肿瘤免疫治疗中的CD47靶向双抗

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前言

 

迄今为止,与传统的抗癌治疗策略相比,免疫治疗被认为是最有前景的全身性肿瘤治疗方法,在提高治疗效果方面发挥着不可或缺的作用。新兴的癌症免疫疗法包括癌症疫苗、CAR-T细胞治疗、细胞因子治疗、免疫检查点抑制剂和肿瘤靶向单克隆抗体。其中,单克隆抗体因其特异性靶向分子的能力,已成为癌症治疗中一种关键和有效的治疗方式。然而,由于肿瘤复杂的疾病发病机制,针对单一靶点的单克隆抗体往往不足以表现出足够的治疗效果。因此,针对多个靶点的双特异性抗体(bsAbs)应运而生,它的发展改变了肿瘤免疫治疗的领域。

CD47 是一种具有糖基化的跨膜蛋白,在多种恶性肿瘤中表达普遍上调。CD47/SIRPα轴被认为是肿瘤免疫学中一个新靶点,而CD47在肿瘤发生中起主要作用,因为其在癌细胞中的增强表达可以避免吞噬作用。目前,一些针对CD47的免疫疗法,包括单克隆抗体、CAR-T细胞、ADC都已进入临床研究阶段,这里我们主要总结了一些针对CD47的bsAb,以及它们的可能机制、安全性和疗效。

 

CD47的结构和功能

 

CD47的分子量为45-55kDa,属于免疫球蛋白超家族,是由整合素、G蛋白和胆固醇组成的超分子复合物。CD47的结构包括与相应配体相互作用的胞外可变区、高疏水性跨膜段形成的跨膜区和亲水羧基端胞内区,CD47 激活后可以介导细胞增殖、迁移、吞噬以及细胞凋亡,免疫稳态和抑制NO信号传导等一系列过程。CD47的配体包括SIRPα、血小板反应蛋白-1(TSP-1)和整合素(αvβ3 和α2β1)。

肿瘤免疫治疗中的CD47靶向双抗

癌细胞利用 CD47 的“不要吃我”的功能,在表面表达的CD47 水平高于非恶性细胞;大量研究表明,CD47 在不同类型的肿瘤中过度表达。CD47高表达水平与癌症恶化的治疗反应和预后相关。CD47 的表达被巨噬细胞用来区分“自我”或“非自我”。CD47及其配体不仅调节免疫反应,还介导各种病理生理过程,如中性粒细胞趋化和神经系统发育,并在免疫耐受和T细胞活化中发挥调节作用。

 
靶向CD47的BsAbs

 

目前有四种靶向CD47的bsAbs用于治疗各种癌症患者,目前正在临床上进行评估。

IBI322

IBI322是信达生物研发的第一个同时抑制PD-1/PD-L1轴和CD47/SIRP-α轴的bsAb,用于治疗晚期恶性肿瘤患者。临床前研究表明IBI322能有效阻断CD47/SIRP-α相互作用,诱导巨噬细胞吞噬CD47表达的肿瘤细胞。IBI322还有效阻断PD-1与PD-L1的结合,并激活CD4+T淋巴细胞,由于PD-L1在肿瘤细胞中表达,IBI322可以比抗CD47单克隆抗体更有效地选择性结合到肿瘤细胞,从而降低与红细胞上表达的CD47结合的可能性,从而最终降低与抗CD47抗体相关的毒性。因此,IBI322具有更强的抗肿瘤活性和更高的安全性。

临床前研究结果表明,IBI322在体内的疗效、肿瘤分布和安全性均高于抗CD47单克隆抗体。与两种单克隆抗体组合疗法相比,双特异性抗体可为患者提供成本更低的解决方案。因此,抗CD47/PD-L1 bsAb的开发将为患者提供一种新颖、全面、有效和节省成本的选择,IBI322有可能使更多有需要的患者受益。IBI322目前正在中国(NCT04328831)和美国(NCT04338659)进行I期剂量递增试验,目前没有临床数据报告。在中国,CIBI322A101是一项1a/1b期临床研究,旨在评估IBI322治疗晚期恶性肿瘤的疗效。1b期研究将用于评估IBI322对肺癌、宫颈癌、食管癌、头颈部鳞状细胞癌和肝癌的疗效。

