CrossMab過去的十年

CrossMab在腫瘤治療領域的應用自crossMab這項技術誕生以來,在過去十年中已發展成為雙抗領域中最成熟和應用最廣泛的技術之一。

前言          

CrossMab技術于2011年被開發出來,這種方法能夠使雙特異性抗體中的抗體輕鏈與其各自的重鏈正確結合。與基於ScFV或Fab構建的格式相比,CrossMab的方法在生産、穩定性、可開發性和多功能性方面顯示出多種優勢。自最初的研究以來,CrossMab技術在過去十年中已發展成為該領域最成熟、最通用和應用最廣泛的技術之一,近20種基於羅氏和其他公司開發的CrossMab技術的雙特異性抗體已進入臨床試驗。其中最領先的是目前正在接受監管審查的Ang-2/VEGF雙特異性抗體faricimab,以及目前處於關鍵階段3期試驗的CD20/CD3 T細胞導向雙特異性抗體glofitamab。


CrossMab的結構

目前,雙抗是腫瘤免疫治療研究最火熱的領域之一。人們已經開發出了産生雙特異性抗體的多種方法,一些最廣泛應用的技術包括ART-Ig、BEAT、BiTE、共用輕鏈、DAF、 DART、DuoBody、DutaFab、DVD-Ig、Fab臂交換、Fcab、FORCE、Hetero-Ig、IgG-scFv,κλ-bodies、Tandab、XmAb、VELOCI-Bi和WuxiBODY等。

CrossMab技術,在Knobs-into-holes(KiH)方案的基礎上,進一步解決了輕鏈錯誤聯結的問題,簡單的説,該技術首先在Fc區設計了KiH異源二聚體連結,同時將Fab區域的CH1和CL互換,以減少輕鏈錯配,如下圖。

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這種設計原則不僅適用於異二聚體抗體,即其中一個臂指向第一個抗原,另一個臂指向第二個抗原(1+1格式),而且CrossMab技術還允許産生所謂的MonoMab(具有一個Fc部分的單價抗體)和DuoMab(具有兩個Fc部分的二價抗體)。此外,它還可用於實現異源/同二聚體雙特異性/多特異性抗體附加或串聯Fab格式中的正確輕鏈結合,例如2+1、2+2、3+1、4+1或4+2以及抗體融合蛋白。

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CrossMab在腫瘤治療領域的應用

自crossMab這項技術誕生以來,在過去十年中已發展成為雙抗領域中最成熟和應用最廣泛的技術之一。截至2021年年中,至少有19種基於羅氏和其他公司開發的CrossMab的雙特異性抗體和融合蛋白已進入臨床試驗,其中16種仍在進行中的臨床試驗中進行評估。88681652612985728

2012年,第一批進入臨床試驗的CrossMab是異二聚體1+1結構的靶向VEGF/Ang-2的vanucizumab(RG7221)。vanucizumab在各種臨床前模型中表現出有效的抗腫瘤和抗血管生成作用。在1期臨床試驗中,作為單一療法,Vanucizumab具有良好的耐受性,並顯示出良好的抗腫瘤療效、低免疫原性和預期的藥效學作用機制。

然而,在隨機McCAVE的 2期臨床研究中,在未經治療的轉移性結直腸癌患者中,與貝伐單抗聯合FOLFOX-6化療進行比較,未能表現出顯著優勢,臨床開發也被中斷。類似地,儘管有很好的臨床前數據,vanucizumab與PD-L1抗體atezolizumab(NCT01688206)和CD40抗體selicrelumab(NCT02665416)聯合使用的1b期研究也最終停止。

在大多數實體瘤中發現成纖維細胞活化蛋白(FAP)在腫瘤成纖維細胞上的表達,使FAP成為腫瘤靶向的有吸引力的抗原。第一個進入1期臨床試驗的條件性FAP靶向TNFR激動性抗體是對稱四價C末端融合的FAP/DR5靶向2+2的crossMab RG7386。臨床前數據表明,RG7386有效地觸發了FAP依賴性、親和力驅動的DR5超聚集和隨後的腫瘤細胞凋亡,但在完成第1階段研究(NCT02558140)後,RG7383的臨床開發因投資組合重定優先級而無法繼續。

在過去的十年中,隨著腫瘤免疫治療和檢查點抑製劑抗體的出現,用於免疫治療的雙特異性抗體的開發已經引起了極大關注。在此背景下,設計了基於雙特異性1+1的crossmAb靶向PD-1/TIM-3或PD-1/LAG-3的雙檢查點抑制性雙抗。這兩種雙抗PD1-TIM3(RG7769)和PD1-LAG3(RG6139)目前都處於1期和2期臨床試驗(NCT03708328、NCT04140500、NCT04785820)階段。

