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基于双特异性抗体的疗法:优势和挑战

 生物_医药_科研 2019-07-02
摘要:

基于单克隆抗体的靶向治疗极大地改善了患者的治疗选择。然而,这些抗体的长期功效受到抗性机制的限制。对肿瘤逃避免疫控制的机制的新见解推动了创新的治疗策略,通过将免疫细胞转向肿瘤来消除癌症。蛋白质工程技术的进步已经产生了多种双特异性抗体(BsAb)形式,能够将靶向多种抗原作为单一药剂。已经批准的两个BsAb和三个检查点阻断mAb代表了抗体构建体使用的范例转变。由于BsAb可以直接将免疫细胞靶向肿瘤,因此耐药性和严重不良反应大大减少。下一代“双特异性或多特异性抗体”的浪潮使多个候选物进入正在进行的临床试验。在这篇综述中,我们专注于血液系统恶性肿瘤的临床前和临床研究,并讨论BsAb对实体瘤成功有限的原因。

1.介绍

1.1 BsAbs的历史里程碑

Aalberse等人最早观察和识别抗体分子的天然双特异性。证明了双特异性IgG4杂合分子翻译后形成的随机性[1]. 后来,IgG4抗原结合片段(Fab)臂交换的机制显示在特定的局部氧化还原条件下体内发生[2].在用胃蛋白酶裂解IgG分子后,在单个分子中人工组合两个抗原结合位点的想法来自Nisonoff,以产生用于形成具有混合特异性的抗体的单价F(ab')2片段[3].后来,Köhler和Milstein开发了杂交瘤技术,这种技术成为产生双特异性抗体的广泛方法,后来被称为quadromas [4,5].然而,由于各种重(H)和轻(L)链的组装不同,所需的一对双特异性H/L链的产率极低。通过F(ab')2分子的化学交联进一步提高双特异性抗体的产量[6].

1984年[7–10],Staerz等报道了第一种可以募集T细胞以抑制体内肿瘤生长的BsAb。在20世纪90年代早期,使用通过四色技术或通过化学异源共轭产生的BsAb开始了几个1期临床研究。大多数基于quadroma技术的试验停止有两个原因:1)人类抗小鼠抗体(HAMA)对鼠抗体的反应在大多数治疗的患者中降低了BsAb的功效,从而限制了多次输注,以及2)难以制造大量均质量的BsAb。使用化学缀合的双特异性F(ab')2分子对大多数上皮癌中表达的HER2或EGFR抗原进行使用BsAb的第二波临床试验。BsAb的第二特异性针对FcγRI(CD64)以募集单核细胞/巨噬细胞和活化的嗜中性粒细胞。共同施用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)以诱导嗜中性粒细胞的增殖和活化,其构成白细胞群的60-70%。在BsAbs MDX-210(靶向HER2和CD64),MDX-H210(人源化形式的MDX-210)和MDX-447(靶向EGFR和CD64)的临床试验中未观察到一致的抗肿瘤活性[11–15].为了解这些试验中缺乏临床反应,进行了临床前实验,结果显示,即使用IFN刺激人嗜中性粒细胞,可测量的肿瘤细胞裂解也需要高BsAb浓度和至少40:1的高效应细胞与靶细胞比例。 IFN-γ和G-CSF [16].通过用天然杀伤细胞和巨噬细胞表达的FcγRIII(CD16)替换CD64来修改该方法。使用该方法制备的新BsAb HRS-3 /A9在霍奇金病(HD)中显示出令人鼓舞的临床结果。用针对CD30抗原的F(ab')2 BsAb治疗的终末期HD患者的第一次临床试验显示,15名接受治疗的患者中有一例完全缓解(CR)和一例部分缓解(PR)[17].另外15例终末期HD患者的第二次试验显示,4天连续输注BsAb诱导了4例患者(一例CR和3例PR)的客观反应[18].另外的临床研究被BsAb的低产量和高免疫原性排除

