PD-1/CTLA-4雙抗嘗試二線治療惡性膽道腫瘤的尷尬
目前已經獲批上市的免疫檢查點抑制劑(ICIs)靶點包括PD-1、PD-L1、CTLA-4、LAG3,既往腫瘤免疫治療火熱時代下的眾多明星靶點紛紛折戟,基于已成藥靶點進行雙抗及多抗的技術迭代已經成為較為穩(wěn)妥的研發(fā)方向,且康方生物的PD-1/CTLA-4雙抗已經獲批上市,康寧杰瑞的PD-L1/CTLA-4雙抗也推進到臨床III期。無疑也為行業(yè)不明真相的人一些齟齬,為何國外的創(chuàng)新型藥企和跨國藥企沒有布局免疫雙抗?其實是有的,之前文章有寫過阿斯利康的PD-1/CTLA-4雙抗(MEDI5752),本文帶來的是Xencor公司的PD-1/CTLA-4雙抗-XmAb?20717。也關注到這款雙抗最早在2020年就報道了I期實體瘤研究數據,之后進度稍顯緩慢,今天看見在招募一線化療進展或不耐受化療的惡性膽道腫瘤(BTC)患者,契合了自己之前推斷的,目前免疫治療已經實現了諸多實體瘤的治療突破,潛在的難治性癌種,膽道腫瘤和胰腺癌,已經看見免疫治療的曙光,依然是競爭的藍海市場,此時,PD-1/CTLA-4雙抗布局二線BTC,從我的角度來看,其實是失敗的選擇。不過是不可避免的選擇,凸顯出當下臨床試驗日新月異的標準方案對創(chuàng)新藥的挑戰(zhàn)。

這是一項單臂II期臨床試驗,旨在評估XmAb20717在晚期膽道癌患者中的療效,這些患者對基于吉西他濱的化療方案有進展或不耐受。從clinicaltrial.gov來看,這項研究是2022年開始啟動,那早有布局肯定是在2022年以前。原本是敢為人先的醫(yī)學創(chuàng)新設計。畢竟相較于PD-1單抗,PD-1/CTLA-4雙抗自帶的歷史使命肯定是要在PD-1抗體尚未解決的臨床難治性癌種上進行嘗試。選擇難治性的BTC進行二線挑戰(zhàn),是符合倫理也是值得鼓勵的。但時代變遷,標準治療也出現了改變。隨著TOPAZ-1及Keynote966研究的相繼成功。目前,BTC晚期一線系統治療的標準方案已經改寫為PD- L1抗體聯合化療、PD-1抗體聯合化療。此時,XmAb20717(PD-1/CTLA-4雙抗)單藥布局一線化療進展的二線患者,意義何在?或者說的商業(yè)味道濃一些,生意來源于哪里?此時無論從商業(yè)角度還是從倫理角度,應該進行兩種選擇,一種是也納入一線用過免疫的BTC患者,嘗試免疫再挑戰(zhàn),不過失敗的風險很大;第二種方式就是新開一項研究,PD-1/CTLA-4雙抗聯合化療,成功的可能性更大一些。
最后附上2017 SITC大會上公布的具體的作用機制,粗看了一下,也強調了double positive TILs,即共表達PD-1、CTLA-4的腫瘤浸潤淋巴細胞能夠駐留更長時間的PD-1/CTLA-4雙抗。這一點,阿斯利康的MEDI5752以及雙抗的卡度尼利單抗機制都是如此,看來是PD-1/CTLA-4雙抗的獨特機制。


——卡度尼利單抗作用機制——
相較于尚未成熟的前沿靶點,聚焦已成藥且具有協同作用的靶點組合進行雙抗技術迭代,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制的文章進行解析,比對阿斯利康既往發(fā)表的其在研的PD-1/CTLA-4雙抗作用機制,以饗讀者。

