DR4 x DR5 x VEGF

近期，发表于Science Advance上的一篇文章指出，一种此前在临床研究中用于杀死癌症患者肿瘤细胞的药物也可以用于挽救外周动脉病变（PAD）患者的肢体。PAD和中风以及心脏病类似，病因来自于患者腿部静脉血管遭到血栓堵塞，很容易因为长期供血不足，导致下肢缺血，甚至需要手术截肢。 在面临患者需要截肢这一情景下，并没有太多手术以外的好方法。早期药物开发试图用VEGF等血管生长因子来产生治疗性血管，但问题是这些新发育血管常常伴有血管发育不良，发育紊乱，互相渗透的情况。 而在这里，研究人员发现，由于缺血时稳定微血管的生成是由内皮细胞衍生的TRAIL介导的，所以在小鼠模型中，采用激动性TRAIL-R2（DR5）抗体Conatumumab可以有效地治疗PAD。 失意DR5抗体 DR5（Death Receptor 5），也被称为肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体受体2（Tumor Necrosis Factor-Related Apoptosis-Inducing Ligand Receptor 2，TRAIL-R2）属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）超家族的一员。 理论上，当TRAIL（肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体）或抗DR5的激动性抗体与肿瘤细胞上的DR5特异性结合时，可激活细胞死亡信号转导通路，从而特异性地杀死肿瘤细胞。这一机制使得DR5在肿瘤治疗中具有潜在的应用前景。 然而，实际应用时发现，Conatumumab以及其他针对DR4或DR5的单克隆抗体药物，如Mapatumumab、Lexatumumab(HGS-ETR2)、Tigatuzumab (CS-1008)、Drozitumab (PRO95780/ apomap) 及LBY-135等等，在过去的研究中因没有明显抗肿瘤活性而止步于Ⅰ或Ⅱ期临床试验。这可能是由于这些二聚体化的抗体药物不能使DR4或DR5受体三聚化，或者药物自身结构不稳定、在体内的半衰期太短等原因导致的。 遇上心血管新适应症 不过此前在癌症中失败的经历，并没有妨碍这次在心血管中的应用。 早先的研究就发现，动脉粥样硬化疾病患者体内TRAIL水平降低，且循环中TRAIL水平可预测冠状动脉疾病、心力衰竭和急性心肌梗死的不良预后，但其在PAD中的作用尚不清楚。 这给了研究人员调查PAD中机制的必要。 研究人员在研究之前估计，血浆中约30%的TRAIL来源于骨髓起源的细胞。但现在的研究表明，循环中约60%的TRAIL由内皮细胞产生，但在高危PAD患者中受到抑制。内皮细胞的稳态与PAD直接相关，内皮细胞功能障碍会使得PAD进展到各个阶段。而生理剂量的TRAIL则能够保护内皮细胞免于死亡，降低内皮细胞的反应性，并改善内皮细胞对氧化损伤的完整性。（机制如下图所示） 与健康同龄个体相比，PAD患者的内皮细胞和毛细血管中Trail mRNA表达减少，这给了研究人员用相关抗体继续进行后续实验的动力。 虽然具体靶标机制还并不明了，但在小鼠的临床前研究中，激活TRAIL-R可恢复肢体坏死小鼠的血液灌注、血管化和血管稳定性。体外研究也表明，Conatumumab可在体外刺激从PAD患者体内分离的血管中的血管生成芽生（新的血管芽）。 总结 总的来说，TRAIL-R2激动剂治疗可能是一种通过改善血管功能和促进稳定微血管网络来增加肢体血管通畅性的可行方法，这对于PAD患者而言可能是改变生活质量的潜在结果。 参考来源： 三叶草生物：三聚体技术挑战传统抗体 Siân P. Cartland et al.,The generation of stable microvessels in ischemia is mediated by endothelial cell derived TRAIL.Sci. Adv.10,eadn8760(2024).DOI:10.1126/sciadv.adn8760

