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多款雙抗進入臨床前階段,復宏漢霖新型抗體研發成果初現

2020-06-04


雙抗的“雙特異性”可通過重鏈可變區單域抗體(VHH)或單鏈可變區(scFv)的組合來實現。復宏漢霖已成功建立了超大庫容人源化羊駝VHH噬菌體展示庫以及高效的scFv構建平臺,正在積極推進20項基于VHH或scFv的新型抗體/融合蛋白項目在臨床前的研發。其中,雙特異性抗體HLX301(包含TIGIT靶點的雙特異性抗體)與HLX35(包含4-1BB靶點的雙特異性抗體)已完成了初步的臨床前研究并遞交了相關的中國與國際專利申請,更多的新型抗體項目也將在近期迎來關鍵進展。



     在腫瘤治療領域,通過不同靶點的選擇與組合,雙抗可帶來令人驚喜的效果,包括(1)招募更多功能性免疫細胞靶向地殺傷或抑制腫瘤細胞;(2)可以同時作用于具有協同作用的信號通路;(3)通過增強靶向特異性能夠降低所需用藥劑量,減少脫靶毒性;(4)若雙抗的兩個表位為同靶點的不同表位,則可以增強作用效果并有效地防止耐藥發生。


     VHH與scFv——雙特異性抗體的構建基礎

     在傳統單克隆抗體的基礎上,隨著抗體工程等生物技術的不斷發展以及成藥靶點的逐漸積累,抗體藥物可能的結構與功能出現了前所未有的多樣性。雙特異性抗體(Bispecific antibody, BsAb),一般簡稱“雙抗”,是近年來最受關注、進展最快、應用前景最好的新型抗體之一。與單抗只能識別一個抗原表位不同,雙抗能夠與兩個不同靶點或者與同一靶點的兩個不同抗原表位相結合,由此能夠作用于兩個信號傳導途徑或加強對同一信號傳導途徑的作用。


     雙抗在腫瘤免疫治療領域的潛力尤其值得關注。例如雙抗可同時靶向腫瘤細胞表面的特異性靶點(如CD20、CD38、c-MET等)與T細胞等免疫細胞表面的靶點(如PD-1、4-1BB、TIGIT)。腫瘤特異性靶點往往在腫瘤的生長與轉移中起重要作用,通過與腫瘤特異性靶點的結合,雙特異性抗體能夠發揮抑制腫瘤生長與遷移的作用;同時通過與免疫細胞表面靶點的結合,又能夠發揮調節腫瘤免疫反應的作用,以抑制腫瘤免疫逃逸或增強免疫反應;具有Fc端的雙特異性抗體還可通過與免疫細胞表面Fc受體的相互作用誘導免疫細胞對腫瘤的吞噬或細胞毒作用,殺傷腫瘤細胞。


     在空間上,由于雙特異性抗體與腫瘤特異性靶點的結合,使得另一靶點帶來的免疫調節作用也主要發生在腫瘤組織周圍,能夠增強免疫調節的作用效果,減少免疫調節對正常組織造成的毒副作用,即脫靶毒性,這一作用特征是目前的聯合療法所無法實現的。

     靶點組合確立后,在雙抗的設計中,針對兩個目標靶點分別構建具有良好特異性的結合區域是保證雙抗能夠具備理想作用效果的關鍵。針對這一挑戰,兩種抗體結構單元--單鏈可變區(scFv)與重鏈可變區單域抗體(VHH)能夠發揮核心作用,成為雙抗構建中的“基石”。


     抗體的結構具有模塊化的特征,不同的模塊之間在結構與功能上都相對獨立。抗體與靶點進行特異性識別與結合的模塊為抗體Fab端的可變區。一個完整的Fab端可變區被稱為單鏈可變區(scFv),包含一個重鏈可變區與一個輕鏈可變區。其中重鏈可變區在與靶點的識別與結合中起到主要作用,單個重鏈可變區構成的單域抗體即VHH。VHH與scFv都能獨立承擔識別靶點、結合靶點的任務,因此雙抗的“雙特異性”可通過VHH或scFv的組合來實現。圍繞VHH與scFv的構建技術,復宏漢霖研發團隊進行了重點攻關,已成功建立了超大庫容(2×1012)人源化羊駝VHH噬菌體展示庫以及高效的scFv構建平臺。