HX009

HX009是由杭州翰思生物医药有限公司(HanxBio)开发的抗PD-1/CD47的 bsAb,用于治疗晚期实体瘤患者,包括胃癌、结直肠癌和肝癌。它由抗PD-1 的IgG4亚型的单抗和SIRPα的胞外结构域(ECD)组成,通过同时激活先天性和获得性免疫反应来抑制肿瘤免疫逃逸并通过阻断免疫检查点释放免疫抑制,从而实现协同抗肿瘤效应。

这种抗体-受体融合形式可以利用天然配体代替抗体来节省时间和成本。然而,由于受体部分的稳定性相对较低,抗体-受体融合蛋白的稳定性可能低于基于两种单克隆抗体的BSAb。目前,HX009正在晚期实体瘤患者中进行I期临床试验(NCT04097769)。到目前为止,还没有关于HX009的安全性和有效性的临床数据报告。

IMM0306

IMM0306由上海ImmuneOnco生物制药有限公司开发,是一种双特异性重组抗体受体融合蛋白。它的设计是针对B细胞上的CD47和CD20,但避免与人类红细胞结合。IMM0306通过激活巨噬细胞的吞噬能力并通过肿瘤抗原呈递触发抗原特异性T细胞,将成为未来癌症免疫治疗研究的新热点。

体外研究表明,IMM0306结合CD47和CD20,其亲和力比单个靶向分子低3-8倍。然而,它对CD47阳性靶细胞具有更强的促吞噬活性,甚至具有比利妥昔单抗更强的ADCC活性。有趣的是,IMM0306对人类红细胞完全没有结合活性。用IMM0306治疗植入肿瘤的SCID小鼠可显著抑制肿瘤生长, 8只小鼠中有5只的肿瘤细胞被清除,这比利妥昔单抗更有效。此外,体内研究表明IMM0306不与人红细胞结合,也不诱导T细胞凋亡。在低剂量(1.5mg/kg)下就可清除淋巴瘤,在安全性和临床开发方面显示出明显优势。对非人灵长类动物的临床前研究表明,不同剂量的单次和多次给药后,具有良好的药代动力学特征,没有明显的血液毒性。

IMM0306目前正在进行I期临床试验(NCT04746131),以评估在B细胞非霍奇金淋巴瘤患者中的安全性和疗效。同时,在中国进行的IMM03061期剂量递增试验(IND No.CTR20192612)正在难治性或复发性CD20阳性B细胞非霍奇金淋巴瘤患者中进行评估。到目前为止,还没有关于IMM0306的临床数据报告。

TG-1801

TG-1801是抗CD47/CD19的 bsAb,该bsAb通过低亲和力CD47靶向抗体和高亲和力抗CD19抗体的组合,以确保bsAb仅在共表达两种抗原的肿瘤细胞上阻断CD47。它具有增强的Fc介导的吞噬作用。TG-1801设计用于选择性靶向CD19+B细胞上的CD47,而保留红细胞和血小板。它可以避免靶外毒性,代表一种新的免疫治疗策略,有可能与目前正在研发的药物产生协同或互补作用。此外,CD47和CD19的联合靶向增强了预期的安全性,并通过保留其IgG1 Fc区的ADCC作用,从而提供了抗肿瘤活性的第二种机制。

