康方生物發(fā)表PD-1/CTLA-4雙抗作用機(jī)制,回溯阿斯利康的雙抗機(jī)制
免疫檢查點(diǎn)抑制劑的競(jìng)爭(zhēng)是殘酷的,從單靶點(diǎn)單抗到PD-1抗體、PD-L1抗體、CTLA-4抗體、LAG-3抗體的聯(lián)合使用,再到PD-1/CTLA-4雙抗、PD-L1/CTLA-4雙抗的技術(shù)進(jìn)階。毫無疑問,這個(gè)時(shí)代是做藥人的黃金時(shí)代。但對(duì)于臨床真正的獲益提升幅度,產(chǎn)品間真正的差異優(yōu)勢(shì),還是需要回溯具體產(chǎn)品已發(fā)表的具體數(shù)據(jù)。
——卡度尼利單抗上市意義——
作為全球首款上市的腫瘤免疫雙抗——卡度尼利單抗,甫一上市,就具有里程碑意義。2022年6月29日,國(guó)家藥品監(jiān)督管理局通過優(yōu)先審評(píng)審批程序附條件批準(zhǔn)康方藥業(yè)有限公司卡度尼利單抗注射液(商品名:開坦尼)上市。該藥品為我國(guó)自主研發(fā)的創(chuàng)新雙特異性抗體,適用于既往接受含鉑化療治療失敗的復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌患者的治療。

卡度尼利單抗注射液是一種靶向人PD-1和CTLA-4的雙特異性抗體,可阻斷PD-1和CTLA-4與其配體PD-L1/PD-L2和B7.1/B7.2的相互作用,從而阻斷PD-1和CTLA-4信號(hào)通路的免疫抑制反應(yīng),促進(jìn)腫瘤特異性的T細(xì)胞免疫活化,進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤作用。
卡度尼利的上市,具有很多代表性意義。首先,這是全球首款PD-1/CTLA-4雙抗,從O+Y(納武利尤單抗+伊匹木單抗)和D+T(度伐利尤單抗+Treme)雙免組合方案到PD-1/CTLA -4雙抗,都已經(jīng)驗(yàn)證了PD-(L)1靶點(diǎn)和CTLA-4靶點(diǎn)阻斷帶來的協(xié)同抗腫瘤效果。其次,這是國(guó)產(chǎn)第一款雙抗在國(guó)內(nèi)獲得上市批準(zhǔn),也是享受優(yōu)先審評(píng)審批程序,依托II期單臂試驗(yàn)上市的腫瘤創(chuàng)新藥。
而隨著2022年6月20日,CDE發(fā)布“關(guān)于公開征求《單臂臨床試驗(yàn)用于支持抗腫瘤藥上市申請(qǐng)的適用性技術(shù)指導(dǎo)原則》意見的通知,單臂研究的人群選擇,癌種選擇,以及評(píng)價(jià)的指標(biāo)都做了明確的規(guī)定。對(duì)于過往經(jīng)常采用ORR來評(píng)判研究結(jié)果進(jìn)行了反思,現(xiàn)在是需要進(jìn)一步結(jié)合其他的指標(biāo)綜合評(píng)價(jià),也提到了更長(zhǎng)時(shí)間的PFS指標(biāo)。同時(shí),對(duì)于可以申請(qǐng)突破性療法享受快速審評(píng)通道的癌種,也強(qiáng)調(diào)了需要與CDE進(jìn)行提前溝通。
綜合以上兩點(diǎn)的規(guī)定,可以預(yù)見,創(chuàng)新藥的研發(fā)賽道逐漸規(guī)范也日趨嚴(yán)格??捣缴锏目ǘ饶崂麊慰沟淖?cè)適應(yīng)癥選擇的含鉑化療治療失敗的復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌,采用單臂研究設(shè)計(jì),研究終點(diǎn)選擇的是ORR。充分享受了政策紅利獲得加速審批上市。但之后的這種選擇,就受到了限制,只有PFS,甚至OS獲益,才能最終被批準(zhǔn)。
——卡度尼利單抗作用機(jī)制——
相較于尚未成熟的前沿靶點(diǎn),聚焦已成藥且具有協(xié)同作用的靶點(diǎn)組合進(jìn)行雙抗技術(shù)迭代,是較為穩(wěn)妥的研發(fā)思路。本文就剛剛發(fā)表的卡度尼利單抗作用機(jī)制的文章進(jìn)行解析,比對(duì)阿斯利康既往發(fā)表的其在研的PD-1/CTLA-4雙抗作用機(jī)制,以饗讀者。

