雙特異性抗體、三特異性抗體及多特異性抗體已成為抗體領(lǐng)域的后起之秀。在雙抗接連取得研發(fā)突破的同時(shí)，三抗、多抗的研發(fā)序幕也已拉開。據(jù)醫(yī)藥魔方NextPharma數(shù)據(jù)庫(kù)，目前全球有超50款三抗及多抗候選分子在研。科學(xué)家們希望發(fā)揮三抗、多抗同時(shí)調(diào)控多個(gè)靶點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，為癌癥、自身免疫性疾病、HIV感染等疾病提供更有效的療法。
2月23日，發(fā)表在Nature雜志上的一篇論文中，來自Sanofi R&D的科學(xué)家們帶來了三抗研發(fā)方面的一項(xiàng)里程碑突破。研究證實(shí)，在人源化小鼠模型中，靶向HER2的三特異性抗體有效誘導(dǎo)了乳腺癌消退。
來源:Nature
具體來說，在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一款HER2/CD3×CD28三特異性抗體（通過CD3和CD28雙信號(hào)通路刺激T細(xì)胞的激活和增殖），并調(diào)查了這類三抗抵抗乳腺癌的潛力。
知識(shí)卡：CD3是T細(xì)胞受體(TCR)的一部分，正常通過結(jié)合抗原分子來識(shí)別異常細(xì)胞。HER2/CD3×CD28三抗可與CD3結(jié)合驅(qū)動(dòng)T細(xì)胞的激活，進(jìn)而導(dǎo)致癌細(xì)胞殺傷，以及毒性細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放。CD28也在T細(xì)胞上表達(dá)，HER2/CD3×CD28三抗與該蛋白結(jié)合可驅(qū)動(dòng)一種名為Bcl-xL的蛋白質(zhì)的表達(dá)（Bcl-xL的作用是阻斷T細(xì)胞死亡），從而提升T細(xì)胞殺傷癌細(xì)胞的持久性。
研究首先證實(shí)了HER2/CD3×CD28三抗在刺激CD8 T細(xì)胞細(xì)胞毒性方面的作用。使用該三抗后，CD8 T細(xì)胞中顆粒酶的表達(dá)增加了6.8倍。接著，科學(xué)家們調(diào)查了這款三抗在人源化小鼠中的抗腫瘤作用，在原代人CD3+T細(xì)胞重組的免疫缺陷NSG小鼠體內(nèi)評(píng)估了HER2/CD3×CD28三抗抑制腫瘤生長(zhǎng)的能力。
人源化小鼠模型中HER2三特異性抗體對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的影響（來源：Nature）
研究結(jié)果顯示，在劑量低至10μg kg?1時(shí)，HER2/CD3×CD28三抗完全抑制了HER2-high HCC1954 乳腺癌細(xì)胞(453,780 molecules per cel)。研究還測(cè)試了HER2/CD3×CD28三抗在HER2-low ZR-75-1細(xì)胞系（52,045 molecules per cell）中的療效，結(jié)果顯示，劑量低至10 μg kg?1時(shí)，HER2/CD3×CD28三抗依然能夠誘導(dǎo)腫瘤消退。這些結(jié)果表明，在HER2高表達(dá)和低表達(dá)的腫瘤中，HER2/CD3×CD28三抗均能介導(dǎo)有效的腫瘤消退。
進(jìn)一步，科學(xué)家們想要調(diào)查T細(xì)胞亞群在HER2/CD3×CD28三抗介導(dǎo)的腫瘤消退作用中的作用。研究團(tuán)隊(duì)將純化的CD3、CD4或CD8細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移到移植了HCC1954乳腺癌細(xì)胞的人源化小鼠體內(nèi)。結(jié)果顯示，過繼轉(zhuǎn)移純化的人CD3或CD4細(xì)胞可刺激體內(nèi)腫瘤接近完全消退。相比之下，單獨(dú)過繼轉(zhuǎn)移人類CD8細(xì)胞表現(xiàn)出小的抗腫瘤效應(yīng)。研究者們認(rèn)為，這可能是因?yàn)槿狈o助性T細(xì)胞的情況下CD8細(xì)胞生存不佳。這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了CD4細(xì)胞在介導(dǎo)腫瘤消退中的重要性。
HER2三特異性抗體刺激的CD4+T細(xì)胞抑制了HER2+乳腺癌和胃癌細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)展和/或增殖（來源：Nature）
