CD3單克隆抗體:突破性療法的又一次“浴火重生”

01
分化簇CD
在細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)領(lǐng)域,CD一詞為“Cluster of Differentiation”(分化簇或分化群)的縮寫,又名白細(xì)胞分化抗原,它們是細(xì)胞膜上的一類蛋白質(zhì)或糖蛋白。它們大多是跨膜蛋白或者糖蛋白,結(jié)構(gòu)中含有胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)。在新細(xì)胞形成以后,不同的蛋白質(zhì)會(huì)被合成并表現(xiàn)在細(xì)胞膜上。這些蛋白質(zhì)可以被識(shí)別出來(lái),用來(lái)鑒別或分離不同類型的細(xì)胞。迄今為止,大約有近400種CD被鑒別出來(lái)。這些蛋白質(zhì)是細(xì)胞的配體或受體, 能參與細(xì)胞間的訊號(hào)傳遞, 以及黏著等作用。

部分分化簇(CD)編號(hào)分組
分組
CD分子類型
T細(xì)胞
CD2、CD3、CD4、CD5、CD8、CD28、CD152(CTLA-4)、CD154(CD40L)、CD278(ICOS)
B細(xì)胞
CD19、CD20、CD21、CD40、CD79a(iga)、CD79b(igaβ)、CD80(B7-1)、CD86(B7-2)
髓樣細(xì)胞
CD14、CD35(CR1)、CD64、CD284(TLR4)
血細(xì)胞
CD36、CD41(整合素αII?β)、CD51(整合素av)、CD61(整合素β3)、CD62P(P選擇素)
NK細(xì)胞
CD16(FcγRIII)、CD56(NCAM-1)、CD94、CD158(KIR)、CD161(NKR-P1A)、CD314(NKG2D)、CD335(NKp46)、CD336(NKp44)、CD337(NKp30)
黏附分子
CD11a-CD11c、CD15s(sLex?)、CD18(整合素β2)、CD29(整合素β1)、CD49a-CD49f、CD54(ICAM-1)、CD62E(E選擇素)、CD62L(L選擇素)
細(xì)胞因子/趨化因子受體
CD25(IL-2Ra)、CD95(Fas)、CD178(FasL)、CD183(CXCR3)、CD184(CXCR4)、CD195(CCR5)
02
CD3為何會(huì)備受生物醫(yī)藥研發(fā)人員們的青睞
近年來(lái),利用抗體藥物作為實(shí)體器官移植的誘導(dǎo)治療逐漸增加,如1986年美國(guó)FDA批準(zhǔn)了世界上第一個(gè)單抗治療性藥物——抗CD3單抗OKT3進(jìn)入市場(chǎng),用于器官移植時(shí)的抗排斥反應(yīng),使當(dāng)時(shí)抗體藥物的研制和應(yīng)用達(dá)到了科研發(fā)展的頂點(diǎn)。
眾所周知,在細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)領(lǐng)域,CD3(分化簇3)與T細(xì)胞的共受體是一種蛋白質(zhì)復(fù)合物。CD3具有五種肽鏈,即γ鏈、δ鏈、ε鏈、ζ鏈和η鏈,這五種多肽鏈均為跨膜蛋白。CD3分子的跨膜區(qū)通過鹽橋與TCR兩條肽鏈的跨膜區(qū)連接,形成TCR-CD3復(fù)合體,共同參與T細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別。TCR識(shí)別抗原所產(chǎn)生的活化信號(hào)由CD3轉(zhuǎn)導(dǎo)至T細(xì)胞內(nèi)。

CD3主要用于標(biāo)記胸腺細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞及T細(xì)胞淋巴瘤,其胞質(zhì)段含免疫受體酪氨酸活化基序(Immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM),TCR識(shí)別并結(jié)合由MHC(Major histo-compatibility complex)分子提呈的抗原肽,導(dǎo)致CD3的ITAM的保守序列的酪氨酸殘基被T細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸蛋白激酶p56lck磷酸化,然后可募集其他含有SH2(Scr homology 2)結(jié)構(gòu)域的酪氨酸蛋白激酶(如ZAP-70)。ITAM的磷酸化和與ZAP-70的結(jié)合是T細(xì)胞活化信號(hào)傳導(dǎo)過程早期階段的重要生化反應(yīng)之一。因此,CD3分子的功能是轉(zhuǎn)導(dǎo)TCR識(shí)別抗原所產(chǎn)生的活化信號(hào)。CD3ε或γ鏈基因突變可導(dǎo)致T細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)出現(xiàn)障礙[1]。
03
CD3是如何在臨床免疫治療中發(fā)揮作用的
CD3分子具有穩(wěn)定TCR結(jié)構(gòu)和傳遞活化信號(hào)的作用。因此,針對(duì)CD3分子的單克隆抗體能夠激發(fā)或阻斷T細(xì)胞活化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),清除效應(yīng)T細(xì)胞或誘導(dǎo)調(diào)節(jié)T細(xì)胞的產(chǎn)生,從而為治療器官移植排斥和自身免疫性疾病提供了新的思路。