这些限制导致Genentech [19]Carter等人描述的CH3结构域的Knobs-into-Holes异二聚化的出现。虽然这种技术提高了产量,但它仍然受限于使用常见的轻链和/或缺乏适当的糖基化[20].较新的重组工具产生单链可变片段(scFv)抗体分子,单链BsAb和单链串联Fv双特异性[21,22].创新的蛋白质工程现在已经产生了大量的形式,从双特异性纳米抗体到四特异性四价全IgG基分子[23,24].大多数BsAb旨在将免疫细胞重定向到肿瘤部位[25]它们诱导免疫突触形成,免疫细胞活化,细胞因子分泌和增殖导致肿瘤溶解。尽管全世界仅有两种BsAb被批准用于治疗癌症(下文),但30种BsAb正在进行癌症治疗的临床开发。

2.用于癌症治疗的双特异性抗体的形式

BsAb是用于免疫疗法的治疗应用的第二代抗体。BsAb平台的关键策略之一是通过将抗CD3或抗Fc受体(FcR)结合结构域与抗肿瘤结合结构域组合来募集免疫效应细胞。BsAb有两种主要形式,1)免疫球蛋白G(IgG)样分子,和2)非IgG样分子。IgG样BsAb提供Fc介导的效应功能,例如抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC),补体依赖性细胞毒性(CDC)和抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP),并保留与Fc相关的物理特性。 包括血清稳定性和标准化纯化方法。非IgG样BsAb的优点是它们的尺寸较小,由于缺乏Fc区,因此能够增强组织穿透并减少先天免疫细胞的非特异性激活。然而,由于尺寸较小,半衰期短是一个问题。前两种临床批准的BsAb,即Remova(catumaxomab)和Blincyto(blinatumomab)分别代表这两种BsAb形式。

Catumaxomab(Fresenius Biotech,德国)是一种鼠IgG2a抗CD3半抗体,与大鼠/小鼠四倍体产生的大鼠IgG2b抗上皮细胞粘附分子(EpCAM)半抗体配对,于2009年在欧洲批准用于治疗卵巢癌恶性腹水[26,27].Catumaxomab是“三功能的”,因为它的单价可变结构域分别靶向肿瘤细胞和T细胞,而Fc结构域进一步募集先天免疫细胞到肿瘤[26,27].嵌合Fc区优先识别巨噬细胞,树突细胞(DC)和NK细胞上的Fcγ受体(FcγR)I型(CD64),IIα(CD32a)和III(CD16),以将它们重定向至肿瘤细胞。这种策略增强了T,B和DC的相互作用,高水平的Th1 细胞因子负责免疫细胞的募集和下游激活[28].然而,由于T细胞的广泛激活,最大耐受剂量很低,特别是静脉注射[26,27].

Blinatumomab(Amgen,Thousand Oaks,CA)是美国FDA批准用于治疗急性淋巴细胞白血病(ALL)的第一种BsAb。Blinatumomab被设计为具有两种特异性:一种针对CD3,另一种针对CD19,使用由Micromet开发的Bi特异性T细胞Engager格式(BiTE)。BiTE具有吸引力,因为它们在亚皮摩尔浓度下重定向T细胞的细胞毒性,导致体内血液系统恶性肿瘤的持续激活,增殖和连续杀伤[29,30].然而,在临床治疗中,由于半衰期短,给药仅限于持续输注[31].BiTE介导的特异性靶细胞和T细胞之间的免疫突触[32,33]导致肿瘤溶解和促进T细胞活化和增殖的细胞因子/趋化因子的释放[32,34].这些特征表明,BiTE介导的细胞毒性不需要预先激活T细胞[33],虽然增强了CD33/CD3 BiTE抗体的抗肿瘤活性构建体,AMG 330,在T细胞共受体调节(CD80 / CD86 / CD28)或阻断与抑制性配体,PD-L1和PD-L2的相互作用后明显[35].

