前言

CrossMab技術(shù)于2011年被開發(fā)出來,這種方法能夠使雙特異性抗體中的抗體輕鏈與其各自的重鏈正確結(jié)合。與基于ScFV或Fab構(gòu)建的格式相比,CrossMab的方法在生產(chǎn)、穩(wěn)定性、可開發(fā)性和多功能性方面顯示出多種優(yōu)勢。自最初的研究以來,CrossMab技術(shù)在過去十年中已發(fā)展成為該領(lǐng)域最成熟、最通用和應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一,近20種基于羅氏和其他公司開發(fā)的CrossMab技術(shù)的雙特異性抗體已進入臨床試驗。其中最領(lǐng)先的是目前正在接受監(jiān)管審查的Ang-2/VEGF雙特異性抗體faricimab,以及目前處于關(guān)鍵階段3期試驗的CD20/CD3 T細胞導(dǎo)向雙特異性抗體glofitamab。

CrossMab的結(jié)構(gòu)

目前,雙抗是腫瘤免疫治療研究最火熱的領(lǐng)域之一。人們已經(jīng)開發(fā)出了產(chǎn)生雙特異性抗體的多種方法,一些最廣泛應(yīng)用的技術(shù)包括ART-Ig、BEAT、BiTE、共享輕鏈、DAF、 DART、DuoBody、DutaFab、DVD-Ig、Fab臂交換、Fcab、FORCE、Hetero-Ig、IgG-scFv,κλ-bodies、Tandab、XmAb、VELOCI-Bi和WuxiBODY等。

CrossMab技術(shù),在Knobs-into-holes(KiH)方案的基礎(chǔ)上,進一步解決了輕鏈錯誤聯(lián)結(jié)的問題,簡單的說,該技術(shù)首先在Fc區(qū)設(shè)計了KiH異源二聚體連結(jié),同時將Fab區(qū)域的CH1和CL互換,以減少輕鏈錯配,如下圖。

這種設(shè)計原則不僅適用于異二聚體抗體,即其中一個臂指向第一個抗原,另一個臂指向第二個抗原(1+1格式),而且CrossMab技術(shù)還允許產(chǎn)生所謂的MonoMab(具有一個Fc部分的單價抗體)和DuoMab(具有兩個Fc部分的二價抗體)。此外,它還可用于實現(xiàn)異源/同二聚體雙特異性/多特異性抗體附加或串聯(lián)Fab格式中的正確輕鏈結(jié)合,例如2+1、2+2、3+1、4+1或4+2以及抗體融合蛋白。

CrossMab在腫瘤治療領(lǐng)域的應(yīng)用

自crossMab這項技術(shù)誕生以來,在過去十年中已發(fā)展成為雙抗領(lǐng)域中最成熟和應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。截至2021年年中,至少有19種基于羅氏和其他公司開發(fā)的CrossMab的雙特異性抗體和融合蛋白已進入臨床試驗,其中16種仍在進行中的臨床試驗中進行評估。

2012年,第一批進入臨床試驗的CrossMab是異二聚體1+1結(jié)構(gòu)的靶向VEGF/Ang-2的vanucizumab(RG7221)。vanucizumab在各種臨床前模型中表現(xiàn)出有效的抗腫瘤和抗血管生成作用。在1期臨床試驗中,作為單一療法,Vanucizumab具有良好的耐受性,并顯示出良好的抗腫瘤療效、低免疫原性和預(yù)期的藥效學(xué)作用機制。

然而,在隨機McCAVE的 2期臨床研究中,在未經(jīng)治療的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者中,與貝伐單抗聯(lián)合FOLFOX-6化療進行比較,未能表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,臨床開發(fā)也被中斷。類似地,盡管有很好的臨床前數(shù)據(jù),vanucizumab與PD-L1抗體atezolizumab(NCT01688206)和CD40抗體selicrelumab(NCT02665416)聯(lián)合使用的1b期研究也最終停止。

在大多數(shù)實體瘤中發(fā)現(xiàn)成纖維細胞活化蛋白(FAP)在腫瘤成纖維細胞上的表達,使FAP成為腫瘤靶向的有吸引力的抗原。第一個進入1期臨床試驗的條件性FAP靶向TNFR激動性抗體是對稱四價C末端融合的FAP/DR5靶向2+2的crossMab RG7386。臨床前數(shù)據(jù)表明,RG7386有效地觸發(fā)了FAP依賴性、親和力驅(qū)動的DR5超聚集和隨后的腫瘤細胞凋亡,但在完成第1階段研究(NCT02558140)后,RG7383的臨床開發(fā)因投資組合重定優(yōu)先級而無法繼續(xù)。

在過去的十年中,隨著腫瘤免疫治療和檢查點抑制劑抗體的出現(xiàn),用于免疫治療的雙特異性抗體的開發(fā)已經(jīng)引起了極大關(guān)注。在此背景下,設(shè)計了基于雙特異性1+1的crossmAb靶向PD-1/TIM-3或PD-1/LAG-3的雙檢查點抑制性雙抗。這兩種雙抗PD1-TIM3(RG7769)和PD1-LAG3(RG6139)目前都處于1期和2期臨床試驗(NCT03708328、NCT04140500、NCT04785820)階段。