单克隆抗体作为癌症靶向治疗药物，以其特异性高，血清半衰期长，亲和度高，免疫效应功能强著称。近日悉尼加文医学研究所的Daniel Christ在Nature Cancer上发表了题为Advances in antibody-based therapy in oncology的综述，概述了该领域的主要进展，特别关注于最近新涌现的基因工程抗体候选治疗药物，讨论了分子结构和作用机制，为临床开发和实践的提供了较为全面的信息。01近两年在美国或欧盟获批用于肿瘤治疗的单克隆抗体、ADC药物及生物类似单克隆抗体免疫球蛋白的开发和临床应用催生了一类强大的新型癌症治疗方法。随着 1997 年第一个基于抗体的肿瘤药物（利妥昔单抗）的批准，抗体在 1990 年代出现。从那时起，全球抗体肿瘤学市场在2021年已增长到价值460亿美元（表1和表2），预计到2026年底将增长到近800亿美元，多种新的治疗方式处于后期临床开发阶段（表3）。表1 截至2022年，美国或欧盟批准用于肿瘤治疗的单克隆抗体表2  截至2022年，在美国或欧盟获批用于肿瘤治疗的ADC药物表3 截止2021年，在美国或欧盟批准用于肿瘤治疗的生物类似单克隆抗体02人类抗体的分子特性人类抗体可分为五种同种型，分别为IgG（约80%）、IgA（约10%）、IgM（约5%）、IgD（<1%）和IgE（<1%）。其中，人IgG同种型和相关抗体片段，特别是人IgG1和IgG4，最常用于临床治疗。人IgG分子约为150 kDa，由两条重多肽链和两条轻多肽链组成，并由二硫键连接（图1）。图1 单克隆抗体治疗的分子工程在抗体重链内，N-末端可变结构域（Vh）介导与抗原的接触，而恒定结构域（Ch1、Ch2和Ch3）介导结构和免疫效应子作用，包括抗体依赖性细胞毒性（ADCC）和补体依赖性细胞毒性（CDC）。抗体轻链由介导与抗原接触的可变结构域（Vl）和介导与抗体重链（Ch1结构域）二硫键形成完全组装的二价同型二聚体IgG分子的单一恒定结构域（Cl、κ或λ）组成（图1a）。单克隆抗体表现出相对较慢的组织穿透和较长的血清半衰期，在几天到几周的范围内。这是由于它们的大分子尺寸超过了肾脏过滤截止值，并通过新生Fc受体（FcRn）由血管内皮进行再循环，这两者共同使患者的滴度维持较长时间，而无需再次给予治疗。优化单克隆抗体药物的分子工程包括旨在延长其血清半衰期、增强靶亲和力（亲和力成熟）、增强效应子功能、降低免疫原性和提高其可开发性（抗聚集性）的策略（图1b和表4）。表4 2022年期间，在美国处于后期临床审查和/或等待批准的单克隆抗体03单克隆抗体的主要作用机制单克隆抗体能够通过一系列的机制来执行其治疗作用，这些机制包括从简单的阻断到激活和增强我们的自然免疫反应。1、阻断受体或配体由于其高亲和力和特异性，单克隆抗体可以与特定的细胞群相互作用，从而能够干扰对肿瘤存活和增殖至关重要的受体。例如，这种作用模式能够影响单克隆抗体曲妥珠单抗和西妥昔单抗与表皮生长因子受体（EGFR）/人上皮生长因子受体（HER）酪氨酸激酶之间的活性。此外，配体阻断是贝伐珠单抗（Avastin）的主要作用机制，它能阻止血管内皮生长因子（VEGF）与其同源受体（VEGFR1和VEGFR2）的结合，抑制血管生成和新血管的形成（图2）。