摘要
臨床研究表明,靶向CTLA-4和PD-1的抗體的聯合治療比單獨使用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)是一種對稱的四價雙特異性抗體。除了表現出與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)境中具有更高的結合親和力,而單特異性抗PD-1抗體沒有表現出這種差異活性。由于不與Fc受體結合,cadonilimab表現出最小的抗體依賴性細胞毒性、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)境中的較高結合親和力和Fc段改造設計可能導致腫瘤中更好的藥物滯留,并有助于更好的安全性,同時實現抗腫瘤療效。

基于PD-1和CTLA-4在腫瘤組織中的共表達現象進行抗PD1/CTLA-4雙抗cadonilimab的四價設計示意圖。(a) 使用cBioportal對TCGA數據集中不同腫瘤類型PD-1和CTLA-4 mRNA表達水平的相關性分析。X軸和Y軸表示由Log轉換的mRNA表達水平(值+1)。TCGA,《癌癥基因組圖譜》。(b) cadonilimab四價結構示意圖。(個人點評:摒棄了常用的Y型雙抗的設計思路,采用2+2的雙抗設計思路,即在抗體的C末端融合可以結合CTLA-4抗體的可變區(qū)序列。該類型的抗體在生產表達中類似于單抗,不存在經典雙抗的錯配問題,因此成本上有一定的優(yōu)勢。一旦這種設計平臺技術打通,再找合適的靶點組合進行雙抗管線的擴充,就是較為容易的事情,我們也看見康方生物的PD-1/VEGF雙抗也迎來了三項突破療法認定。雙抗的研發(fā),相較于單抗,對于平臺技術的依仗更明顯。)
卡度尼利單抗為IgG1型抗體,為了摒除掉IgG1型抗體常見的Fc段介導的ADCC、ADCR等效應,卡度尼利單抗Fc段進行了AAA突變(下圖紅色部分)。

注:a.CDR區(qū)域以藍色突出顯示。b.Ala235、Ala236和Ala238位置的片段可結晶(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。
在體外結合活性方面,兩個抗體融合形成的雙特異抗體并不會影響抗體的結合,并且和已經上市的兩個單抗具有相當的親和力。
表2. cadonilimab與nivolumab和ipiliumab的比較:靶抗原結合和與靶抗原和配體的競爭性結合。
與傳統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,其結合能力相對較低。該特點可能使得抗體在PD-1高表達的腫瘤微環(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表現出對更高密度PD-1和CTLA-4的更高親和力結合。在Fortebio分析中,與(b)相對低密度的PD-1(10nM)相比,cadonilimab顯示出更高的結合親和力,(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)下表現出類似的結合親和力。
Cadonilimab與PD-1和CTLA-4的四價結合。(a) Cadonilimab與用人CTLA-4轉染的CHO-K1-CTLA-4細胞(橙色細胞)和用Hoechst 33342標記的Jurkat-PD1細胞(淺藍色細胞)的反式結合。Jurkat-PD1細胞是一種懸浮淋巴母細胞系,當與cadonilimab共培養(yǎng)時,其與CHO-K1-CTLA-4細胞粘附,但與nivolumab和ipilimumab聯合培養(yǎng)時不粘附。(b) FACS測定中cadonilimab與表達PD-1和CTLA-4的細胞的交聯。將AK104或對照抗體添加到表達遠紅標記的CTLA-4的CHO-K1細胞和表達CSFE標記的PD-1的CHO-K2細胞的1:1混合物中。(c) Cadonilimab可以以類似的結合活性與人PD-1和CTLA-4結合,而不首先結合PD-1或CTLA-4。在Fortebio測定中,將Cadonilimab固定在傳感器上,并進行與人PD-1(PD1-hFc)和CTLA-4(CTLA-4-hFc的順序結合或以相反的順序進行和測量。

