乳腺癌治療“新兵”——HER2/CD3×CD28三特異性抗體

文章來源：醫藥魔方Pro

作者：曼話

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域的后起之秀。在雙抗接連取得研發突破的同時，三抗、多抗的研發序幕也已拉開。據醫藥魔方NextPharma數據庫，目前全球有超50款三抗及多抗候選分子在研。科學家們希望發揮三抗、多抗同時調控多個靶點的優勢，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，發表在Nature雜志上的一篇論文中，來自Sanofi R&D的科學家們帶來了三抗研發方面的一項里程碑突破。研究證實，在人源化小鼠模型中，靶向HER2的三特異性抗體有效誘導了乳腺癌消退。

來源:Nature

具體來說，在這項研究中，科學家們設計了一款HER2/CD3×CD28三特異性抗體（通過CD3和CD28雙信號通路刺激T細胞的激活和增殖），并調查了這類三抗抵抗乳腺癌的潛力。

知識卡：CD3是T細胞受體(TCR)的一部分，正常通過結合抗原分子來識別異常細胞。HER2/CD3×CD28三抗可與CD3結合驅動T細胞的激活，進而導致癌細胞殺傷，以及毒性細胞因子的產生和釋放。CD28也在T細胞上表達，HER2/CD3×CD28三抗與該蛋白結合可驅動一種名為Bcl-xL的蛋白質的表達（Bcl-xL的作用是阻斷T細胞死亡），從而提升T細胞殺傷癌細胞的持久性。

研究首先證實了HER2/CD3×CD28三抗在刺激CD8 T細胞細胞毒性方面的作用。使用該三抗后，CD8 T細胞中顆粒酶的表達增加了6.8倍。接著，科學家們調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細胞重組的免疫缺陷NSG小鼠體內評估了HER2/CD3×CD28三抗抑制腫瘤生長的能力。

人源化小鼠模型中HER2三特異性抗體對腫瘤生長的影響（來源：Nature）

研究結果顯示，在劑量低至10μg kg?1時，HER2/CD3×CD28三抗完全抑制了HER2-high HCC1954 乳腺癌細胞(453,780 molecules per cel)。研究還測試了HER2/CD3×CD28三抗在HER2-low ZR-75-1細胞系（52,045 molecules per cell）中的療效，結果顯示，劑量低至10 μg kg?1時，HER2/CD3×CD28三抗依然能夠誘導腫瘤消退。這些結果表明，在HER2高表達和低表達的腫瘤中，HER2/CD3×CD28三抗均能介導有效的腫瘤消退。

進一步，科學家們想要調查T細胞亞群在HER2/CD3×CD28三抗介導的腫瘤消退作用中的作用。研究團隊將純化的CD3、CD4或CD8細胞過繼轉移到移植了HCC1954乳腺癌細胞的人源化小鼠體內。結果顯示，過繼轉移純化的人CD3或CD4細胞可刺激體內腫瘤接近完全消退。相比之下，單獨過繼轉移人類CD8細胞表現出最小的抗腫瘤效應。研究者們認為，這可能是因為缺乏輔助性T細胞的情況下CD8細胞生存不佳。這些結果強調了CD4細胞在介導腫瘤消退中的重要性。

HER2三特異性抗體刺激的CD4+T細胞抑制了HER2+乳腺癌和胃癌細胞的細胞周期進展和/或增殖（來源：Nature）

為了進一步探討CD4細胞發揮抗腫瘤作用的機制，科學家們調查了是否人CD4細胞會對HER2+人乳腺癌和胃癌細胞系產生直接抑制作用。他們將CD4細胞與腫瘤靶標及HER2/CD3×CD28三抗或陰性對照IgG在體外孵育24小時，然后測定細胞周期分布。結果顯示，與對照組相比，三抗處理組所有的10種細胞系均在G0/G1期顯著積累，表明G1/S期生長停滯。相比之下，腫瘤細胞系與HER2/CD3×CD28三抗以及CD8細胞一起孵育時，細胞周期分布變化極小，表明是CD4細胞，而不是CD8細胞促進了腫瘤生長停滯。這些數據表明，HER2/CD3×CD28三抗通過獨特的互補效應機制刺激CD4和CD8細胞裂解人乳腺癌細胞。

HER2三特異性抗體刺激的CD4+ T細胞抑制了乳腺癌細胞系HCC1954中細胞周期進展和/或增殖并刺激了促炎通路（來源：Nature）

基因表達分析研究顯示，當暴露于三特異性抗體和CD4細胞時，乳腺癌細胞（HCC1954細胞）細胞周期/細胞分裂通路的基因簇如預期的那樣顯著下調，此外，值得注意的是，促炎反應，如TNF和IFNγ通路顯著上調。與此效應一致，TNF信號通路下游的許多基因顯著上調，包括CXCL10、CXCL11和CCL5。CXCL10是單核細胞/巨噬細胞、T細胞、自然殺傷細胞和樹突狀細胞的主要趨化因子，而CXCL11和CCL5是T細胞的趨化因子。當CD4細胞與腫瘤靶細胞和三特異性抗體孵育時，上清液中也檢測到大量TNF和IFNγ。相比之下，暴露于CD8細胞時，盡管觀察到innate immunity–IFNγ–type Iinterferon通路的上調，但腫瘤細胞細胞周期/細胞分裂通路的表達并沒有降低。

接著，科學家們利用中和抗體進行了細胞因子中和實驗。結果顯示，抗TNF（非抗IFNγ或IFNα）中和抗體顯著阻斷了三特異性抗體在CD4細胞存在下對HER2-high MDA-MB-453乳腺癌細胞系的殺傷活性。相比之下，抗TNF中和抗體對于CD8細胞存在下的三抗殺傷活性沒有影響。TNF對CD4細胞抗腫瘤活性的重要性也在HER2-high MD-MB-453細胞系和HER2-low ZR-75-1細胞系中得到證實。這些數據表明，CD4和CD8 T細胞通過不同的機制發揮其抗腫瘤活性。此外，這些發現證實，CD4細胞可直接影響腫瘤細胞周期進展，這是一種以前未被認識到的惡性腫瘤免疫控制機制。

為了探究HER2/CD3×CD28三抗的潛在毒性，研究者們進行了一項探索性的非人靈長類動物(NHP)毒理學研究。結果顯示，在NHP臨床前毒性研究中，HER2/CD3×CD28三抗耐受良好，首次給藥引發短暫的炎性細胞因子釋放，多次給藥后細胞因子釋放衰減。

總結來說，該研究證實，HER2/CD3×CD28 三抗可刺激T細胞激活，并提供誘導T細胞增殖的生存信號。而這些被激活的T細胞不僅能夠抑制HER2高表達的乳腺癌細胞，還可有效裂解HER2陰性乳腺癌細胞系（表達低至中等水平的HER2），表明HER2/CD3×CD28 三抗可能是對基于HER2的治療無響應的大多數乳腺癌患者的一個潛在希望。

此外，研究證實，HER2/CD3×CD28三抗誘導的腫瘤消退涉及先前未被認識的機制，包括CD4細胞介導的腫瘤細胞周期阻滯及促炎反應，這些發現值得進一步研究。

注：原文有刪減

參考資料：

[1] Edward Seung et al. A trispecificantibody targeting HER2 and T cells inhibits breast cancer growth via CD4cells. Nature（2022）.

[2] Nature：癌癥免疫療法新突破——三特異性抗體（來源：醫藥魔方Pro）