单抗药物具有高亲和力和特异性，竞争性的与受体或配体结合，阻断相关信号通路，下调信号转导，还可以抑制受体多聚化。图2 基于抗体的肿瘤治疗的靶点和作用机制2、直接细胞毒作用细胞毒性是由合成化合物、细胞自然产生毒性或免疫调节细胞（如细胞毒性T淋巴细胞自然杀伤细胞等）引起的细胞杀伤事件。靶细胞的直接细胞毒性是B细胞恶性肿瘤中靶向CD20的II型单克隆抗体（如奥匹妥珠单抗）的作用机制。这和类似于细胞坏死的程序性细胞死亡过程相反，后者依赖于肌动蛋白重组、溶酶体膜通透化和随后释放的活性氧和组织蛋白酶B。除了II型抗CD20抗体，靶向CD52、CD47、HLA-DR、CD74和CD99的抗体已被报道通过类似的肌动蛋白依赖性、caspase非依赖性机制诱导靶细胞的直接细胞毒作用。另外，还有一类治疗性单克隆抗体通过激活死亡受体介导靶癌细胞的直接细胞毒性。例如，肿瘤坏死因子（TNF）相关凋亡诱导配体的受体DR4和DR5被单抗作为靶点，再现其凋亡诱导作用，导致Fas相关蛋白的募集，随后形成死亡诱导信号复合物，启动依赖caspase的凋亡性细胞死亡。目前该类药物处于临床开发阶段。3、免疫效应功能主要包括抗体依赖细胞介导的细胞毒性（ADCC）、抗体依赖细胞介导的吞噬作用（ADCP）和互补依赖的细胞毒性（CDC）。虽然在肿瘤学中开发单克隆抗体的基本原理最初集中在直接抑制细胞信号传导和受体多聚化，但现在越来越明显的是，免疫效应器功能在许多治疗方式中发挥着关键作用。这种功能是通过抗体分子的Fc区与免疫细胞上的Fcγ受体（FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIIa和FcγRIIIb）以及补体的C1q蛋白之间的相互作用来介导的。不同的IgG同型对不同的FcγRs和补体具有不同的亲和性和结合模式，特别是人类的IgG4同型不能招募C1q。特定的Fcγ受体，如FcγRIIIa和FcγRIIb，分别对效应细胞本身发挥刺激或抑制作用。4、阻断免疫检查点CTLA-4、PD-L1、CD96等免疫检查点抑制剂通过抗体阻断其受体介导的免疫激活，进而杀伤肿瘤细胞。细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）是一种免疫检查点分子，在细胞毒性T淋巴细胞上高度表达。CTLA-4通过一系列受体-配体的相互作用和对B7配体的高亲和力，从而阻断刺激性信号和下调T细胞活性，推动免疫抑制和肿瘤逃避免疫监视。PD-1及PD-L也是单克隆抗体靶点，其他的免疫检查点也是备受关注的焦点，包括淋巴细胞激活基因-3（LAG-3）、T细胞免疫球蛋白及粘蛋白结构域分子3（TIM-3）以及T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域（TIGIT）。04免疫受体激动剂药物开发需要对抗体进行工程化改造，如延长半衰期、提高亲和力、增强效应功能（如ADCC）、降低免疫原性等，而一些在研的抗体类创新药物，有望进一步丰富作用机制，比如靶向41BB、OX40、GITR、ICOS、CD27等位点的免疫受体激动剂类抗体。通过FcγR阳性细胞表面上的Fc交联可增强激动性抗体的活性，特别是通过高水平表达抑制性受体FcγRⅡb的B细胞。因此，开发以Fc交联为条件诱导T细胞活化的较弱激动剂可能会产生安全性增强的T细胞激动剂。05抗体-药物结合物1905年，Paul Ehrlich首次设想了“magic bullets”，将毒素附着在抗体上，直接杀死细胞，这一愿景推动了ADC领域的发展，这类疗法结合了抗体的靶向能力和小分子的抗肿瘤活性。目前，有13种ADCs被批准用于治疗实体瘤和恶性肿瘤。ADCs结合抗体的靶向性和小分子的抗肿瘤活性，包括直接靶向肿瘤抗原的抗体和负载的抗肿瘤剂。