3.用于血液恶性肿瘤的非IgG样BsAb形式

3.1 急性淋巴细胞白血病(ALL

3.1.1 所有的BiTE

在诱导化疗和完全缓解后持续存在的残余白血病细胞与高复发率相关。因此,评估亚临床水平的残留白血病,称为“微小残留病”(MRD),已成为一种敏感的预后工具[36].Blinatumomab治疗有效地实现诱导和巩固化疗后MRD阳性患者的MRD阴性[37].在成人复发/难治性ALL患者的II期研究中,近80%的患者在用blinatumomab治疗后达到MRD阴性[38].Blinatumomab在36例(69%)患者中有25例诱发CR,88%的反应者在复发/难治性成人ALL肿瘤负荷较大的患者中实现MRD阴性[38].在长期随访中,MRD反应率为80%,复发/顽固性白血病和淋巴瘤患者中位随访33个月后复发费存活率为61%[39](NCT00198991和NCT00198978)。在II期研究中证实了肿瘤负荷和反应率的重要性,其中复发/难治性B-ALL患者接受了blinatumomab治疗,其中43/59例患者(73%)获得了部分血液学恢复(CRh)的CR或CR基线时骨髓原始细胞<50%,而38/130例患者(29%)骨折> 50%(NCT01466179)[40].

在最近报道的多中心随机化3期TOWER试验(NCT02013167)中,经过大量预处理的B细胞前体ALL(n=405),blinatumomab治疗组显示出显着更高的中位总生存期7.7个月,而化疗期间为4.0个月组(P=0.01)。blinatumomab组和化疗组之间3级或更高的不良事件无显着差异,而blinatumomab治疗中止仍然较高(12%vs 8%)(6%由于神经系统事件,5%由细胞因子引起)释放综合征)与化疗组相比[41].

使用blinatumomab有严重的神经事件(脑病,失语症和癫痫发作)和细胞因子释放综合征(CRS)的严重问题。在大多数研究中,约10%的患者经历≥3级CRS和/或神经系统事件。尽管这些不良事件是可逆的,并且可以通过地塞米松或治疗中断进行控制,但大约10%的患者因治疗相关的毒性而停止使用blinatumomab [38,40,41].

3.1.2 ALL的四价双特异性串联双抗体(TandAb)

TandAbs为每种特异性提供二价结合位点,以增加每种靶抗原的靶结合亲和力/亲合力。它们的分子量约为114 kDa且缺乏Fc片段[42].与双抗体和BiTE形式相比,具有更大分子量的嵌合抗体构建体提供更长的血清半衰期[42,43].在CD19阳性ALL患者中使用Affimed GmbH的TandAb AFM11(抗CD3×抗CD19 BsAb)的I期临床试验正在进行中(NCT02848911)。

3.2非霍奇金淋巴瘤(NHL)

3.2.1 NHL的BiTEs

I期剂量递增3+3研究设计显示复发/难治性NHL患者的blinatumomab的抗淋巴瘤活性。在60μg/ m2/天(目标剂量; n = 35)治疗的患者中,所有NHL亚型的总反应率为69%,DLBCL为55%(n = 11)[44].自从NHL与blinatumomab的早期临床试验诱导CR和PR [45],目前正处于多个II期和III期试验阶段。在一项2期研究中,对复发/难治性DLBCL患者逐步给予blinatumomab,总体缓解率为43%,23例可评估患者中有21例在一次blinatu-momab周期后有19%CR [46].逐步给药的3级神经系统事件包括脑病和失语,震颤,言语障碍,头晕,嗜睡和定向障碍。由于神经系统副作用大多已解决,5名患者中有4名停止逐步给药[46].

