Nature Cancer | 双特异性免疫疗法克服免疫逃逸

原创 风不止步 图灵基因 

收录于话题#前沿分子生物学机制

撰文：风不止步

IF=Nature新子刊  

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亮点：

双特异性的作用机制不同于抗PD-1和抗GITR单药的单独作用，也不同于它们的组合。它不依赖于PD-1饱和，FcγR介导的T细胞激活或ADCC介导的Treg耗竭。抗PD-1-GITR-L代表一种指导GITR激动作用的双特异性方法，可用于癌症免疫治疗。

2022年3月7日，美国的Hamsell M. Alvarez博士等人在《Nature Cancer》上发表了一篇“An anti-PD-1-GITR-L bispecific agonist induces GITR clustering-mediated T cell activation for cancer immunotherapy”的文章，文章采用蛋白质工程方法优化基于GITR激动剂的免疫疗法，展示一种由抗PD-1抗体与多聚体GITR配体（GITR-L）融合而成的双特异性分子，诱导PD-1依赖性和FcγR非依赖性的GITR集聚，从而增强抗原特异性GITR+PD-1+T细胞的激活、增殖和记忆分化。抗PD-1-GITR-L双特异性代表癌症免疫治疗中T细胞激动的一种不同方法。

抗PD-1疗法的临床活性在多个适应症中显示出持久的抗肿瘤免疫反应，但并非所有接受PD-1靶向治疗的患者都会出现肿瘤萎缩、持久反应或延长生存期。糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白（GITR）等刺激受体在调控T细胞的效应功能方面发挥着关键作用。GITR是肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）的刺激成员，在增强新生的免疫反应中发挥着关键作用。GITR在活化的T细胞中上调，在调节性T细胞（Tregs）中构成性表达，在自然杀伤（NK）细胞中低水平表达。GITR信号传导导致T细胞激活、增殖、存活和抑制Tregs。

（图1：GITR聚类对于诱导人T细胞活化至关重要）

GITR信号通路能够促进效应性T细胞功能，抑制调节性T细胞。十二价GITR-L六聚体Fc构建体介导的最佳GITR低聚物已被证明在诱导T细胞激活方面至关重要。如X-射线结构所示，非共价的GITR二聚体相互作用介导一个相邻的GITR-L-GITR复合物的大网络，它们之间的距离决定TRAF RING结构域和信号体之间的细胞内距离，以便将信号转入T细胞。结果表明，GITR集群是诱导最佳信号转导的关键和充分条件。与传统的GITR抗体不同，它的交联/拮抗作用和ADCC依赖于FcγR的结合。

PD-1和GITR在抗原激活和记忆性T细胞上共同表达，抗PD-1和抗GITR抗体会引起PD-1和GITR表达的交叉调节，因此需要一种针对两种特异性的双特异性构建。抗PD-1-GITR-L将通过诱导PD-1介导的GITR顺式聚集，增强和维持GITR-L介导的T细胞激活、增殖和引物特异性T细胞的记忆分化，从而克服对PD-(L)1封锁的免疫逃逸。基于FcγR结合的抗体疗法缺乏最佳的TNFR聚集和信号传递，这解释了它们在人体中的有限活性。因此，由于许多患者不能从ICB中获益，目前仍需寻求其他TNFR激动剂疗法。

（图2：PD-1和GITR在人T细胞中的表达及抗huPD-1-huGITR-L双特异性融合蛋白的体外鉴定）

在免疫冷淡的癌症适应症中，抗PD-1-GITR-L双特异性可以与其他免疫疗法（即抗TIGIT抗体、CAR Tcells、免疫细胞因子等）发挥潜在的协同作用。在小鼠模型中及在体外人类PBMC刺激试验中，抗PD-1-GITR-L双特异性与单药和同期组合的效果相比，具有不同的MoA。表明该双特异性不仅诱导了目标表达的交叉调节，而且还诱导了抗PD-1介导的GITR聚集和持续的T细胞激活。PD-1和GITR的共同参与也被证明对双特异性的活性至关重要，因为嵌合双特异性治疗后，WT小鼠没有疗效。与抗PD-1相比，抗PD-1-GITR-L显示出更强的抗肿瘤功效，尽管它只能诱导部分PD-1饱和，这是由于诱导GITR介导的最佳T细胞成本刺激。

（图3：抗muPD-muGITR-L双特异性诱导CT26和EMT6荷瘤小鼠中TDLNs和瘤内T和NK细胞的激活和增殖增加）

抗PD-1-GITR-L在TDLNs和肿瘤内诱导的免疫活动倾向高于组合。此外，只有在双特异性治疗的CT26小鼠中表现出抗原特异性记忆T细胞反应，因为用组合药物没有观察到肿瘤的完全消退。抗PD-1-GITR-L在不同的抗PD-1耐药的合体模型中具有很高的疗效，与抗PD-1和抗GITR抗体的组合相比，具有明显的MoA，主要通过诱导Treg耗竭而发挥作用，而抗PD-1则由于PD-1的长期饱和而诱导PD-L1的抑制。抗PD-1-GITR-L是一种PD-1导向的GITR-L，由于CD8+与CD4+T细胞中的PD-1表达水平较高，会增强GITR-L与PD-1+CD8+T细胞的结合。这已被增殖、激活和记忆性T细胞标志物的上调所证实，不仅在CD4+T细胞，而且在GITR表达较低的CD8+T细胞中也是如此。另外，已经证实，在没有CD4+T细胞的情况下，该双特异性在EMT6模型中是完全活跃的，正如以前在没有CD4+T细胞的情况下，五聚体化的GITR-L构建体投药后抗肿瘤效果增强所表明的那样。这证实了只有CD8+T细胞在双特异性的MoA方面发挥了关键作用，因为它将GITR激动作用定位于PD-1+CD8+T细胞。

(图4:与抗PD-1+GITR-L联合使用相比，抗huPD-1-huGITR-L双特异性增强了体外PBMC共刺激，并逆转对Treg的抑制活性)

总之，抗huPD-1-huGITR-L双特异性代表了一种有希望的免疫治疗方法，通过优化集群介导的抗原特异性T细胞的成本刺激，克服PD-（L）1难治性患者的免疫逃逸。

教授介绍

Hamsell M. Alvarez 博士，AbbVie 肿瘤学发现副主任

研究内容：

临床前体内外目标验证、筛选、生成和优化主要生物候选物；

DMPK，临床前安全性（非GLP和GLP DRF毒理学NHP研究），CMC，转化生物标志物/精确医学，临床；

精通计算工具，用于基因组数据分析（批量和单细胞mRNAseq）和人类癌症患者的肿瘤浸润淋巴细胞的分析，以指导患者选择和IO组合策略在临床上；

用于IO的GITR和4-1BB激动剂构建体（单克隆抗体和靶向双特异性）的杂交瘤、工程化和体外功能优化；

设计小鼠模型的临床前研究：同步基因、FcγR KO、基因工程（GEMs）、SCID和NSG人源化异种移植（PBMC移植）；鉴定和验证参与和活动的生物标志物；

参考文献

Sarah Chan, Nicole Belmar et al.An anti-PD-1-GITR-Lbispecific agonist induces GITR clustering-mediated T cell activation forcancer immunotherapy.(2022)