ADCs结合在癌细胞表面，通过溶酶体内化及蛋白水解作用释放毒性。治疗实体瘤和血液肿瘤的ADCs靶点特征不同，前者多为细胞表面过表达的蛋白，以实现快速的内化，后者则是谱系特异的靶点，对正常上皮组织毒性较小。批准的ADCs携带的有效载荷负载主要：DNA双链断裂诱导剂、微管蛋白抑制剂和拓扑异构酶抑制剂。目前获批的ADC药物大多采用微管抑制剂，而T-DXd等后起之秀则选用了拓扑异构酶抑制剂。一些有效载荷负载还可激活免疫应答，引发免疫性细胞死亡。ADCs与其他癌症疗法的联用能够以往治疗方法的不足，找到灵敏度和抗性的标记物，优化治疗指标，克服治疗抗性。06抗体片段、双特异性T细胞衔接器和TCR模拟抗体这三种同样基于抗体开发的药物各有各的特点，例如抗体片段要保留完整抗体的特异性，并以更小的分子量改善在体内的分，但这也会缩短半衰期。抗体片段与全长IgG抗体的区别在于其体积较小，血清半衰期较短，同时保留了其大部分特异性结合特性。因此，它们非常适合用于介导短期药理作用，特别是对于治疗窗口期小、不良事件风险高的适应症或靶点。双特异性T细胞衔接器（BiTEs）是T细胞和癌症靶细胞之间相互作用的桥梁，它通过针对T细胞受体复合体(CD3ε)的激发型抗体片段与T细胞结合，通过第二个基因融合的抗体片段与肿瘤抗原结合，从而形成一个人工免疫突触，促进T细胞介导的对靶细胞的精准杀伤（图2）。然而，T细胞的激活会导致细胞因子风暴和神经损伤等毒性反应，因此临床研发一度并不顺利，直到靶向CD20/CD3的BiTE药物成功获批用于滤泡性淋巴瘤的治疗。近年来，使用TCR模拟抗体片段作为靶向部分的BiTE和CAR-T细胞模式的开发受到了相当大的关注。这种抗体被设计用来识别MHC抗原，从而增加了靶向抗原库，包括由MHC处理和呈递的细胞内蛋白质。07放射免疫偶联药物放射-免疫结合物（Radioimmunoconjugates, RICs）的作用机制与ADC有相似之处，只不过抗体搭载的对象不再是小分子药物，而是放射性核素，同样实现精准投递、有效杀伤。常用的两类放射性核素是α粒子和β粒子发射体，两者各有优劣。目前已有RIC药物获FDA批准用于前列腺癌治疗。08糖基化抗体、细胞因子武装抗体和可活化的抗体尽管天然人IgG单克隆抗体改变了肿瘤治疗方式，但改变抗体的结构可以扩大临床应用范围。这种工程变化中最常见的是调节Fc区的糖基化模式（图1b）。对抗体Fc段的糖基化状态进行调节，有望增强抗体的效应功能，且不影响其物化特性和制备流程，目前业内较常用的方式是α岩藻糖基化，而CRISPR-Cas9等基因工程技术的进步，让制备这类抗体的细胞系也变得易于获取。除了糖基化的变化，通过Fc区的点突变来调节抗体效应功能的蛋白质工程方法也已被报道。这些修饰通常不需要改变生产细胞系，但可能导致抗体稳定性、等电点和潜在的免疫原性的改变，这可能会影响后续生产和临床转化。此外，增强激活FcgRIIa和FcgRIIIa亲和力的突变已被应用于多种单克隆抗体，包括靶向CD19的tafasitamab（用于治疗弥漫性大B细胞淋巴瘤）和靶向HER2的margetuximab（治疗晚期乳腺癌）。09替代形式除了IgG单克隆抗体外，用于治疗目的的非IgG同型的开发也取得了进展。尽管非IgG抗体在某些应用中很有前景，但其临床和商业上的成功可能需要工程设计或确定特定的适应症。利用干扰素（IFN-α）、TNF-α以及共同的γ链受体细胞因子家族，通过单抗固有的免疫激活特性可以作为增强CDC或ADCC的替代方法。一些抗体-细胞因子融合疗法现在已经进入临床试验。10总结自第一个用于癌症治疗的单克隆抗体—利妥昔单抗被批准以来，肿瘤领域的抗体治疗已经进入了成熟期。