3.2.2 用于NHL的双亲和性重新靶向双特异性抗体(DART)

DART技术使用最小的接头大小和DART的两条链之间的共价连接来产生BsAb。这种策略增加稳定性并降低免疫原性[47].结构紧凑的DART可以在靶细胞和效应细胞之间形成稳定的接触。由于CD3对CD3的结合亲和力较高,CD19的解离速率常数较低,因此抗CD19×抗CD3 DART在重定向T细胞杀伤B细胞淋巴瘤方面比BiTE分子更有效[48].Duvortuxizumab正在进行复发或难治性B细胞疾病的I期临床试验(NCT02454270)。

3.2.3 NHL的TandAbs

目前正在CD19阳性NHL患者(NCT02106091)中进行与Affimed GmbH的TandAb AFM11(抗CD3×抗CD19 BsAb)的I期临床试验。

3.3 多发性骨髓瘤

3.3.1 BiTE为MM

B细胞成熟抗原(BCMA)表达对多发性骨髓瘤(MM)恶性浆细胞高度特异,并通过T细胞重定向策略提供MM的选择性靶向。靶向BCMA和CD3ε的BiTE(BI 836909)形式诱导T细胞活化和增殖,选择性裂解BCMA阳性MM细胞和细胞因子释放而不影响BCMA阴性细胞[49].在原位L-363异种移植模型和食蟹猴中,BI 836909BI的施用分别导致骨髓中BCMA阳性浆细胞的存活和消耗延长[49].BI 836909已进入MM治疗的临床试验(NCT02514239)。

3.4急性髓性白血病(AML)

3.4.1 AML的BiTEs

大多数急性髓性白血病(AML)细胞表达髓样标志物CD3 [50].临床前研究表明,即使在AMG 330的CD33密度非常低的情况下,BiTE形式的CD33/CD3构建体AMG 330也具有细胞毒性,因此使其成为靶向广泛CD33+ 白血病的候选者。虽然近100%的AML母细胞是CD33抗原阳性[51,52],人类AML的表达水平可能有很大差异。使用表观遗传修饰药物(如阿扎胞苷)预处理患者可增加某些AML细胞的CD33,从而可提高AMG 330的疗效[53].这些发现表明AMG 330具有有效的肿瘤溶解活性,可以通过临床可用的治疗方法进行增强[51–53].正在进行AMG 330的1期研究(NCT02520427)。抗CD33靶向治疗的主要挑战是早期造血前体也可能被靶向并损害造血恢复。

3.4.2 AML的DART

双亲和重新靶向抗CD3×抗CD123 BsAb,MGD006(MacroGenics),将T细胞重定向至白血病细胞上靶向CD123抗原,其在AML中上调[54,55].MGD006具有与二硫键连接的人源化抗CD123和抗CD3可变结构域,而卷曲螺旋序列(E / K线圈)稳定结构[56,57].由于抗CD3×抗CD123双特异性单链Fv(scFv)抗体的二价性质诱导抗原 -独立的T细胞活化和IFN-γ分泌,二价抗CD3×抗CD123-scFv在MGD006中被修饰为单价设计,以确保T细胞活化仅由抗原(靶)驱动。MGD006的分子量为58.9 kD,由于快速清除需要连续输送[58].目前正在进行AML患者的I期研究(NCT02152956)。

3.4.3 AML的TandAbs

另一项I期试验正在进行,TandAb针对CD3和CD33抗原用于治疗AML患者。由于其四价形式,CD3/CD33 TandAb(具有CD3的两个结合位点和CD33的两个结合位点)具有比单价BsAb更高的分子量,其提供更长的半衰期。体外和体内研究表明CD3/CD33 TandAbs诱导CD33 + AML细胞系的强效剂量依赖性细胞毒性,延迟或抑制动物模型中的肿瘤生长,因为它对CD33和CD3具有高亲和力[58].用于复发/难治性AML患者的CD33×CD3串联双抗体AMV564(Amphivena Therapeutics,Inc。)的1期剂量递增临床试验正在评估其安全性,耐受性和初步功效(NCT03144245)。

3.4.4 用于AML的双特异性杀伤细胞接合器(BiKE)和三功能杀伤细胞接合器(TriKE)