為了進(jìn)一步探討CD4細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用的機(jī)制，科學(xué)家們調(diào)查了是否人CD4細(xì)胞會(huì)對(duì)HER2+人乳腺癌和胃癌細(xì)胞系產(chǎn)生直接抑制作用。他們將CD4細(xì)胞與腫瘤靶標(biāo)及HER2/CD3×CD28三抗或陰性對(duì)照IgG在體外孵育24小時(shí)，然后測(cè)定細(xì)胞周期分布。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，三抗處理組所有的10種細(xì)胞系均在G0/G1期顯著積累，表明G1/S期生長(zhǎng)停滯。相比之下，腫瘤細(xì)胞系與HER2/CD3×CD28三抗以及CD8細(xì)胞一起孵育時(shí)，細(xì)胞周期分布變化極小，表明是CD4細(xì)胞，而不是CD8細(xì)胞促進(jìn)了腫瘤生長(zhǎng)停滯。這些數(shù)據(jù)表明，HER2/CD3×CD28三抗通過獨(dú)特的互補(bǔ)效應(yīng)機(jī)制刺激CD4和CD8細(xì)胞裂解人乳腺癌細(xì)胞。
HER2三特異性抗體刺激的CD4+ T細(xì)胞抑制了乳腺癌細(xì)胞系HCC1954中細(xì)胞周期進(jìn)展和/或增殖并刺激了促炎通路（來源：Nature）
基因表達(dá)分析研究顯示，當(dāng)暴露于三特異性抗體和CD4細(xì)胞時(shí)，乳腺癌細(xì)胞（HCC1954細(xì)胞）細(xì)胞周期/細(xì)胞分裂通路的基因簇如預(yù)期的那樣顯著下調(diào)，此外，值得注意的是，促炎反應(yīng)，如TNF和IFNγ通路顯著上調(diào)。與此效應(yīng)一致，TNF信號(hào)通路下游的許多基因顯著上調(diào)，包括CXCL10、CXCL11和CCL5。CXCL10是單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的主要趨化因子，而CXCL11和CCL5是T細(xì)胞的趨化因子。當(dāng)CD4細(xì)胞與腫瘤靶細(xì)胞和三特異性抗體孵育時(shí)，上清液中也檢測(cè)到大量TNF和IFNγ。相比之下，暴露于CD8細(xì)胞時(shí)，盡管觀察到innate immunity–IFNγ–type Iinterferon通路的上調(diào)，但腫瘤細(xì)胞細(xì)胞周期/細(xì)胞分裂通路的表達(dá)并沒有降低。
接著，科學(xué)家們利用中和抗體進(jìn)行了細(xì)胞因子中和實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，抗TNF（非抗IFNγ或IFNα）中和抗體顯著阻斷了三特異性抗體在CD4細(xì)胞存在下對(duì)HER2-high MDA-MB-453乳腺癌細(xì)胞系的殺傷活性。相比之下，抗TNF中和抗體對(duì)于CD8細(xì)胞存在下的三抗殺傷活性沒有影響。TNF對(duì)CD4細(xì)胞抗腫瘤活性的重要性也在HER2-high MD-MB-453細(xì)胞系和HER2-low ZR-75-1細(xì)胞系中得到證實(shí)。這些數(shù)據(jù)表明，CD4和CD8 T細(xì)胞通過不同的機(jī)制發(fā)揮其抗腫瘤活性。此外，這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)，CD4細(xì)胞可直接影響腫瘤細(xì)胞周期進(jìn)展，這是一種以前未被認(rèn)識(shí)到的惡性腫瘤免疫控制機(jī)制。
為了探究HER2/CD3×CD28三抗的潛在毒性，研究者們進(jìn)行了一項(xiàng)探索性的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物(NHP)毒理學(xué)研究。結(jié)果顯示，在NHP臨床前毒性研究中，HER2/CD3×CD28三抗耐受良好，首次給藥引發(fā)短暫的炎性細(xì)胞因子釋放，多次給藥后細(xì)胞因子釋放衰減。
總結(jié)來說，該研究證實(shí)，HER2/CD3×CD28 三抗可刺激T細(xì)胞激活，并提供誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖的生存信號(hào)。而這些被激活的T細(xì)胞不僅能夠抑制HER2高表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞，還可有效裂解HER2陰性乳腺癌細(xì)胞系（表達(dá)低至中等水平的HER2），表明HER2/CD3×CD28 三抗可能是對(duì)基于HER2的治療無響應(yīng)的大多數(shù)乳腺癌患者的一個(gè)潛在希望。
此外，研究證實(shí)，HER2/CD3×CD28三抗誘導(dǎo)的腫瘤消退涉及先前未被認(rèn)識(shí)的機(jī)制，包括CD4細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞周期阻滯及促炎反應(yīng)，這些發(fā)現(xiàn)值得進(jìn)一步研究。
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