尽管该领域长期以来一直由人类IgG同种型的抗体占主要位置，但它现在正从未经修饰的形式转向高度工程化的变体，包括抗体片段及ADCs等。然而，即使是高度工程化的变体，其单一形式的治疗效果依然有限。这提示我们，需要开发同时靶向多种细胞机制的组合策略抗体。工程抗体疗法的组合及其与小分子药物和/或放射疗法的组合，可能有利于促进肿瘤学的变革性进展。参考文献：Zinn S, Vazquez-Lombardi R, Zimmermann C, et al. Advances in antibody-based therapy in oncology[J]. Nature Cancer, 2023, 4(2): 165-180.声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

2023年对于生物制药行业来说，是一个重要的里程碑。尽管行业面临着各种机遇和挑战，但对创新的热情依然高涨。近日，复旦大学邵黎明团队在《Nature Reviews Drug Discovery》杂志上发表了一篇名为《Approvals by the China NMPA in 2023》的文章，对我国在过去一年的新药审批情况进行了细致梳理。这份文章为我们更好地了解行业的发展提供了重要的参考。2023年，中国国家药品监督管理局（NMPA）共批准了191个新药申请（NDA），这一总数包括了化学药物1、2和5.1类、治疗性生物制品1、2、3.1和3.2类，以及根据2020年《药品注册规定》定义的传统中药1、2和3类，但不包括疫苗和诊断试剂。2023年批准的191个NDA中，有118个（62%）是化学药物，64个（34%）是治疗性生物制品，9个（5%）是中药（图1a）。根据NDA申请者的国别，进口药物仍然是中国NDA批准的主要来源（116个进口药物，75个国产药物）。进口化学药物的数量大大超过国内公司开发的数量（81个进口药物对比37个国产药物），但治疗性生物制品的相应数量相当（34个进口对比30个国产）。图1 2023年NMPA批准情况。a、按药物类别、来源和创新性批准。b、2023年按治疗领域批准。多个治疗领域的适应症在最常见的类别中仅计算一次。按药物创新程度分类，作为新的分子实体和生物制品获得批准的创新产品数量低于作为新适应症、新活性成分、新剂型或新组合获得批准的改良产品数量（74个对比117个）。在74个创新药物中，一半是进口药物，一半是国内公司开发的。癌症仍然是2023年批准的药物的主导治疗领域，共有65个NDA（34%）。第二大治疗领域是内分泌和代谢疾病（占NDA批准的13%），其次是神经系统疾病，占11%（图1b）。值得注意的是，进口药物涵盖的治疗领域范围比国产药物广泛。例如，所有经批准用于自身免疫性疾病、泌尿系统疾病和肌骨疾病的NDA都是进口药物。相比之下，国产药物的批准更集中在癌症治疗上（75种药物中的39种），占到了国产药物批准的一半以上。几乎四分之一的批准NDA（191个中的42个）通过优先审查和批准程序获得了NMPA的批准，包括29个进口药物和13个国产药物。其中，有11种儿童药物、14种具有突破性疗法指定的药物以及15种获得条件批准的药物（其中包括7种具有突破性疗法指定的药物）。此外，通过特殊的审查和批准程序，有4种新药获得了加速批准，以满足对COVID-19感染的治疗需求。创新药物NMPA批准的74种创新药物涵盖了广泛的已确认靶点，例如CSF3R、PCSK9、H/K ATPase、EGFR和HER2。大多数靶点要么是受体（53%），要么是酶（33%），而离子通道、转运蛋白和其他类型的靶点仅占14%。值得注意的是，NMPA在2023年批准了9种首创药物。