尽管天然杀伤(NK)细胞具有有效的细胞毒性,但它们的非特异性和缺乏体内扩增限制了NK细胞的抗肿瘤作用。功能上,NK细胞受抑制和激活受体调节,并可通过强效激活受体CD16(FcγRIII)介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)[59–61].靶向NK细胞上的CD16和AML细胞上的CD33的双特异性杀伤细胞接合物(BiKE)已显示有效的NK细胞介导的CD33+ AML靶标的杀伤。在来自骨髓增生异常综合征(MDS)的原发性患者样本中,抗CD16×抗CD33 BiKE诱导NK细胞介导杀死CD33+ MDS靶标以及CD33+ 骨髓衍生抑制细胞(MDSC)[62–64].尽管BiKE能够介导靶向杀伤,但它们受到NK细胞无法存活的限制。为了克服这种限制,将IL-15添加到构建体中以促进NK细胞活化和存活,从而产生由抗CD16×atni-CD33×IL-15融合体组成的三功能杀伤细胞接合物(TriKE)分子。这种策略可以为肿瘤特异性杀伤提供现成的TriKE,促进靶向NK细胞的体内持久性,活化和存活[65,66].

3.5 霍奇金病(HD)

3.5.1 TandAbs

TandAb抗CD16A×抗CD30(AFM13)是一种双特异性,四价嵌合抗体构建体,具有鼠抗CD30结构域,用于治疗霍奇金病[67].AFM13特异性靶向NK细胞和巨噬细胞上的活化受体CD16A,用于肿瘤细胞杀死HD患者中Hodgkin和Reed Sternberg细胞表达的CD30+靶标[67].在重度预处理的复发/难治性霍奇金淋巴瘤患者的AFM13的1期剂量递增研究中,28名患者接受了治疗。10名患者获得PRs(3)或稳定疾病(7)[68].AFM13安全且耐受性良好,已进入II期临床试验。血液系统恶性肿瘤的非IgG样BsAb形式如图所示表格1.

表格1 血液系统恶性肿瘤的非IgG样BsAb形式

4.用于血液恶性肿瘤的IgG样BsAb形式

4.1 非霍奇金淋巴瘤(NHL)

4.1.1用于NHL的BsAb武装T细胞(BAT)

与静脉输注可溶性BsAb相反,通过离体活化(抗CD3抗体加IL-2)和扩增(在IL-2存在下)患者T细胞制备BAT,然后用50ng/ml制备抗CD3×抗CD20 BsAb /百万活化T细胞(ATC)。在三个高风险/难治性非霍奇金淋巴瘤(NHL)患者的试验I期临床试验中,在15例自体干细胞移植(SCT)后输注低剂量IL-2的总共75×109 CD20 BATs输注5×109 BATs [69].中性粒细胞植入没有DLT或延迟。轻微的常见副作用是寒战,发烧,低血压和不适。在来自2名患者的外周血单核细胞(PBMC)中观察到高于SCT前背景的显着抗淋巴瘤细胞毒性(p <0.001)。尽管该研究未评估临床疗效,但在没有利妥昔单抗巩固或维持治疗的SCT后2790和2660天,三名患者中有两名存活且没有疾病。这些结果为难治性患者CD20靶向BAT输注与SCT联合提供了令人鼓舞的数据[69].

在第一阶段,CD20Bi BATs在高剂量化疗(HDC)和SCT后3 + 3剂量递增试验中输入12名NHL患者,以确定安全性,对免疫恢复的影响和抗淋巴瘤活性[70].早在SCT后4天输注20×109 CD20Bi BATs就具有良好的耐受性,并且没有剂量限制性毒性。尚未达到中位总生存期,并且CD20Bi BATs输注在SCT后早期诱导抗淋巴瘤CTL活性。

4.1.2 NHL的T细胞依赖性BsAb(TDB)

B细胞靶向抗CD3×抗CD20-TDB(CD20-TDB)使用“knobs-into-holes”技术构建全长近原始人源化IgG1分子[71].体外和体内研究均显示CD20-TDB在表达CD20的原发性淋巴瘤患者细胞中的特异性细胞毒性。在临床前模型中,CD20-TDB激活的自体T细胞能够以低1:18效应物与靶标比率(CD8+T/CD20+B细胞)增殖并靶向慢性淋巴细胞白血病(CLL)细胞[71].在人源化NSG小鼠和CD20-TDB处理后的灵长类动物模型中实现完全B细胞消除。此外,竞争性CD20靶向抗体利妥昔单抗的存在不影响CD20-TDB的体外和体内活性[71].