摘要
臨床研究表明,靶向CTLA-4和PD-1的抗體的聯(lián)合治療比單獨(dú)使用PD-1抗體顯著提高了臨床效益。然而,這種組合的廣泛應(yīng)用受到毒性的限制。Cadonilimab(研發(fā)代碼:AK104,通用名:卡度尼利單抗)是一種對(duì)稱的四價(jià)雙特異性抗體。除了表現(xiàn)出與CTLA-4和PD-1抗體組合相似的生物活性外,cadonilimab在高密度PD-1和CTLA-4環(huán)境中比在低密度PD-1環(huán)境中具有更高的結(jié)合親和力,而單特異性抗PD-1抗體沒有表現(xiàn)出這種差異活性。由于不與Fc受體結(jié)合,cadonilimab表現(xiàn)出最小的抗體依賴性細(xì)胞毒性、抗體依賴性吞噬作用和白介素-6(IL-6)/IL-8釋放。這些特征都可能導(dǎo)致臨床上觀察到的cadonilimab毒性顯著降低。cadonilimab在腫瘤環(huán)境中的較高結(jié)合親和力和Fc段改造設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致腫瘤中更好的藥物滯留,并有助于更好的安全性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗腫瘤療效。

基于PD-1和CTLA-4在腫瘤組織中的共表達(dá)現(xiàn)象進(jìn)行抗PD1/CTLA-4雙抗cadonilimab的四價(jià)設(shè)計(jì)示意圖。(a) 使用cBioportal對(duì)TCGA數(shù)據(jù)集中不同腫瘤類型PD-1和CTLA-4 mRNA表達(dá)水平的相關(guān)性分析。X軸和Y軸表示由Log轉(zhuǎn)換的mRNA表達(dá)水平(值+1)。TCGA,《癌癥基因組圖譜》。(b) cadonilimab四價(jià)結(jié)構(gòu)示意圖。(個(gè)人點(diǎn)評(píng):摒棄了常用的Y型雙抗的設(shè)計(jì)思路,采用2+2的雙抗設(shè)計(jì)思路,即在抗體的C末端融合可以結(jié)合CTLA-4抗體的可變區(qū)序列。該類型的抗體在生產(chǎn)表達(dá)中類似于單抗,不存在經(jīng)典雙抗的錯(cuò)配問題,因此成本上有一定的優(yōu)勢(shì)。一旦這種設(shè)計(jì)平臺(tái)技術(shù)打通,再找合適的靶點(diǎn)組合進(jìn)行雙抗管線的擴(kuò)充,就是較為容易的事情,我們也看見康方生物的PD-1/VEGF雙抗也迎來了三項(xiàng)突破療法認(rèn)定。雙抗的研發(fā),相較于單抗,對(duì)于平臺(tái)技術(shù)的依仗更明顯。)
卡度尼利單抗為IgG1型抗體,為了摒除掉IgG1型抗體常見的Fc段介導(dǎo)的ADCC、ADCR等效應(yīng),卡度尼利單抗Fc段進(jìn)行了AAA突變(下圖紅色部分)。

注:a.CDR區(qū)域以藍(lán)色突出顯示。b.Ala235、Ala236和Ala238位置的片段可結(jié)晶(Fc)突變以紅色突出顯示。c.柔性連接子以綠色突出顯示。d.下劃線區(qū)域是人IgG1,κ恒定區(qū)序列。
在體外結(jié)合活性方面,兩個(gè)抗體融合形成的雙特異抗體并不會(huì)影響抗體的結(jié)合,并且和已經(jīng)上市的兩個(gè)單抗具有相當(dāng)?shù)挠H和力。

表2.?cadonilimab與nivolumab和ipiliumab的比較:靶抗原結(jié)合和與靶抗原和配體的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合。
與傳統(tǒng)單克隆抗體不同的是,卡度尼利單抗(cadonilimab)在PD-1高濃度下具有更高的親和力,而在PD-1濃度較低時(shí),其結(jié)合能力相對(duì)較低。該特點(diǎn)可能使得抗體在PD-1高表達(dá)的腫瘤微環(huán)境中具有更高的活性,而在正常組織中具有較低的結(jié)合活性,從而在一定程度上降低PD-1/CTLA-4雙抗的毒性。