其中包括索必恩公司的尼甲酮（4-HPPD抑制剂）和阿那奎拉（IL-1R拮抗剂），Recordati的卡格鲁酸（CPS1激动剂），赛诺菲的别博若莫司（ROCK2抑制剂），诺华的依纳米单抗（CALCRL单克隆抗体），辉瑞的利特西替尼（JAK3/TEC抑制剂），武汉海特克的阿泊内明（DR4/DR5激动剂），罗氏的法立西单抗（ANG2 × VEGF双特异性抗体）和武田的马立巴韦（UL97抑制剂）。其中只有阿泊内明是全球首次获批。一类创新药物代表了相对创新程度最高的水平。2023年，共有39种一类药物获得NMPA的批准，包括19种化学药物、15种治疗性生物制品和5种中药，如补充表2所示。药品注册规定的修订和COVID-19大流行对一类创新药物的批准产生了影响，导致2020年至2023年批准药物数量出现了显著波动（图2a）。图2 NMPA批准的创新药物和改良药物的特点。a、2020年至2023年NMPA批准的一级药物数量。2020年至2022年的数据来源于NMPA药品评价中心发布的药品审评年度报告。疫苗和诊断试剂被排除在外。b、2023年NMPA批准的改良药物类型。具有相同成分但不同比例的组合在中文通用名上有所不同，并且它们被单独计算。2023年，国内公司研发的37种创新药中，武汉海泰的阿泊诺显著突破，该药用于治疗经历了两种或两种以上系统疗法后仍出现复发或难治性多发性骨髓瘤的成年患者，是中国制药公司独立开发的唯一一种一类新药。此外，还有四种药物在癌症治疗方面获得了突破性疗法认定：海和的格鲁美替尼、迪扎的苏姆唯替尼、阿维斯通的维布雷替尼和和远的依那替昔细胞亚单位自体细胞。前三种药物获批用于非小细胞肺癌的治疗，而最后一种是专门用于治疗急性淋巴细胞白血病的首个CAR-T免疫疗法。此外，三诺制药获批了国内研发的第一种丙型肝炎病毒（HCV）NS5B聚合酶抑制剂阿瑞妥韦，用于治疗HCV感染，而信远获批了第一家国产PCSK9单克隆抗体陶妥昔单抗，用于治疗原发性高胆固醇血症和混合型血脂异常。在中国，治疗罕见病的创新药物一直是一个重要的优先事项。2023年，NMPA批准了19种罕见病药物，全部为进口药物，其中8种为创新药。例如，Recordati的卡古麦酸是首种可以替代N-乙酰谷氨酸，通过激活CPS1增强或恢复尿素循环从而治疗丙酸血症或丙酸甲酰血症引起的急性高氨血症的药物。它已经被欧洲药品管理局和美国食品和药物管理局批准用于这些适应症。Sobi的阿那肯肝素，已在其他地方获批，成为中国首个批准用于家族性地中海热和冷凝蛋白相关周期性综合征的IL-1受体抑制剂。Sobi研发的首个4-HPPD抑制剂尼提酮，获批用于遗传性酪氨酸代谢异常1型。改良药物2023年，NMPA批准了117种改良药物，包括38种国产药物和79种进口药物。其中大部分批准（117种中的70种）涉及已上市药物的新适应症。值得注意的是，超过一半的新适应症与癌症有关（70种中的37种）。29种药物获批用于新的剂型，如微球制剂、鼻喷剂和糖浆。值得注意的是，合适的剂型可以提高儿童的用药依从性，其中有18种儿童用新剂型中有12种是新剂型。例如，江苏恒瑞的右美托咪定盐酸盐鼻喷剂通过优先审评计划获批，显示出较高的黏膜吸收率和颇高的鼻腔使用后的生物利用度。与传统的静脉和口服剂型相比，鼻喷剂更容易给予儿童，减轻了麻醉前儿童的术前焦虑。总结2023年，NMPA批准的药物数量稳步增长。此外，NMPA对市场上重要的国外新药的审评和批准加速。改良新药继续占据新药批准的大部分比例，尤其是儿童用药的新剂型。参考文献doi: http://doi-org.ypl.ilibs.cn/10.1038/d41573-024-00034-2识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。