羅氏第一個進入臨床試驗的T細胞導(dǎo)向雙特異性抗體是異源二聚體和三價的CEA/CD3ε 2+1 TCB cibisatamab(RG7802)。它是在1+1格式的基礎(chǔ)上,將單個額外的靶向CEA的Fab融合到knob重鏈的N末端,由于親和力的調(diào)節(jié),使得腫瘤細胞和正常細胞之間能夠更好地區(qū)分。Cibisatamab目前正在與PD-L1抗體atezolizumab(NCT03866239)和FAP-4-1-BBL(NCT04826003)聯(lián)合進行1b期臨床試驗。

目前,最領(lǐng)先的2+1 T細胞導(dǎo)向雙特異性抗體是glofitamab(RG6026),靶向CD20和CD3ε。glofitamab目前正在淋巴瘤患者的多個臨床試驗中進行評估,包括CAR-T細胞治療后復(fù)發(fā)患者的試驗(NCT04703686)和復(fù)發(fā)/難治性彌漫性大B細胞淋巴瘤患者的3期臨床試驗(NCT04077723,NCT04408638)。其他類似2+1 的T細胞導(dǎo)向雙特異性抗體大多在臨床1期階段,包括用于治療多發(fā)性骨髓瘤的BCMA-TCE CC-93269(NCT03486067)和用于治療表達TYRP1的黑色素瘤的TYRP1-TCB(RG6232)。

此外,岸邁生物開發(fā)的FIT-Ig技術(shù)也使用了類似的邏輯,該方法依靠Fab交叉來實現(xiàn)正確的輕鏈關(guān)聯(lián),以產(chǎn)生對稱的四價N末端融合雙特異性抗體(2+2 CrossMabFab格式)。到目前為止,三種不同的雙特異性FIT Ig已在臨床1期,包括:1)EGFR/c-Met用于受體酪氨酸激酶抑制(EMB-01)(NCT03797391),2)PD-1/LAG-3用于雙檢查點抑制(EMB-02)(NCT04618393),以及3)BCMA/CD3ε用于多發(fā)性骨髓瘤(EMB-06)(NCT04735575)。

CrossMab在其它疾病領(lǐng)域中的應(yīng)用

在過去幾年中,使用CrossMab技術(shù)產(chǎn)生了多種針對HIV-1的高效雙特異性抗體,用于預(yù)防和治療HIV-1。在這些CrossMab的雙抗中,10E8．4/iMab對各種HIV-1菌株表現(xiàn)出極好的效力和廣度,目前10E8．4/iMab正在進行一期臨床試驗評估(NCT03875209)。最近,還報道了第一種基于crossMab的針對SARS-CoV-2的雙特異性抗體,靶向SARS-CoV-2受體結(jié)合域上的兩個非重疊位點并阻斷與血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)的結(jié)合。

在自身免疫性疾病,靶向TNFα/IL-17的1+1和2+2模式的crossMab在體外阻斷細胞因子和趨化因子反應(yīng)方面表現(xiàn)出優(yōu)越的功效。此外,雙特異性抗體對兩種細胞因子的聯(lián)合抑制優(yōu)于單獨對任一細胞因子的抑制。基于這些數(shù)據(jù),中和促炎細胞因子的雙靶向雙特異性抗體可能為自身免疫性疾病提供新的治療選擇。

靶向VEGF/Ang-2的vanucizumab(RG7221)是第一個進入臨床試驗的抗血管生成雙特異性抗體,VEGF和Ang-2在濕性年齡相關(guān)性黃斑變性(wAMD)和糖尿病性黃斑水腫(DME)等疾病的眼部血管生成中也起著重要作用。

Faricimab(RG7716)是一種異二聚體1+1模式靶向 VEGF/Ang-2的CrossMab。與vanucizumab相比,Faricimab針對眼內(nèi)使用和眼科適應(yīng)癥中的高濃度配方進行了特別優(yōu)化,通過在含有KiH的IgG1 Fc部分中引入P329GLALA和3A突變,消除FcγR介導(dǎo)的效應(yīng)器功能,并在低全身暴露時回收FcRn。最近,在wAMD和DME患者中進行的四項獨立的關(guān)鍵性3期試驗報告了積極的結(jié)果,并達到了主要終點(NCT03823287、NCT03823300、NCT03622580、NCT03622593)。根據(jù)這些數(shù)據(jù),Faricimab已提交FDA審查。

此外,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)疾病,BS-GANT(RG6102)通過靶向轉(zhuǎn)鐵蛋白受體和淀粉樣蛋白β,使之通過血腦屏障,顯示出改善大腦暴露和防止斑塊形成。BS-GANT最近進入了前驅(qū)或輕中度阿爾茨海默病患者的2期臨床試驗(NCT04639050)。

小結(jié)

在過去的20年中,已經(jīng)開發(fā)了許多技術(shù)來產(chǎn)生雙特異性抗體,CrossMab技術(shù)代表了一種簡單、直接且經(jīng)臨床驗證的抗體工程解決方案,使用現(xiàn)有的抗體對,通過最小工程實現(xiàn)正確的輕鏈關(guān)聯(lián)。事實上,它已經(jīng)與KiH技術(shù)一起發(fā)展成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界最成熟、最通用、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。

基于制備雙特異性和多特異性抗體的進展,相信crossMab技術(shù)會在各種疾病的治療產(chǎn)生重大影響,包括腫瘤、傳染病、自身免疫、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和代謝性疾病,為患者帶來福音。

參考文獻:

1．Pyroptosis at the forefront of anticancerimmunity． J Exp Clin Cancer Res． 2021; 40: 264．