     復宏漢霖基于VHH的新型抗體研發進展

     復宏漢霖VHH噬菌體展示庫骨架區已大部分置換成人類序列,同時也保留了FW2區域小部分原有的親水性氨基酸,既實現了抗體的高度人源化又保留了羊駝單域抗體原有的親水性優勢。同時高達80%以上的克隆具有完整的開放閱讀框(Open Reading Frame),保證了從庫中篩選出的VHH基因片段能夠正常表達對應的VHH結構。利用這個VHH噬菌體展示庫進行特定靶點的VHH結構篩選,無需通過傳統的免疫動物的方法,也無需人源化改造或親和力成熟等復雜過程,顯著提高了篩選效率。對于大部分目標靶點,復宏漢霖研發團隊均能夠從VHH噬菌體展示庫中快速篩選出具有高親和力的VHH結構,進一步組成雙特異性抗體以及其他新型抗體或者融合蛋白。


基于VHH的雙抗結構示例[1]



     利用這一強大的VHH噬菌體展示庫,復宏漢霖已開展8項基于VHH的新型抗體/融合蛋白項目,目前均處于臨床前研發階段。其中HLX301為包含TIGIT靶點的雙特異性抗體,其TIGIT結合域即來源于VHH噬菌體展示庫篩選出的對TIGIT具有高親和力、高特異性的VHH片段。TIGIT在腫瘤浸潤T細胞表面有豐富的表達,屬于腫瘤免疫檢查點蛋白,能夠抑制效應T細胞對腫瘤的殺傷,亦能增強調節T細胞對腫瘤免疫反應的抑制。未來,圍繞TIGIT靶點的創新研發有望極大豐富腫瘤免疫治療的選擇。



     復宏漢霖基于scFv的新型抗體研發進展

     復宏漢霖強大靈活的scFv構建平臺主要得益于多年鑄成的單抗發現及抗體工程改造能力。另外,在打造當前深厚、靶點覆蓋廣泛的單抗產品管線的同時,復宏漢霖自然而然地圍繞相關信號傳導通路積累了許多藥效結構等方面的數據與經驗,也為scFv構建平臺奠定了基礎。目前,復宏漢霖正在積極推進12項基于scFv的新型抗體/融合蛋白項目,這些項目目前處于臨床前研發的不同階段。


基于scFv的雙抗結構示例[1]



     HLX35為包含4-1BB(CD137)靶點的雙特異性抗體,4-1BB主要表達于活化的T細胞和NK細胞表面,是T細胞協同刺激分子。HLX35的4-1BB結合域來源于抗 4-1BB單克隆抗體的scFv片段,與4-1BB特異性結合后能夠產生T細胞協同刺激信號。研究表明,4-1BB能夠增強T細胞的效應能力與細胞因子的分泌,延緩T細胞凋亡,同時能夠增強自然殺傷(NK)細胞的細胞毒性作用[2]。


     復宏漢霖已完成了HLX301與HLX35初步的臨床前體外及體內研究以及細胞株開發,正在進行進一步的臨床前評估,有望在2021年遞交相關臨床試驗申請,復宏漢霖也已遞交相關中國與國際專利的申請,并已獲得相關抗TIGIT單域抗體的中國專利授權。


     未來,復宏漢霖將充分利用多年積累的抗體領域研發經驗,尤其是近年來打造的VHH噬菌體展示庫與scFv構建技術,加速推進HLX301、HLX35以及后續雙特異性抗體和其他新型抗體/融合蛋白的創新研發,其中多款都有成為全球同類首款(first-in-class)的潛力。持續以領先的抗體科學與技術不斷尋求為患者帶來獲益的創新治療手段。



     【參考文獻】

 1. Bates A, Power CA. David vs. Goliath: the structure, function, and clinical prospects of antibody fragments[J]. Antibodies, 2019, 8(2): 28.

 2. Chester C, Sanmamed MF, Wang J, et al. Immunotherapy targeting 4-1BB: mechanistic rationale, clinical results, and future strategies[J]. Blood, 2018, 131(1): 49-57.


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