羅氏第一個進入臨床試驗的T細胞導向雙特異性抗體是異源二聚體和三價的CEA/CD3ε 2+1 TCB cibisatamab(RG7802)。它是在1+1格式的基礎上,將單個額外的靶向CEA的Fab融合到knob重鏈的N末端,由於親和力的調節,使得腫瘤細胞和正常細胞之間能夠更好地區分。Cibisatamab目前正在與PD-L1抗體atezolizumab(NCT03866239)和FAP-4-1-BBL(NCT04826003)聯合進行1b期臨床試驗。

目前,最領先的2+1 T細胞導向雙特異性抗體是glofitamab(RG6026),靶向CD20和CD3ε。glofitamab目前正在淋巴瘤患者的多個臨床試驗中進行評估,包括CAR-T細胞治療後復發患者的試驗(NCT04703686)和復發/難治性瀰漫性大B細胞淋巴瘤患者的3期臨床試驗(NCT04077723,NCT04408638)。其他類似2+1 的T細胞導向雙特異性抗體大多在臨床1期階段,包括用於治療多發性骨髓瘤的BCMA-TCE CC-93269(NCT03486067)和用於治療表達TYRP1的黑色素瘤的TYRP1-TCB(RG6232)。

此外,岸邁生物開發的FIT-Ig技術也使用了類似的邏輯,該方法依靠Fab交叉來實現正確的輕鏈關聯,以産生對稱的四價N末端融合雙特異性抗體(2+2 CrossMabFab格式)。到目前為止,三種不同的雙特異性FIT Ig已在臨床1期,包括:1)EGFR/c-Met用於受體酪氨酸激酶抑制(EMB-01)(NCT03797391),2)PD-1/LAG-3用於雙檢查點抑制(EMB-02)(NCT04618393),以及3)BCMA/CD3ε用於多發性骨髓瘤(EMB-06)(NCT04735575)。


CrossMab在其他疾病領域中的應用

在過去幾年中,使用CrossMab技術産生了多種針對HIV-1的高效雙特異性抗體,用於預防和治療HIV-1。在這些CrossMab的雙抗中,10E8.4/iMab對各種HIV-1菌株表現出極好的效力和廣度,目前10E8.4/iMab正在進行一期臨床試驗評估(NCT03875209)。最近,還報道了第一種基於crossMab的針對SARS-CoV-2的雙特異性抗體,靶向SARS-CoV-2受體結合域上的兩個非重疊位點並阻斷與血管緊張素轉換酶2(ACE2)的結合。

在自身免疫性疾病,靶向TNFα/IL-17的1+1和2+2模式的crossMab在體外阻斷細胞因子和趨化因子反應方面表現出優越的功效。此外,雙特異性抗體對兩種細胞因子的聯合抑制優於單獨對任一細胞因子的抑制。基於這些數據,中和促炎細胞因子的雙靶向雙特異性抗體可能為自身免疫性疾病提供新的治療選擇。

靶向VEGF/Ang-2的vanucizumab(RG7221)是第一個進入臨床試驗的抗血管生成雙特異性抗體,VEGF和Ang-2在濕性年齡相關性黃斑變性(wAMD)和糖尿病性黃斑水腫(DME)等疾病的眼部血管生成中也起著重要作用。

Faricimab(RG7716)是一種異二聚體1+1模式靶向 VEGF/Ang-2的CrossMab。與vanucizumab相比,Faricimab針對眼內使用和眼科適應症中的高濃度配方進行了特別優化,通過在含有KiH的IgG1 Fc部分中引入P329GLALA和3A突變,消除FcγR介導的效應器功能,並在低全身暴露時回收FcRn。最近,在wAMD和DME患者中進行的四項獨立的關鍵性3期試驗報告了積極的結果,並達到了主要終點(NCT03823287、NCT03823300、NCT03622580、NCT03622593)。根據這些數據,Faricimab已提交FDA審查。

此外,在中樞神經系統(CNS)疾病,BS-GANT(RG6102)通過靶向轉鐵蛋白受體和澱粉樣蛋白β,使之通過血腦屏障,顯示出改善大腦暴露和防止斑塊形成。BS-GANT最近進入了前驅或輕中度阿爾茨海默病患者的2期臨床試驗(NCT04639050)。


小結

在過去的20年中,已經開發了許多技術來産生雙特異性抗體,CrossMab技術代表了一種簡單、直接且經臨床驗證的抗體工程解決方案,使用現有的抗體對,通過最小工程實現正確的輕鏈關聯。事實上,它已經與KiH技術一起發展成為工業界和學術界最成熟、最通用、應用最廣泛的技術之一。

基於製備雙特異性和多特異性抗體的進展,相信crossMab技術會在各種疾病的治療産生重大影響,包括腫瘤、傳染病、自身免疫、中樞神經系統和代謝性疾病,為患者帶來福音。


參考文獻:

1.Ten years in the making: application of CrossMab technology for the development of therapeutic bispecific antibodies and antibody fusion proteins. MAbs. Jan-Dec 2021;13(1):1967714.

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