诱导了肿瘤细胞的死亡。此外,研究人员还通过荧光成像观察了多种T细胞与肿瘤细胞在体内的长时间相互作用。目前正在进行由霍夫曼·拉罗什(HoffmannLa Roche)领导的I期研究(NCT02324257),该研究着眼于CEA TCB对晚期CEA阳性实体瘤患者的安全性和可行性。

通过串联连接两个单域抗体,抗CEA和抗CD16,构建了新的双特异性抗体BiSS(具有单域,单域抗体的双特异性抗体)。BiSS表现出有力的NK细胞募集和对CEA阳性肿瘤细胞HT29和LS174T的细胞毒性。在体内研究中,BiSS也显着限制了癌症的进展。另一个单链抗体双特异性抗体(抗CD16×抗CEA)ss-Fc与CH3“结合成孔”也显示出强效的体外和体内抗肿瘤活性。与单链串联scFv(例如BiTE)相比,双链双抗体以靶细胞依赖的方式诱导T细胞活化的增殖,这可以降低对正常组织的毒性。然而,双链抗体的不平衡表达是其功能的一个限制。加入来自口蹄疫病毒的2A自我加工肽和双链双抗体基因平衡了双抗体链的分泌并最大化了组装的双抗体的最终量。由于在细胞周期中的重要作用,肿瘤坏死因子α(TNF-α)被认为是潜在的肿瘤治疗策略。然而,TNF-α的浓度不足以显示其抗肿瘤活性。因此,Azria等人开发了抗肿瘤坏死因子-α×抗CEA双抗体联合TNF-α和放射治疗增强裸鼠胰腺肿瘤移植瘤的生长控制。

放射免疫疗法(RIT)是一种分子靶向治疗,其使用靶向特定肿瘤抗原的mAb将放射性核素递送至肿瘤部位并杀死肿瘤细胞。 RIT在治疗血液系统恶性肿瘤中的应用取得了可喜的成果,但在实体瘤中没有发现。RIT在实体瘤中的主要限制是骨髓暴露和中等肿瘤/非肿瘤比率引起的血液学毒性。随着重组和人源化mAb的发展,使用BsAb的预靶向放射免疫疗法(pRIT)正在成为潜在的治疗方法。pRIT的经典两步法是给予血液足够的时间用于肿瘤摄取和清除循环中过量的BsAb,然后注入放射性标记的半抗原,最后过量放射性标记的半抗原从血流中清除(图3)。由于CEA在几种癌症中的广泛表达谱,许多研究者研究了预靶向BsAbs抗CEA抗半抗原。