4.1.3 NHL的三功能(Trifab)BsAbs

三功能抗体(Trifab)通过同时结合肿瘤细胞,T细胞和辅助细胞而具有优势,因此为肿瘤根除提供了额外的武器库。Trifab构建体使用小鼠IgG2a和大鼠IgG2b同种型,由于物种限制(小鼠IgG2a和大鼠IgG2b)重链/轻链配对,其允许双特异性抗体的正确配对[72].基于IgG的抗CD3×抗CD20 Trifab BsAb(FBTA05)靶向B细胞上的CD20和T细胞上的CD3,并且用于具有复发性CD20阳性B细胞恶性肿瘤的儿科患者的I-II期试验(NCT01138579)。在同种异体干细胞移植(allo-SCT,n = 6)后或在化疗和allo-SCT(n = 4)之前给予FBTA05。FBTA05显示出安全的毒性特征和长期存活益处[73,74].

4.2 多发性骨髓瘤(MM)

4.2.1. MM的最佳可行技术

多发性骨髓瘤(MM)的特征在于克隆浆细胞的积累。尽管大多数患者对免疫调节药物(IMIDs)和/或高剂量化学疗法以及自体干细胞移植(SCT)有反应,但几乎所有患者最终都会复发。在证明Ib期临床试验中,在标准和高风险MM患者中,在SCT之前输注BATs两次以确定CD20 +克隆性MM干细胞样细胞的预靶向是否会诱导抗MM免疫。在SCT之前,12名患者接受了没有DLT的BATs输注,并且12名患者中的4名在SCT后被加强了BATs输注以诱导回忆反应[75].SCT之前的BATs输注是安全的,使已经缓解的患者骨髓中的克隆形成CD138-CD20 +细胞死亡,并诱导抗MM细胞和体液免疫。曾经有SCT后6至12个月开发针对CD20阴性多发性骨髓瘤细胞系RPMI 8226(p <0.02)的IFN-γEliSpots患者比例显着增加[75].在保持缓解的患者中,7例患者中有5例IFN-γElispots增加,7例中有7例在BATs输注后增加抗SOX-2抗体,并在SCT后持续存在[75].免疫反应表明BATs输注诱导细胞和体液抗MM免疫,可在SCT后转移和加强[75].

4.2.2 用于MM的双特异性Fab分子(BiFab)

B细胞成熟抗原(BCMA)和CS-1抗原是MM浆细胞上的两个高度特异性靶标。抗CD3×抗BCMA(BiFab-BCMA)和抗CD3×抗CS-1(BiFab-CS1)BsAb激活和重定向T细胞介导的MM细胞杀伤[76].然而,BiFab-BCMA比BiFab-CS1诱导的MM细胞系有效杀伤20倍。BiFab-BCMA在体外的更大效力可能是由于其对靶标和/或表位位置的亲和力[76].在MM的原位异种移植模型中,注射BiFab-BCMA诱导肿瘤消退,表明BCMA靶向BsAb为MM提供了一种有前景的治疗选择[76].

