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经不经典我不管,科学家们都爱这一款...

seafrom 同立海源生物 2022-12-21


01一、摘要

一百多年前,“魔术子弹”学说首次提出了具有靶向特异性的抗体可以用来治疗疾病。此后,随着单克隆抗体制备技术的成熟,以及癌症血清疗法的发展,靶向肿瘤抗原的治疗性抗体开始进入临床,至今已有20余种抗体药物用于癌症的治疗。近两年,以免疫检查点蛋白拮抗剂、双特异性抗体、抗体药物偶联药物等为代表的新一代抗体药物,在治疗恶性肿瘤上不断取得突破性进展。


“免疫逃逸”是肿瘤发生过程中的重要标志和主要机制。肿瘤的免疫疗法 (Immunotherapy) 是通过增强机体对癌细胞的识别能力,利用机体自身的免疫能力对肿瘤进行清除【1】。与手术、化疗、放疗等传统疗法相比,肿瘤免疫疗法具有肿瘤靶向性好、疗效持久,临床副作用小等优点。



01二、CD16对NK细胞的影响

NK细胞(自然杀伤细胞)是固有免疫的主力军,体外NK细胞的分化过程可以通过流式细胞仪进行检测。NK细胞起源于CD34+造血干细胞(CD34+HSCs),其分化主要经历三个阶段:NK前体细胞(NKP),未成熟的NK细胞(iNK)和成熟NK细胞(mNK)。CD161的首次出现意味着细胞进入NKP阶段;随着活化受体NKp44的表达,iNK逐渐形成;最后,CD16和杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)的表达标志着NK细胞进入成熟阶段。这也就说明,CD16对于NK细胞的成熟起着决定性的作用。


其实,最先发现的细胞表面抗原就是CD16,CD16即FcγRⅢ,为分子量为50000~70000的糖蛋白,属Ig超家族成员,已知参与抗体依赖性的细胞毒性(ADCC)作用,其最显著的特征在于膜受体负责触发的裂解是由NK细胞完成的。CD16作为低亲和力受体对于一些IgG的Fc部分,与CD3ζ的Fcε关联受体I(Fc的εRI)γ链结合,共同参与信号转导。NK细胞上交联的CD16直接导致细胞内Ca+水平的增加和一系列的类似于T细胞受体激活的级联生化反应。有文献报道,CD16对人NK细胞作为裂解受体介导直接杀伤某些病毒感染和肿瘤细胞的过程,是依赖于抗体的紧密结合来实现的。


此外,NK细胞表面还有多种重要抗原,比如CD56(与纤维生长因子-1——FGFR-1结合),CD2(淋巴细胞相关分子2,LFA-2),CD58(LFA-3),CD11a/CD18(LFA-1)等。


NK细胞的分化

此外,设计以NK细胞表面活化受体CD16和NKG2D为靶点的双特异性分子,可以靶向NK细胞识别并杀伤肿瘤细胞。(双特异性分子被设计用来识别激活NK细胞受体结合另一端的肿瘤抗原,以使NK细胞杀灭过度表达这些抗原的肿瘤细胞)


利用NK细胞潜能的治疗方法示意图



01三、如何增强NK细胞抗癌效力

总的来说,利用NK来抗击肿瘤的方式主要概括为三点:即激活NK细胞、解除NK细胞的免疫抑制、控制NK细胞毒性。NK细胞作为继T细胞用于癌症治疗的第二大免疫细胞有着非凡的地位,虽然NK细胞疗法的开发可以参照现有的T细胞疗法,但同时也应注意到,这两种免疫细胞有不同的作用机制,要想真正将NK细胞的抗癌效力发挥出来,还需要对其分子特征和功能的进一步探索和验证。


2021年5月,意大利科学家Capuano等在Cancer杂志上发表的一篇综述上指出,CD16触发的ADCC细胞毒效应和分别由NK细胞、单核/巨噬细胞介导的吞噬作用是mAbs介导肿瘤细胞杀伤并达到治疗效果的主要免疫依赖机制。目前,针对激活和/或抑制NK细胞CD16受体,以微调mAbs抗肿瘤反应的策略已经在积极研究,并将在未来进一步推进【2】。