Cadonilimab在混合淋巴細胞反應試驗中誘導IL-2和IFN-γ的產生。(a,b)Cadonilimab促進了人外周血單個核細胞(hPBMC)的活化,這在hPBMC和人DC的混合培養(yǎng)物中誘導了更強勁的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增強了hPBMC和Raji-PDL1細胞混合培養(yǎng)物中IL-2和IFN-γ的分泌。數據顯示為n=2的平均值±SEM,并使用單向方差分析進行分析*與同種型對照相比,P<0.05、**P<0.01和***P<0.001。
AK104作用機制如下:
與正常組織和外周血細胞相比,腫瘤浸潤淋巴細胞共同表達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。
目前可用于聯合治療的抗PD-1和抗CTLA-4抗體,在應用中,Fc段所介導的ADCC、ADCP對療效和安全性的影響也是非常大的。
此外,腫瘤微環(huán)境中活化的巨噬細胞通過分泌促炎細胞因子,如IL-6和IL-8,在介導免疫抑制中發(fā)揮關鍵作用。Fc段改造,旨在消除與FcγRs和C1q的結合,從而最大限度地減少淋巴細胞損失和巨噬細胞釋放抗體依賴性細胞因子,從而有效減少irAE和免疫治療中的不良預后。
綜上可見,AK104的作用機制,重點強調了腫瘤富集的優(yōu)勢。
——阿斯利康發(fā)力雙特異性單克隆抗體——
PD-1和CTLA-4聯合阻斷由設想到試驗結果數據披露,已被證明可提高某些癌種患者的OS,并被批準用于治療晚期黑色素瘤、腎細胞癌(RCC)和非小細胞肺癌。但我們也知道,由于CTLA-4單抗的劑量依賴性毒副作用,使得聯合療法中,CTLA-4單抗治療劑量受到限制。因此,迫切需要結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計方式。
阿斯利康因此全力開發(fā)MEDI5752—同時靶向PD-1和CTLA-4,FC經過工程化改造,降低了FC效應器功能的單價雙特異性人IgG1單克隆抗體。
部分數據也于2021年1月8日發(fā)表。因為時間和精力,一直拖到現在才翻譯。
文章報道,MEDI5752對活化的PD-1+T細胞的CTLA-4優(yōu)先抑制。上圖所示,與PD-1-T細胞相比,MEDI5752優(yōu)先飽和PD-1+T細胞的CTLA-4。
此外,值得一提的是,MEDI5752也會導致PD-1的內吞和降解,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,在TME中提供更強的CTLA-4抑制作用。
與PD-1和CTLA-4的單抗組合相比,表現出增強的抗腫瘤活性,這也在I期臨床研究(NCT03530397)中得到了說明性的證據。
附圖如下:
MEDI5752使CHO PD-1+CTLA-4+(10:1)和CHO PD-1+CTLA-4+(40:1)細胞上的CTLA-4受體飽和,濃度分別比僅表達CTLA-4的CHO PD-1-CTLA-4+細胞低約40倍和500倍。這表明,MEDI5752能優(yōu)先抑制PD-1+激活和非激活T細胞上的CTLA-4。
在攜帶MCA205腫瘤的小鼠中使用放射性標記分子進行的生物分布研究表明,與傳統的抗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正在進行人類晚期實體瘤研究(NCT03530397),首次評估顯示有2個部分緩解,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歲的透明細胞癌患者,腫瘤縮小了68%。兩種藥物在80周和24周時均無進展,毒性可控。
——總結——
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雙抗設計不同,但都強調了對共表達PD-1和CTLA-4的T細胞的親和力。相較于PD-1抗體聯合CTLA-4抗體難以摒除掉的毒性,主要聚焦在CTLA-4抗體在體內的廣泛結合CTLA-4靶點,導致的毒性增加。這也是施貴寶公司正在基于伊匹木單抗進行三款CTLA-4抗體進行改造的主要方向,就是如何聚焦于腫瘤微環(huán)境,防止CTLA-4抗體在體內的廣泛分布結合。