来源：follow皮皮熊 药界小学生 实体瘤治疗的三座高山“免疫抑制，T细胞浸润和抗体渗透”。每个点都有不同的解决方案，比如检查点抑制剂，IDO抑制剂，TGFβ抑制剂等等。这其中通过CD3双抗衔接T细胞和肿瘤细胞是最早也是最直接的解决T细胞浸润的手段。然而和CART治疗实体瘤类似，T细胞的功能是如此的强大（CD3×CD19在0.015mg/m2/day就可以PR或CR），以至于on-target off-tumor的毒性很多时候是致命的。在优质靶点严重缺失的今天，Genentech 通过亲和力改造降低Her2×CD3双抗与正常组织的结合能力，降低毒性，相关结果于近日发表在Science Translational Medicine上。 在之前的研究中Genentech制备了HER2×CD3高亲和力双抗4D5，体内外结果显示4D5除了可以有效的杀伤HER2高表达的乳腺癌细胞，还会和正常组织上的HER2进行结合。而本研究的目的就是希望增加4D5的选择性，降低和正常组织上HER2的结合，提高治疗窗。通过突变4D5序列，获得亲和力在0.3-353nM范围内的8种抗体，体外杀伤实验显示当亲和力低于49nM时双抗几乎不能对乳腺癌细胞产生杀伤活性，这和抗体ADCC效应依赖于亲和力大小相一致。 之前有Zymeworks设计HER2×HER2双抗（ZW25），提高亲和力，有利于结合低表达乳腺癌细胞表面的HER2。出于类似的想法，Genentech设想通过串联两个低亲和力HER2 Fab来提高HER2×CD3双抗的活性。除此之外，亲和力是一个相对值，这个值依赖于受体或抗原的密度，因此Genentech使用不同HER2密度的SK-BR-3和MCF-7细胞（HER2密度SKBR3约为MCF7的100倍）对比了改造后双抗的结合能力以及杀伤活性。结果显示，在SKBR3细胞上4D5-H91A结合能力和4D5相当，杀伤活性也相当，说明通过串联低亲和力的Fab可以恢复其功能，而在MCF7细胞上，由于HER2密度低，4D5-H91A结合能力和杀伤能力要远低于4D5。同时Genentech也指出49nM是串联HER2 Fab的最小亲和力，更低亲和力的Fab串联后并不能恢复其活性。 那造成这样的原因是什么？4D5和4D5-H91A蛋白水平亲和力相差超过150倍。但SKBR3细胞水平的结合能力是差不多的，无论是直接结合实验还是竞争结合实验，并且表观结合能力比Biacore结果提高10倍。这一结果也直观解释了串联两个Fab可以提高细胞水平的结合能力。然而对于低HER2拷贝的MCF7细胞，其直接结合的KD值要大于100nM，表明当细胞表面HER2密度较低时，这种低亲和力Fab串联结构并不能有效的结合。 梯度浓度杀伤实验结果显示在SKBR3细胞中4D5-H91A的杀伤能力和4D5几乎一样，而在MCF7细胞中直到10ug/mL依然没有体现出杀伤活性。随后Genentech根据HER2的mRNA水平，分别在高，中，低三种HER2表达水平的肿瘤细胞中考察了4D5-H91A和4D5的杀伤活性，在50ng/mL时4D5可以有效杀伤低HER2细胞，而在50ug/mL时4D5-H91A依然对低HER2细胞没有明显的杀伤效果，从这个角度讲4D5-H91A的选择性提高了有1000倍。 流式测定细胞表面HER2受体的数目，建立受体数目和杀伤活性的关系，结果显示当每个细胞表面HER2数目低于20万个时4D5-H91A对其不敏感，而当HER2数目高于20万个时4D5-H91A对其敏感。 分别在高低HER2移植瘤模型中评价4D5和4D5-H91A的体内活性。结果显示在HER2高表的KPL4模型中4D5和4D5-H91A单剂量均可有效抑制肿瘤生长，其中4D5活性要优于4D5-H91A（10倍，0.5mpk VS 0.05mpk）。但是在HER2低表达的HT55模型中，4D5在0.1mpk时可以诱导肿瘤缓解，而4D5-H91A即便在50mpk时也没有任何的抗肿瘤活性。从这个角度来讲，4D5-H91A的体内选择性至少提高了100倍。 通过Fc改造降低与FcR的亲和力后4D5-H91A即便在高浓度下也不都单独激活T细胞或者NK细胞。在猴MTD实验中，20mpk并未观察到任何异常和毒副反应，伴随TK血样中的4D5-H91A在体外依然具有杀伤活性。这些结果表明猴正常组织中低表达的HER2并不会引发4D5-H91A介导的T细胞的杀伤活性。 常言单抗看靶点，双抗看平台，双抗的设计与最终双抗的成败有巨大的关系，在前面的文章中介绍过Genentech的这种非对称型双抗结构，今天Genentech在这种结构基础上通过亲和力的改造大大提高了HER2×CD3双抗的选择性。这种思路无论对于双抗还是CART都很有启发性，希望这样的研究越来越多，通过技术的创新改变靶点的先天缺陷，比如CD47，有可能吗？ 如涉及知识产权请与我司联系
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