因此,TG-1801可能在改善B细胞恶性肿瘤患者的预后方面发挥关键作用。同时,TG治疗首次证明TG-1801与ublituximab(抗CD20单克隆抗体)和umbralisib(PI3K-δ/酪蛋白激酶-1ϵ抑制剂)具有协同作用,协同肿瘤生长抑制似乎是通过免疫效应细胞浸润增加介导的。目前,TG-1801正在进行I期临床试验(NCT03804996),以评估其治疗B细胞淋巴瘤患者的安全性和有效性。到目前为止,还没有关于TG-1801的临床数据报道。

SL-172154
由Shattuck Labs Inc.开发的SL-172154是一种新型融合蛋白,由人SIRPα和CD40L(SIRPα-Fc-CD40L)通过人Fc连接而成。它的目的是阻断CD47免疫检查点,同时通过检查点阻断和TNF激活双重机制激活CD40通路。已有的研究发现,与单独或联合使用针对CD40和CD47的单抗相比,SL-172154显著改善了原发性和继发性肿瘤的清除,类似于PD-1-Fc-OX40L。值得注意的是,SL-172154刺激食蟹猴多种血清细胞因子的剂量依赖性升高和CD40+B细胞着边,而不引起溶血或血小板减少。
目前,SL-172154正在卵巢癌患者的1期试验(NCT04406623)中进行评估。到目前为止,还没有关于SL-172154的临床数据报告。
 
CD47靶向BsAbs的安全性和未来方向

 

由于CD47的广泛表达,抗CD47抗体作为抗癌药物的潜在问题可能会产生脱靶效应,如贫血。CD47是红细胞更新的关键调节因子,因此,有人担心CD47靶向抗体会加速红细胞清除并导致溶血性贫血。对于临床前研究中以CD47为靶向的bsAbs,人们正在使用各种方法试图减轻这种靶向细胞毒性。例如,NHP研究表明,第二个剂量的IBI322会导致红细胞和红细胞压积指数的额外下降。虽然两组的红细胞计数在第11天开始恢复,但与第15天的Hu5F9组相比,IBI322治疗组的红细胞计数显著增加。有理由期望IBI322能够减少患者CD47靶向介导的副作用。

值得注意的是,CD47靶向制剂(即Hu5F9-G4和TTI-621)可导致人的急性贫血和血小板减少,这也可能取决于Fc的形式。鉴于抗CD47抗体和SIRPα-Fc融合蛋白会引起这种毒性,而高亲和力SIRPα单体不会引起这种毒性,因此抗CD47抗体的毒性似乎是Fc依赖性的。进一步的研究应考虑优化抗CD47 bsAbs的结构,以避免毒性。

此外,正常组织上CD47的表达可能会阻止抗CD47治疗性抗体在体内到达肿瘤细胞靶点,这也给抗CD47的BSAb带来了问题。一种规避此问题的策略是降低bsAbs对CD47的亲和力,但保留阻断CD47-SIRPα相互作用的能力,并提高对第二种肿瘤抗原的亲和力。在未来的研究中,应该考虑更多针对肿瘤细胞的CD47及其配体的策略。

当巨噬细胞或树突状细胞通过CD47阻断对癌细胞进行吞噬时,这些吞噬细胞可能将肿瘤抗原呈递给T细胞以诱导抗肿瘤T细胞反应。因此,与T细胞检查点抑制剂结合的方案可能进一步增强T细胞反应并提高疗效。

 
小结

 

总之,在抗CD47 bsAbs开发过程中必须设置两个排除条件:1)红细胞结合和红细胞凝集诱导;2) 诱导T淋巴细胞凋亡。如果不排除上述因素,就很难取得临床成功。目前,以CD47为靶点的临床试验大多处于I期临床试验阶段,主要针对血液肿瘤,其在实体瘤中的价值尚待验证。期待更广泛和创新地设计用于CD47 bsAbs的免疫治疗,从而促进其有效性,并减少与免疫相关的不良反应,为更多的患者带来福音。

 

参考文献:

1.Potential Role ofCD47-Directed Bispecific Antibodies in Cancer Immunotherapy. Front Immunol. 2021;12: 686031.

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