Cadonilimab表現(xiàn)出對(duì)更高密度PD-1和CTLA-4的更高親和力結(jié)合。在Fortebio分析中,與(b)相對(duì)低密度的PD-1(10nM)相比,cadonilimab顯示出更高的結(jié)合親和力,(a)PD-1和CTLA-4的高密度,其中PD-1(50nM)和CTLA-3(50nM)被加載到傳感器上。Penpulimab(cadonilimab的親代PD-1抗體)在這些抗原條件(a)和(b)下表現(xiàn)出類似的結(jié)合親和力。

Cadonilimab與PD-1和CTLA-4的四價(jià)結(jié)合。(a) Cadonilimab與用人CTLA-4轉(zhuǎn)染的CHO-K1-CTLA-4細(xì)胞(橙色細(xì)胞)和用Hoechst 33342標(biāo)記的Jurkat-PD1細(xì)胞(淺藍(lán)色細(xì)胞)的反式結(jié)合。Jurkat-PD1細(xì)胞是一種懸浮淋巴母細(xì)胞系,當(dāng)與cadonilimab共培養(yǎng)時(shí),其與CHO-K1-CTLA-4細(xì)胞粘附,但與nivolumab和ipilimumab聯(lián)合培養(yǎng)時(shí)不粘附。(b) FACS測(cè)定中cadonilimab與表達(dá)PD-1和CTLA-4的細(xì)胞的交聯(lián)。將AK104或?qū)φ湛贵w添加到表達(dá)遠(yuǎn)紅標(biāo)記的CTLA-4的CHO-K1細(xì)胞和表達(dá)CSFE標(biāo)記的PD-1的CHO-K2細(xì)胞的1:1混合物中。(c) Cadonilimab可以以類似的結(jié)合活性與人PD-1和CTLA-4結(jié)合,而不首先結(jié)合PD-1或CTLA-4。在Fortebio測(cè)定中,將Cadonilimab固定在傳感器上,并進(jìn)行與人PD-1(PD1-hFc)和CTLA-4(CTLA-4-hFc的順序結(jié)合或以相反的順序進(jìn)行和測(cè)量。

Cadonilimab在混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)試驗(yàn)中誘導(dǎo)IL-2和IFN-γ的產(chǎn)生。(a,b)Cadonilimab促進(jìn)了人外周血單個(gè)核細(xì)胞(hPBMC)的活化,這在hPBMC和人DC的混合培養(yǎng)物中誘導(dǎo)了更強(qiáng)勁的IL-2和IFN-γ的分泌;與nivolumab和ipilimumab相比,cadonilimab沒有顯著改善IL-2和IFN-γ的分泌。(c,d)Cadonilimab增強(qiáng)了hPBMC和Raji-PDL1細(xì)胞混合培養(yǎng)物中IL-2和IFN-γ的分泌。數(shù)據(jù)顯示為n=2的平均值±SEM,并使用單向方差分析進(jìn)行分析*與同種型對(duì)照相比,P<0.05、**P<0.01和***P<0.001。
AK104作用機(jī)制如下:
與正常組織和外周血細(xì)胞相比,腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞共同表達(dá)PD-1和CTLA-4的水平要高得多,因此,抗PD-1/CTLA-4雙特異性抗體在腫瘤組織富集方面優(yōu)于正常組織將有助于提高療效和安全性。
目前可用于聯(lián)合治療的抗PD-1和抗CTLA-4抗體,在應(yīng)用中,F(xiàn)c段所介導(dǎo)的ADCC、ADCP對(duì)療效和安全性的影響也是非常大的。
此外,腫瘤微環(huán)境中活化的巨噬細(xì)胞通過分泌促炎細(xì)胞因子,如IL-6和IL-8,在介導(dǎo)免疫抑制中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Fc段改造,旨在消除與FcγRs和C1q的結(jié)合,從而最大限度地減少淋巴細(xì)胞損失和巨噬細(xì)胞釋放抗體依賴性細(xì)胞因子,從而有效減少irAE和免疫治療中的不良預(yù)后。
綜上可見,AK104的作用機(jī)制,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了腫瘤富集的優(yōu)勢(shì)。
——阿斯利康發(fā)力雙特異性單克隆抗體——
PD-1和CTLA-4聯(lián)合阻斷由設(shè)想到試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)披露,已被證明可提高某些癌種患者的OS,并被批準(zhǔn)用于治療晚期黑色素瘤、腎細(xì)胞癌(RCC)和非小細(xì)胞肺癌。但我們也知道,由于CTLA-4單抗的劑量依賴性毒副作用,使得聯(lián)合療法中,CTLA-4單抗治療劑量受到限制。因此,迫切需要結(jié)合找到安全有效的方式,靶向PD-1和CTLA-4的雙特異性單克隆抗體就是一種好的設(shè)計(jì)方式。
阿斯利康因此全力開發(fā)MEDI5752—同時(shí)靶向PD-1和CTLA-4,F(xiàn)C經(jīng)過工程化改造,降低了FC效應(yīng)器功能的單價(jià)雙特異性人IgG1單克隆抗體。
部分?jǐn)?shù)據(jù)也于2021年1月8日發(fā)表。因?yàn)闀r(shí)間和精力,一直拖到現(xiàn)在才翻譯。