4.2.3 Xencor用于MM的双特异性Fc结构域技术(XmAbs)

MM的另一个有吸引力的靶标是CD38,其在浆细胞上高度表达。Daralex®(daratumumab)已被批准用于治疗至少接受过三次治疗的MM患者,而SAR650984(isatuximab)治疗严重预治疗复发,难治性MM的患者为2期。为了进一步增强抗CD38抗体的抗骨髓瘤活性,开发了抗CD3×抗CD38 BsAb以将T细胞细胞毒性重定向至CD38+ MM细胞。这些单价抗CD3×抗CD38抗体具有完整的Fc结构域并自发形成易于制备的稳定的异二聚体(Xencor/Amgen)。为了安全性和有效性,在猴子中测试了高CD3亲和候选物XmAb13551和两种降低的CD3亲和力变体XmAb15426(中间亲和力)和XmAb14702(低亲和力)。XmAb15426显示出比高亲和力XmAb13551(分别为单剂量0.5 mg / kg和0.02 mg/kg)更持久的B细胞耗竭(7天vs. 2天)和更低的细胞因子释放,而低亲和力XmAb14702几乎没有影响CD38 +细胞和T细胞活化[77].这些结果为MM和其他CD38 +恶性肿瘤患者的I期临床试验提供了理论依据。

4.3. 急性髓性白血病(AML)

4.3.1. 用于AML的XmAbs

Xencor还开发了针对CD123 + AML的BsAb,该抗体于2016年进入第一阶段(NCT02730312)。XmAb14045由针对CD123的人源化Fab结合结构域与Fc支架上的人源化抗CD3 scFv配对,所述Fc支架经修饰以消除FcγR亲和力,同时保持对FcRn的亲和力以增加循环半衰期。

4.3.2 AML的TDB

Genentech的TDB使用旋钮入孔IgG1格式单独靶向AML细胞上的CD3和C型凝集素样分子1(CLL-1),其中N297G突变已被改造以减少Fc结构域与FcR之间的相互作用[78].在食蟹猴中研究了改变对CD3的亲和力对药代动力学(PK),毒性和靶细胞消耗的影响。在食蟹猴中以单剂量(0.5mg/kg)静脉内输注TDB的高亲和力变体引起严重的CRS。动物发热引起血管性休克,并在6~30 h内因多脏器充血和水肿及循环衰竭而实施安乐死[78].较低的CD3-亲和分子具有更理想的PK特征,在体内耐受性更好,并且具有比高亲和力CD3变体更持久的靶耗尽。靶向CLL-1的TDB全长人源化IgG1治疗性抗体的药理活性和安全性具有潜力在不影响造血干细胞和造血功能恢复的情况下治疗AML患者[78].血液系统恶性肿瘤的IgG样BsAb格式如图所示表2。

表2  用于血液系统恶性肿瘤的IgG样BsAb格式

5 BsAbs和实体瘤微环境(TME)

尽管BsAb以及针对血液癌症的嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)具有非常令人鼓舞的结果,但是没有针对实体瘤报道的可比结果。血液和实体肿瘤之间存在许多物理和生物学差异。这些差异可能使血液肿瘤对BsAb激活的免疫特别敏感,而实体肿瘤仍然难以治愈。血液肿瘤通常更分散,因此循环免疫细胞更容易接近。在许多情况下,靶细胞表达共刺激受体,可进一步激活效应T细胞,缺乏通常与实体肿瘤相关的结构和免疫障碍[79,80].后者包括物理,细胞和可溶性防御机制强烈干扰直接诱导抗肿瘤反应,否则可由体外或全身可溶性BsAb介导[81,82].TME有效降低了刺激抗肿瘤细胞和体液反应的可能性,这反映在无法通过抗T细胞受体刺激直接激活新鲜分离的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)。由于肿瘤活检组织中TIL水平与患者预后之间存在正相关,因此BsAb的功效可能也与“功能”效应因子TIL的固有水平有关[83].

