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B细胞恶性肿瘤克星——Blinatumomab的研发历程

道拓 药渡 2018-11-10

Blinatumomab是一种CD19/CD3双特异性抗体,它是首个T细胞连接系统双特异性抗体,也是首个由美国FDA批准的CD19特异性抗体。Blinatumomab作为免疫治疗的药物,既能选择性地靶向结合患者过度增殖的 B 细胞淋巴母细胞表面的CD19蛋白,同时特异性地结合T细胞表面的CD3蛋白,从而激活 T 细胞,通过活化的 T 细胞来识别和杀灭过度增殖的 B 细胞淋巴细胞。在美国,每年大约有6000多人被确诊患ALL,且上述癌症异常难治,而Blinatumomab通过了FDA的快速批准,是免疫治疗史上具有里程碑意义的事件。


BiTE技术的发展

最初,由Kohler和Milstein提出杂交瘤技术,1985年开发并批准了第一种特异性结合人类CD3的单克隆抗体(mAbs)muromonab-CD3(OKT3)用于治疗器官移植排斥反应;数十年后,在1997年,rituximab 作为第一个抗肿瘤单克隆抗体被批准上市,用于治疗CD20(+) 非霍奇金氏淋巴瘤 。这些药物的成功,促使抗体技术向深处发展,各类技术层出不穷,T细胞结合抗体构想孕育而生。


T细胞结合抗体的构思首先由Staerz等人提出,其原理如下图所示,杂交瘤抗体的一条臂结合CD3,而另一条臂与抗原靶点结合,这样就形成了T细胞结合抗体。一方面,结合CD3的杂交瘤抗体可以活化T细胞,另一方面,当抗体与抗原靶点结合时,活化的T细胞可以消灭携带抗原的细胞。这种策略,使癌症免疫治疗更上一层楼,好比子弹长了眼睛一样可以准确追踪“敌人”。


图1  T细胞结合抗体示意图(来源:参考资料1)

 

在1980 和1990年代,有一种新的双特异性抗体技术被提出,Peter Kufer等人发展出将两个或多个单链可变片段(scFv)相互串联,这与普通的抗体相比,每个肽链的体积与分子量大大减少,这样发展出来的分子被称为双特异性T细胞衔接器(bispecific T-cell engager),简称BiTE。



图2  Blinatumomab的抗体衔接器方式示意图(来源:参考资料1)

 

Blinatumomab的研发历程

CD19是一种特异性的B细胞质膜蛋白,参与PI3/AKT通路的调节,在B细胞的增殖与分化中起到很至关重要的作用。CD19在浆细胞中表达很少,却在B细胞的增殖过程中持续表达,这也是为什么选择CD19作为抗体靶向B细胞的靶点。

 

1998年,德国公司Micromet发展出了三个双特异性抗体,它们分别是MT103、blinatumomab (INN)与 AMG 103。Blinatumomab是一种含有两个串联scFv的无糖基化的鼠源性抗体。这两个scFv片段的连接体来源于鼠抗人CD16 mAb HD37与CD3 mAb OKT3。其中,结合B细胞抗原CD19的scFv片段KD值为1nM,而结合CD3的scFv片段KD值为100nM。抗CD19与抗CD3的scFv分别用(Gly4Ser)3连接可变区,而用Gly4Ser将这两个scFv串联。在单个BiTE中,可变重链(VH)与轻链(V L)的特定顺序对blinatumomab的活性是至关重要的,在多种V H/V L组合中,只有一种成为了药物。


常规mAbs并不能与T细胞结合,因为T细胞不表达FC-γ受体,如CD16、CD32或CD64。只有与T细胞表面抗原结合的特异性抗体才能激活T细胞,如抗CD3、CD28与CD137,这些抗体连续性地激活T细胞,可能是由于Fc-γ受体阳性免疫细胞以多价方式将抗体呈递给T细胞。Blinatumomab由于缺少一个Fc-γ域,所以只有一条臂结合CD3,另一条臂结合CD19。

 

Blinatumomab的制备

小抗体片段通常在原核细胞培养系统中生产,由于多次试验均未能在细菌中产生功能性blinatumomab,最终选择中国仓鼠卵巢(CHO)细胞进行生产。在真核细胞中,蛋白才能被正确折叠,进而产生功能。blinatumomab的功能性单体和二聚体形式均由CHO细胞分泌,由于单体功能性与安全性优于二聚体,所以只有单体纯化之后用于治疗。

 

Blinatumomab的临床试验评价

多中心的I期临床试验研究了Blinatumomab对非霍奇金氏淋巴瘤(NHL)患者的耐受性与安全性,试验表明,用药之后,患者体内释放细胞因子,并激活T细胞,B细胞持续性减少。2012年,进行多中心II期临床试验,证明Blinatumomab对难治性B细胞急性淋巴细胞白血病的治疗作用,进一步评价药物的安全性与有效性,同时测定药物的PK值。结果表明,经药物治疗后患者的血液学无复发生存率达 61%,接受造血干细胞移植亚组患者的血液学无复发生存率为 65% 。该药使患有持续或难治性B 细胞急性淋巴细胞白血病患者得到长期完全缓解。III期临床试验则表明,该药对R/R ALL的治疗效果优于标准疗法。

 

经过III期临床试验,美国FDA于2014年12月批准 blinatumomab( 商品名 Blincyto®) 上市,用于治疗费城染色体阴性的复发性或难治性前体 B 细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)、惰性 B 细胞淋巴瘤,此外,FDA还授予其突破性药物和优先审查认定,并获得孤儿药资格。2015年,欧盟也批准该药上市。Blinatumomab是第一个BiTE技术药物,在免疫治疗中有重大的意义,是该类药物发展的里程碑。

 

参考资料:

Developmentof T‐Cell‐Engaging Bispecific AntibodyBlinatumomab (Blincyto®) for Treatment of B‐CellMalignancies. Successful Drug Discovery, Volume 3. https://doi.org/10.1002/9783527808694.ch5

Bispecificantibodies rise again. Nat Rev Drug Discov. 2014 Nov;13(11):799-801. doi:10.1038/nrd4478.

FDA approvesfirst bispecific.

Bispecificantibodies and their applications. J Hematol Oncol. 2015; 8:130.Published online 2015 Dec 21. doi:  10.1186/s13045-015-0227-0

Blinatumomab:First Global Approval. Drugs February 2015, Volume 75, Issue 3, pp 321–327.https://doi.org/10.1007/s40265-015-0356-3

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