TF2是三价人源化双特异性抗体,其由两种抗CEA Fab片段和通过坞和锁方法连接的抗组胺 - 琥珀酰 - 甘氨酸(HSG)Fab片段组成。使用双特异性抗CEA×抗二乙烯三胺五乙酸(DTPA)抗体和放射性标记的肽的预靶向策略由于放射性标记的肽从循环中快速清除而显着改善肿瘤/血液比率。抗CEA /抗DTPA-铟复合物BsAb与放射性标记的脂质体结合以携带高放射性核素活性,从而优化实体瘤的预靶向RIT 。在异种移植小鼠模型中,抗-CEA /抗-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(DOTA)双特异性抗体表现出低的肿瘤靶向性和快速血液清除,但是特异性肿瘤摄取和低的正常组织积累BsAb仍然提高了RIT的疗效。 Karacay等人在人结肠癌异种移植物中进行预靶向肽和直接放射性标记的IgG之间的比较。该研究表明,BsAb预靶向策略充分增加了肿瘤的放射性剂量,并且比常规RIT引起的血液毒性更低。为了增加肿瘤-血液比率,开发了三步协议,即基于两步加入抗生物素蛋白追踪程序。追赶迅速从循环清除了BsAb水平,从而降低了血液和骨髓暴露的半抗原浓度。 13例非甲状腺髓样癌(non-MTC)和9例甲状腺髓样癌(MTC)患者入选I期优化临床试验。将75mg/m2剂量的BsAb输注给11名患者。将40mg/m2剂量的BsAb输注至其余患者。5天后,所有患者接受了1.9-5.5GBq的131I-di-DTPA。结果表明,40 mg/m2的BsAb和5天的时间间隔可能是更好的耐受性的时间表。进行II期临床试验(NCT00467506)以确定抗CEA×抗DTPA BsAb和131I-diDTPA-铟二价半抗原在进行性转移MTC患者中的有效性和安全性。45名患者参加了这项研究,但42名完成了设计的程序,可评估疗效,不良事件和反应评估。研究结果表明76%的患者有效的治疗反应包括疾病控制。中位无进展生存期(PFS)为13.6个月,中位OS为43.9个月。主要的亚急性不良事件是骨髓暴露相关的血液学毒性。此外,观察到pRIT后56.7%的患者降钙素倍增时间(DT)显着增加。降钙素DT被认为是独立的预后因素。在RenéGauducheau中心的另一项I/II期试验(NCT01221675)中,9名表达CEA的晚期肺癌患者接受TF2和IMP288二价HSG肽治疗。该程序包括一个治疗前的成像会议和一个疗程。预定位延迟时间为24或48小时。最后,一名患者死亡(不考虑治疗相关),8名患者进行了药代动力学,剂量学,毒性和反应的评估。研究结果表明,增加TF2剂量和缩短预靶向延迟有利于肿瘤摄取而不增加对正常组织的毒性。所有患者在每次TF2和肽输注之前都用抗组胺药和皮质类固醇预处理,因此只有一名患者使用抗人TFHA> 50ng/ml的人抗人抗体(HAHA)进行检测。

具有放射性标记的半抗原的BsAb是一种敏感的诊断工具。具有68Ga或18F-半抗原肽的双特异性抗体预靶向正电子发射断层摄影术(PET)显示出在CEA阳性肿瘤中的特异性靶向和在正常组织和CEA阴性肿瘤中的低摄取。与直接放射性标记的抗体相比,具有124I标记的半抗原肽的BsAb抗CEA×抗半抗原显着增加肿瘤摄取和肿瘤与血液的比率。此外,BsAb预靶向显示从正常组织中快速清除,并在1-2小时内清晰显示肿瘤。 TF2在肿瘤细胞表面的预靶向CEA,然后加上Ga标记的半抗原对CEA的可视化具有明显的敏感性。此外,证明BsAb预靶向对微转移肿瘤成像具有高度的选择性,并且比18F-FDG具有更好的对比度。因此,单光子发射计算机断层扫描(SPECT)和PET预先靶向TF2可能成为改善转移性CEA阳性恶性肿瘤成像的有希望的方法。与传统的99mTc标记的CEA特异性F(ab')相比,BsAbpretargeted 99mTc放射性示踪剂增加了10倍的放射性信号,显示出更快地从循环和其他正常组织中清除。包括14名原发性结肠直肠癌患者,并施用抗CEA×抗Di-DTPA BsAb和111In-标记的二-DTPA肽以评估成像效果。单独接受111In-肽的三名患者之一显示低的肿瘤摄取。接受BsAb联合111In肽的11例患者中有9例观察到肿瘤。结果提示,使用低剂量BsAb和111In-标记的肽,预靶向成像是有前途的诊断策略,两种药剂输注之间的最佳延迟时间为4天[142]。使用抗CEA和68 Ga标记的肽治疗转移性甲状腺髓样癌患者的另一项关于免疫-PET的临床试验显示30 h是最有利的延迟。

PSMA

PSMA是一种膜结合蛋白,可在前列腺癌细胞表面以及大部分实体瘤的新生血管中选择性表达。PSMA在前列腺癌的所有阶段均有表达,且表达水平呈负相关 与雄激素水平。PSMA通过MAPK-ERK1/2和PI3K-AKT途径在前列腺癌的进展中发挥重要作用。此外,它还可以作为显像剂检测肿瘤转移部位的靶点。因此,PSMA被认为是前列腺癌免疫治疗的有吸引力的靶点。