骨髓来源的抑制细胞(MDSC),T调节细胞(Treg),M2巨噬细胞和抑制性细胞因子的存在,加上各种免疫学检查点,可能证明单药BsAb有效是过于强烈的。甚至高活性CAR或T细胞受体工程化T细胞的浸润也会导致它们在固体TME中失活[79,84].因此,主要的问题是是否可以同时激活局部免疫细胞同时逃避/克服阵列的治疗组合可以鉴定免疫抑制机制用于针对实体瘤的实际应用。在这方面,有证据表明,实体瘤患者多次输注BAT可以将Th1/Th2细胞因子谱转变为促炎状态,并促进下游抗肿瘤免疫应答,如IL循环水平的强烈增加所证明。 -12与抗肿瘤抗体和抗肿瘤细胞反应平行[85,86].通过活化的BAT分泌1型细胞因子也可以改变TME的物理结构,从而允许随后的化学疗法更有效。BATs输注改善实体瘤患者总体生存的能力需要在更多患者中进一步检测[87].

6 靶向免疫疗法和逃避机制

尽管免疫疗法的反应率非常高,但许多患者在达到完全缓解后仍无反应或复发。基于免疫的疗法的抗性机制来自多种因素,包括肿瘤因子,TME和/或先前治疗相关的免疫抑制[88,89].肿瘤因子引起的耐药包括突变,肿瘤抗原表达缺失,HLA表达缺失和组成型PD-L1表达[90,91虽然TME诱导的耐药可能涉及细胞(Tregs,MDSC,TAM [M2巨噬细胞])和分泌因子(IL-10,TGF-β,COX2,PGE2)[92,93].

在一项临床前研究中,Zhou等人。表明Treg耗竭随后PD-1/PD-L1阻断增加了肿瘤部位CTL的增殖和功能,降低了AML肿瘤负荷,并且在小鼠模型中对已建立的AML具有更好的疗效[94].在一大批AML患者样本中,Krupka等。表明大多数初级诊断的AML患者样本没有组成型表达PD-L1 [95,96].然而,用CD33/CD3 BiTE抗体构建体AMG 330治疗诱导强烈的T细胞活化和细胞因子释放,这可能导致细胞因子驱动的原发性AML细胞上PD-L1的上调和肿瘤细胞免疫逃逸的诱导[91,96].阻断PD-1/PD-L1相互作用导致BiTE抗体构建体介导的裂解的增强。Krönig等。还观察到原代AML细胞的细胞因子暴露导致PD-L1表达增加[97].因此,阻挡PD-1/PD-L1轴将减轻逃逸机制。类似地,MM中的PD-L1表达与抗骨髓瘤治疗的抗性增加相关,表明PD-1 / PD-L1途径在介导免疫逃逸中的作用[98].PD-1 / PD-L1阻滞后观察到治疗效果增强[88,99].

肿瘤使用的另一种逃避机制是靶抗原的丧失以逃避目标免疫疗法的识别。在blinatumomab和CD19 CAR T细胞的环境中,抗原丢失是明显的。在用blinatumomab治疗的成人B-ALL患者中,约33%的复发病例是CD19阴性的[37,39].在复发/难治性成人B-ALL的另一项blinatumomab研究中,10例(30%)复发中有3例失去了CD19抗原[38].这些发现表明在治疗策略中结合多抗原靶向和免疫检查点阻断可以提供改善的益处。

7 总结和未来方向

自最初的BsAb生产以来经过>25年的研究和开发,由于重大挑战,只有两个BsAb被批准用于临床。在美国,只有blinatumumab被批准,所有通过静脉输注。欧洲的另一项批准是用于腹腔注射的恶性腹水的三官能BsAb catumaxomab。血液系统恶性肿瘤管道中的BsAb具有令人印象深刻的治疗特征,并且有望提供临床疗效和可控的临床毒性特征。BsAbs在针对血液系统恶性肿瘤方面仍面临若干挑战,包括:1)在设计BsAb格式时简化结构和生产程序;2)识别目标对优化协同效应;3)非免疫原性BsAbs的工程化;4)减少BsAbs不良反应的方法/策略。BsAb用于治疗实体瘤的研究和开发领域存在许多挑战。希望从血液系统恶性肿瘤的工程和临床应用中学到的知识可用于改善实体瘤患者的结果。

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