文章報(bào)道,MEDI5752對(duì)活化的PD-1+T細(xì)胞的CTLA-4優(yōu)先抑制。上圖所示,與PD-1-T細(xì)胞相比,MEDI5752優(yōu)先飽和PD-1+T細(xì)胞的CTLA-4。
此外,值得一提的是,MEDI5752也會(huì)導(dǎo)致PD-1的內(nèi)吞和降解,并且可以優(yōu)先在腫瘤微環(huán)境(TME)中積聚,在阻斷PD-1通路的同時(shí),在TME中提供更強(qiáng)的CTLA-4抑制作用。
與PD-1和CTLA-4的單抗組合相比,表現(xiàn)出增強(qiáng)的抗腫瘤活性,這也在I期臨床研究(NCT03530397)中得到了說明性的證據(jù)。
附圖如下:

MEDI5752使CHO PD-1+CTLA-4+(10:1)和CHO PD-1+CTLA-4+(40:1)細(xì)胞上的CTLA-4受體飽和,濃度分別比僅表達(dá)CTLA-4的CHO PD-1-CTLA-4+細(xì)胞低約40倍和500倍。這表明,MEDI5752能優(yōu)先抑制PD-1+激活和非激活T細(xì)胞上的CTLA-4。
在攜帶MCA205腫瘤的小鼠中使用放射性標(biāo)記分子進(jìn)行的生物分布研究表明,與傳統(tǒng)的抗CTLA-4或同種型單克隆抗體相比,MEDI5752在腫瘤中的定位水平明顯更高。

MEDI5752正在進(jìn)行人類晚期實(shí)體瘤研究(NCT03530397),首次評(píng)估顯示有2個(gè)部分緩解,其中一名為61歲的胃腺癌患者既往五次化療均失敗,腫瘤縮小了60%;一名51歲的透明細(xì)胞癌患者,腫瘤縮小了68%。兩種藥物在80周和24周時(shí)均無進(jìn)展,毒性可控。
——總結(jié)——
綜上所述,康方生物的PD-1/CTLA-4雙抗與阿斯利康的PD-1/CTLA-4雙抗設(shè)計(jì)不同,但都強(qiáng)調(diào)了對(duì)共表達(dá)PD-1和CTLA-4的T細(xì)胞的親和力。相較于PD-1抗體聯(lián)合CTLA-4抗體難以摒除掉的毒性,主要聚焦在CTLA-4抗體在體內(nèi)的廣泛結(jié)合CTLA-4靶點(diǎn),導(dǎo)致的毒性增加。這也是施貴寶公司正在基于伊匹木單抗進(jìn)行三款CTLA-4抗體進(jìn)行改造的主要方向,就是如何聚焦于腫瘤微環(huán)境,防止CTLA-4抗體在體內(nèi)的廣泛分布結(jié)合。
參考文獻(xiàn)
Xinghua Pang, Zhaoliang Huang, Tingting Zhong et al.?Cadonilimab, a tetravalent PD-1/CTLA-4 bispecific?antibody with trans-binding and enhanced target?binding avidity.mAbs 2023