CD3關(guān)鍵結(jié)構(gòu)
在T細(xì)胞表面,CD3分子與TCR以非共價(jià)鍵結(jié)合形成TCR/CD3受體復(fù)合物。CD3包括四種亞型,分別為CD3δ, CD3ε, CD3γ和 CD3ζ,其中CD3δ/CD3ε, CD3γ/CD3ε以異源二聚體形式和TCR的α/β鏈形成TCR-CD3復(fù)合物。
T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答大致分為三個(gè)階段:①T細(xì)胞特異性識(shí)別抗原;②T細(xì)胞活化、增殖、分化;③效應(yīng)T細(xì)胞(Th細(xì)胞、CTL細(xì)胞和記憶性T細(xì)胞)的產(chǎn)生及發(fā)揮效應(yīng)。第②階段的T淋巴細(xì)胞活化需要雙信號(hào)的刺激,其中第一信號(hào)為特異性抗原識(shí)別信號(hào),即成熟的T淋巴細(xì)胞受體(TCR)同抗原提呈細(xì)胞(APC)表面的主要組織相容性復(fù)合體分子(MHC)所提呈的抗原多肽進(jìn)行特異性結(jié)合[2]。

TCR/CD3復(fù)合體結(jié)構(gòu)
為激活啟動(dòng)免疫細(xì)胞激活的必要下游通路,TCR的α/β鏈需要通過鹽橋與信號(hào)分子復(fù)合物CD3蛋白的異源二聚體形式γ/ε鏈形成8條肽鏈的穩(wěn)定TCR/CD3復(fù)合體結(jié)構(gòu),才能將T細(xì)胞的刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi),啟動(dòng)胞內(nèi)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。
靶向CD3的抗體藥物通常識(shí)別形成天然異源二聚體的CD3ε,從而激活T細(xì)胞,使其行使腫瘤殺傷功能。然而,在重組表達(dá)生產(chǎn) CD3ε/CD3δ,CD3ε/CD3γ異源二聚體蛋白的過程中,CD3ε與CD3δ或CD3γ極易形成單體比例不均一的復(fù)合物,無(wú)法保證異源二聚體蛋白的結(jié)構(gòu)和功能,并造成較大的批間差異,這也成為時(shí)下許多雙抗藥物開發(fā)的瓶頸。
CD3蛋白作為在早期信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)階段活化T細(xì)胞不可或缺的重要元素,已經(jīng)成為靶向治療策略中的常見靶點(diǎn)。自20世紀(jì)90年代以來(lái),CD3單克隆抗體開始應(yīng)用于CIK細(xì)胞治療技術(shù)中,激活T細(xì)胞增殖及活化,在其他細(xì)胞因子IL2、IL1a等的共同作用下,產(chǎn)生具有增殖速度快、殺瘤活性高、殺瘤譜廣及非MHC限制性殺瘤特點(diǎn)的CIK細(xì)胞,對(duì)癌癥、慢性白血病、肝病及神經(jīng)性疾病等多種疾病的治療具有顯著療效。
04
CD3臨床藥物研究
早在2019年8月,美國(guó)耶魯大學(xué)Kevan C. Herold研究小組通過研究發(fā)現(xiàn):一種以靶向CD3為抗體的藥物“Teplizumab”,可有效延緩高危人群患上1型糖尿病,這一研究成果也發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上[3]。該研究顯示,Teplizumab可持續(xù)表現(xiàn)出有效緩解β細(xì)胞損傷并減少外源性胰島素使用需求。此外,在2019年的美國(guó)糖尿?。ˋDA)年會(huì)上,Provention 公布了Teplizumab針對(duì)一型糖尿病高危人群的Ⅱ期臨床試驗(yàn) At Risk數(shù)據(jù)。相比于安慰劑,Teplizumab能夠?qū)㈩净家葝u素依賴的T1D但尚未有癥狀的患者的疾病發(fā)生時(shí)間平均推遲約3年,達(dá)到臨床終點(diǎn)。

