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科学家又创造全新免疫疗法:“免疫+靶向”, 开启癌症治疗双特异性抗体时代!

作者:小D|2021年03月12日| 浏览:2265
最近有消息传出,CAR-T疗法可能即将在中国获批上市,价格可能或达百万人民币。

CAR-T的价格这么贵,其中的一个原因是它无法大规模制造。为了避免排异反应,目前主流的CAR-T疗法都需要使用患者自己的T细胞,将其分离改造,加上用于识别肿瘤细胞的嵌合抗原受体(CAR)后,再输回体内用于治疗。

近日,约翰霍普金斯大学的Zhou Shibin团队创造了一种新的免疫治疗方法,不需要从体内分离T细胞,而是使用一种双特异性抗体,一头识别肿瘤细胞,另一头识别并激活T细胞,直接带着人体内的T细胞追杀癌细胞。

根据不同肿瘤的特点,研究人员一共设计制造了3种不同的双特异性抗体,分别用于治疗T细胞肿瘤[1]、TP53突变的肿瘤[2]和RAS突变的肿瘤[3]

双特异性抗体(红色箭头)引导T细胞攻击肿瘤细胞

1
攻克CAR-T治不了的T细胞肿瘤

说起淋巴系统肿瘤,这是CAR-T的绝对主场。通过靶向CD19、CD20等B细胞谱系特有的标志物,CAR-T对占大多数的B细胞肿瘤都有很好的疗效。不过,还有大约15%的非霍奇金淋巴瘤和20%的急性淋巴细胞白血病是T细胞引起的[4-5],对这些占少数的T细胞肿瘤,CAR-T就有点无可奈何了。

CAR-T在治疗B细胞肿瘤时,除了恶性的B细胞,正常的B细胞也会一并清除,造成患者的B细胞缺陷。但好在,成熟的浆细胞不表达CD19和CD20分子,患者在CAR-T治疗后依然能保有一定的体液免疫,不会造成严重的免疫缺陷。而类似的方法要是用于T细胞肿瘤,就会导致不可接受的免疫抑制。

为了避免这个问题,治疗T细胞肿瘤必须要靶向T细胞肿瘤所特有,而正常T细胞没有的标志物,比如说特定的T细胞受体(TCR)


在T细胞发育过程中,TCR的基因会发生随机的重排,以应对可能遇到的各种抗原,一个人的体内大约存在一亿种不同的TCR。而T细胞的恶性肿瘤,最初都来自同一个癌变的T细胞,具有相同的TCR。靶向这一种TCR就能清楚患者体内所有的肿瘤细胞,而不对免疫力产生过多影响。

但用CAR-T来靶向特定TCR的话,T细胞这部分要从患者身体上分离扩增,CAR这部分也要根据患者体内的肿瘤来设计,成本可就太高了。而使用双特异性抗体,只需要制备针对特定TCR的抗体,再将其和具有激活作用的CD3抗体融合在一起,就能带着患者体内的T细胞去猎捕肿瘤细胞了。

为了检验双特异性抗体的治疗效果,研究人给小鼠移植了带有应该标记的恶性T细胞。在小鼠体内,两种靶向特定TCR的双特异性抗体都迅速清除恶性T细胞,显著延长了小鼠的生存期。

靶向特定TCR的双特异性抗体迅速清除小鼠体内肿瘤(中),而无关抗体(左)和敲除肿瘤TCR(右)都使肿瘤未被清除

2
靶向肿瘤中最多的TP53突变

近些年来,靶向治疗彻底改变了癌症患者的治疗,HER2抑制剂、酪氨酸激酶抑制剂等靶向药大大改变了相应患者的预后。不过目前的靶向药都是靶向被异常激活的癌基因,通过抗体或小分子抑制剂去抑制相应致癌蛋白的功能。而对于发生失活突变的抑癌基因,很难通过靶向药恢复它的功能。

不巧的是,肿瘤中最常见的基因突变——TP53突变,就是一种抑癌基因的失活突变。在各种癌症中,TP53突变的发生率在38%~50%不等[6]。TP53突变虽然很难用传统方法去靶向,但却可以把突变的TP53作为一个标志物,用来引导免疫系统的攻击。

TP53突变中,最常见的是R175H突变[7],也就是175位的精氨酸突变成了组氨酸。在一些人中,这一突变正好会被HLA分子呈递到细胞表面。

研究人员就针对这一突变肽-HLA复合物制造了双特异性抗体,抗体的另一端同样是靶向T细胞上的CD3分子。在小鼠体内,这一双特异性抗体有效地让TP53突变的肿瘤消退了。

双特异性抗体使携带TP53突变的肿瘤消退

3
“不可成药”的RAS也能靶向

RAS是人类发现的第一个癌基因,分布也十分广泛,大约25%的肿瘤中存在RAS基因家族(KRAS、HRAS和NRAS)的突变[8]。虽然RAS突变发现早分布广,但长期以来一直没有针对RAS的靶向药。直到最近,第一种KRASG12C靶向药sotorasib才诞生出来。

RAS中,G12V和Q61L是两种常见突变[9]。研究发现,这两个突变肽段可以被加工呈递到细胞表面,但抗原密度极低。这就对抗体的亲和力提出了很高的要求。为此,研究人员使用噬菌体展示技术筛选出了对这些抗原肽亲和力很高的双特异性抗体。

在体外试验中,这些高亲和力的双特异性抗体缺失可以识别具有相应RAS突变的癌细胞,并引导T细胞将其杀死。在小鼠试验中,这一双特异性抗体也显著延缓了一种白血病细胞的生长。

双特异性抗体延缓了白血病细胞HL-60的生长



参考文献:
[1]. Paul S, PearlmanA H, Douglass J, et al. TCR beta chain-directed bispecific antibodies for thetreatment of T-cell cancers[J]. Science Translational Medicine, 2021.
[2]. Hsiue E H C,Wright K M, Douglass J, et al. Targeting a neoantigen derived from a commonTP53 mutation[J]. Science, 2021, 371(6533).
[3]. Douglass J,Hsiue E H C, Mog B J, et al. Bispecific antibodies targeting mutant RASneoantigens[J]. Science Immunology, 2021, 6(57).
[4]. Swerdlow S H,Campo E, Pileri S A, et al. The 2016 revision of the World Health Organizationclassification of lymphoid neoplasms[J]. Blood, 2016, 127(20): 2375-2390.
[5]. Dores G M,Devesa S S, Curtis R E, et al. Acute leukemia incidence and patient survivalamong children and adults in the United States, 2001-2007[J]. Blood, 2012,119(1): 34-43.
[6]. Olivier M,Hollstein M, Hainaut P. TP53 mutations in human cancers: origins, consequences,and clinical use[J]. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 2010, 2(1):a001008.
[7]. Grossman R L,Heath A P, Ferretti V, et al. Toward a shared vision for cancer genomicdata[J]. New England Journal of Medicine, 2016, 375(12): 1109-1112.
[8]. Hobbs G A, Der CJ, Rossman K L. RAS isoforms and mutations in cancer at a glance[J]. Journal ofcell science, 2016, 129(7): 1287-1292.
[9]. Prior I A, LewisP D, Mattos C. A comprehensive survey of Ras mutations in cancer[J]. Cancerresearch, 2012, 72(10): 2457-2467.

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