作为PSMA/CD3双特异性BiTE抗体的BAY2010112(AMG212,MT112)结合于在前列腺癌细胞系和PSMA cDNA转染的细胞系中表达的PSMA,并介导T细胞以体外消除靶细胞。BiTE抗体每天静脉注射(静脉注射)0.005 mg / kg,有效抑制肿瘤生长。 BYA2010112诱导了靶细胞依赖性激活和T细胞释放的细胞因子。在BAY2010112的帮助下,T细胞对PSMA阳性细胞系表现出有效的细胞毒性。与i.v相比皮下(s.c.)注射BAY2010112显着抑制肿瘤形成并诱导皮下异种移植免疫缺陷NOD/SCID小鼠肿瘤消退。另外,BAY2010112的生物利用度在皮下后约为18%。在小鼠中施用。目前,BAY2010112正在进行剂量递增I期临床试验(NCT01723475)。将招募具有去势抵抗性前列腺癌的患者,并用不同剂量的BAY2010112进行治疗。本研究的主要目标是确定BAY2010112的安全性,耐受性和MTD。次要目标是评估BAY2010112的药代动力学和临床疗效。MOR209/ES414是一种新型的人源化BsAb,其被设计为通过将T细胞的细胞毒性重新定向为针对表达PSMA的前列腺癌细胞来治疗转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)。MOR209/ES414诱导T细胞活化和增殖,并在体外溶解肿瘤细胞。在鼠异种移植模型中,MOR209/ES414对肿瘤也有明显的抑制作用,延长了存活时间。NOD/SCIDγ(NSG)小鼠外周血中MOR209/ES414的半衰期为4天。正在进行mCRPC患者的MOR209 / ES414的I期研究(NCT02262910)。该研究由Aptevo Therapeutics进行以评估MOR209/ES414的耐受性,药代动力学(PK),药效学(PD),免疫原性,细胞因子应答和临床活性。 AntiPSMA×抗-CD3 BsAb可特异性结合表达CD3的Jurkat细胞和表达PSMA的C4-2细胞,并有效促进T细胞裂解靶细胞的功能。 PSMA×CD3双抗体在C4-2肿瘤异种移植物中显示出对肿瘤生长的有效抑制。激活后,CD4 +和CD8 + T细胞主要通过基于perforingranzyme的途径扩增并杀死前列腺癌细胞,而FasL通路起辅助作用。 

结论

在这篇综述中,我们总结了目前针对实体瘤的BsAb的临床前和临床研究,特别是抗EpCAM,HER家族,CEA和PSMA。总之,BsAb的临床前研究显示出强效的抗肿瘤效力,但是大多数临床试验的结果没有达到我们的预期。在实体瘤中,寻找合适的靶点是成功的免疫治疗的第一步。BsAb的理想靶点是在恶性细胞表面均匀表达的肿瘤特异性抗原,并在肿瘤发生中起关键作用。尽管在各种肿瘤细胞中有许多抗原表达,还需要努力寻找更合适的抗原来提高特异性。无Fc BsAb的缺点是由于其小分子量造成的短半衰期。为了克服这一局限性,研究人员开发了多种方法,包括聚乙二醇(PEG)与小分子蛋白的化学偶联,与重链片段(Fc/CH3)或HSA的融合。在这些方法中,重组BsAb分子与HSA的融合显着增加了循环时间,但不降低重组BsAb的结合能力。此外,在实体瘤中成功应用BsAb还存在一些障碍,例如对正常组织的毒性和低的肿瘤/血液比率。例如,与pRIT的两步法相比,三步法显着提高了肿瘤/血液的比例。基于卡妥索单抗,blinatumomab,solitomab和其他BsAbs,Trivedi等人总结了BsAb的临床药理学,药理学和生物分析的挑战以及可能的解决方案。通过不断的努力,调查人员可以找到更好的方法来克服这些挑战。

 参考文献:

Yu S, Li A, Liu Q, et,al. Recent advances of bispecific antibodies in solid tumors.J Hematol Oncol. 2017 Sep 20;10(1):155.

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