Teplizumab是一款人源化抗CD3單抗,通過阻止CD3-TCR復(fù)合物形成,阻止T細(xì)胞攻擊胰島β細(xì)胞。在2011年開展的一項(xiàng)III期試驗(yàn)中,Teplizumab未能顯示緩解Ⅰ型糖尿病初期患者的癥狀,宣告臨床失敗。2018年,Provention引進(jìn)該藥物,重啟Ⅲ期臨床。Provention接手之后,Teplizumab被成功盤活,并在后續(xù)的臨床試驗(yàn)中意外地取得了積極結(jié)果。Teplizumab此前已獲得FDA的突破性治療稱號(hào)和EMA的“PRIME”稱號(hào)。若成功獲得批準(zhǔn),Teplizumab的成功開發(fā)是自胰島素作為糖尿病治療/管理問世一個(gè)世紀(jì)以來(lái),首個(gè)在糖尿病治療領(lǐng)域取得的重大突破。
即使當(dāng)年風(fēng)靡一時(shí)的靶向CD3ε單抗藥物因其引發(fā)的不良反應(yīng)而遺憾退市,但迄今為止靶向CD3抗體藥物的研究開發(fā)卻從未停止過。2022年6月30日,Provention Bio公司宣布,F(xiàn)DA已將其CD3單抗Teplizumab的上市審查延長(zhǎng)了三個(gè)月,延期的處方藥使用者費(fèi)用法案(PDUFA)目標(biāo)日期為2022年11月17日。

結(jié)語(yǔ):CD3抗體在免疫識(shí)別及應(yīng)答等免疫活動(dòng)中,尤其在揭示T細(xì)胞受體本質(zhì)方面,它不僅作為一種重要的被研究角色,更是早已被用作具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的實(shí)用“元素”。近年來(lái)有關(guān)CD3抗體在臨床免疫治療中應(yīng)用的發(fā)現(xiàn),毫無(wú)疑問,這在揭示免疫調(diào)控新現(xiàn)象的同時(shí),更能引發(fā)科研人員對(duì)臨床免疫治療研究和應(yīng)用方面的全新思考。
同立海源GMP級(jí)CD3

產(chǎn)品特點(diǎn)高純度、高安全性
高純度、高安全性
高活性、高穩(wěn)定性
人源化改造及細(xì)胞制備
批次穩(wěn)定性高,現(xiàn)貨供應(yīng)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
1.純度測(cè)試數(shù)據(jù)


2.活性測(cè)試數(shù)據(jù)

參考文獻(xiàn):
[1]Deconstructing the form and function of the TCR/CD3 complex.Immunity.2006 Feb;24(2):133-9.
[2]Structural basis of assembly of the human T cell receptor-CD3 complex.Nature.2019 Sep;573(7775):546-552.
[3]An Anti-CD3 Antibody, Teplizumab, in Relatives at Risk for Type 1 Diabetes.The New England Journal of Medicine,DOI: 10.1056/NEJMoa1902226.
關(guān)于同立海源
北京同立海源生物科技有限公司,成立十余年專注細(xì)胞和基因治療(CGT)上游GMP級(jí)原料試劑研發(fā),致力于為生命科學(xué)提供可靠的產(chǎn)品與服務(wù)。產(chǎn)品涉及真核重組蛋白、細(xì)胞分選試劑、無(wú)血清培養(yǎng)基、細(xì)胞培養(yǎng)試劑盒、工具酶。為細(xì)胞和基因治療、mRNA開發(fā)、抗體藥物開發(fā)、細(xì)胞儲(chǔ)存等生物制藥和IVD領(lǐng)域提供核心原料試劑與服務(wù)。
公司建有符合cGMP標(biāo)準(zhǔn)的萬(wàn)級(jí)潔凈車間,包括哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)蛋白質(zhì)工程平臺(tái)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)開發(fā)平臺(tái)、體外診斷試劑生產(chǎn)平臺(tái),通過ISO13485和ISO9001雙認(rèn)證,部分產(chǎn)品已獲美國(guó)FDA DMF備案。