增强NK细胞对mAbs反应的策略主要有:①改善单抗与CD16相互作用。mAbs Fc区域的基因改造或糖工程已被关注并陆续开发,以调节它们与Fcγr家族的激活和抑制成员的相互作用。Obinutuzumab是首个获准临床使用的糖工程单抗,与利妥昔单抗相比,增加了对CD16的亲和力,从而诱导更强的NK细胞介导的ADCC作用;②合成双特异性杀伤接合子(BiKEs)或三特异性杀伤接合子(TriKEs),有效地将NK细胞的细胞毒性导向肿瘤细胞。 这种小结构(50-75 kDa)通常由一个抗CD16抗体的单链可变片段(scFv)连接到一个(BiKE)或两个(TriKE)肿瘤抗原特异性抗体的scFv。 通过这些结构允许高亲和性的CD16+NK细胞和肿瘤细胞连接,从而克服了受体多态性的局限性,在生物分布、低免疫原性和反应速度方面显示出相对于标准治疗性单克隆抗体的优势。如CD16xCD133双特异性受体具有重要的治疗潜力,因为它能够靶向耐药CD133+癌症干细胞群体。而就像以MDSC为靶点的CD16xCD33双特异性受体一样,这些结构的另一个附加价值体现在它们能够诱导NK细胞杀伤TME中免疫抑制成分;③放大NK细胞对CD16参与反应的策略。通过配体识别或mAbs结合激活NK受体的互补信号,可能增强NK细胞效应对治疗性mAbs调理肿瘤细胞的功能。NK细胞接合子(NKCEs),由两个靶向NK激活受体NKp46的单抗片段和一个特定的肿瘤抗原组成,并与一个优化了CD16结合的Fc片段结合,被证明可以促进肿瘤清除和改善NK细胞肿瘤浸润,在小鼠体内模型中,这些结构比完整的mAbs更有效;④另一方面,CD16依赖的NK细胞激活和效应功能受MHC-I类特异性和非特异性抑制受体的控制。在临床前模型中发现,通过PD-1或TIGIT阻断NK细胞中的免疫检查点,可进一步增强曲妥珠单抗和西妥昔单抗触发的NK细胞功能。



01四、学术论证

2021年8月,Reusing S B等在知名学术期刊《Cancer Immunology, Immunotherapy》上发表了他们关于CD16XCD33双抗的研究报道【3】。


急性白血病是儿童中诊断出的最常见的恶性肿瘤,约占儿童癌症诊断的30%,绝大多数(80%) 患有急性淋巴细胞白血病(ALL),而其余的被诊断为急性髓性白血病(AML)。其中,大约25%的双表型或双系ALL表达髓系特异性抗原CD33,因此,CD33+白血病患者标志着一个高危人群,迫切需要新的策略来促进免疫系统克服恶性肿瘤而不增加进一步危及生命的毒性。为了更有效地将NK细胞引导至白血病靶点,研究者设计了一种完全人性化的双特异性杀伤细胞接合器。CD16xCD33 BiKE包含两个抗体片段,第一个识别CD16 (FcγRIII),第二个针对骨髓分化抗原CD33,它们共同触发抗体依赖性细胞介导的细胞毒性。针对CD33+靶标的CD16信号传导是NK细胞特异性的,并且专门针对CD33+细胞,因此,抗体通过CD16直接触发NK细胞活化,显著增加NK细胞的细胞毒性和细胞因子的产生。此外,通过这种方式,CD16xCD33 BiKE已被证明有可能克服KIR信号传导的抑制作用,并改善NK细胞介导的成人AML原始细胞裂解。该研究评估了CD16xCD33 BiKE是否可以增强NK细胞对CD33+原发性儿童ALL和AML细胞的激活。


2021年9月14日,来自美国明尼苏达大学医学系的Frank Cichocki团队和Jeffrey S. Miller团队在Cell Stem Cell杂志上合作发表了一篇题为 Harnessing features of adaptive NK cells to generate iPSC-derived NK cells for enhanced immunotherapy 的文章【4】,该团队报告了一项三基因编辑的iNK细胞产品,来自巨细胞病毒血清阳性供体的适应性NK细胞亚群表现出低水平的CD38,高水平的NAD+以及更高的抗氧化应激能力。基于此,一方面可以通过在转导hnCD16的iPSC中敲除CD38来设计iNK细胞(hnCD16/CD38KO iNK)以获得代谢增益效果,同时也能避免由治疗性抗CD38抗体达雷木单抗介导的NK细胞“自相残杀”行为。这种iADAPT NK即使在没有外源性细胞因子的情况下也能在体内持续存在并发挥作用,并且可以与治疗性抗体结合以增强肿瘤靶向性。



结语:CD16分子作为一个经典靶点,是许多药物开发的候选位点。根据全球最大临床试验注册网站数据显示,目前全球范围内针对CD16分子开展的临床试验有近200项,正在开展临床试验的项目有57项,这些临床试验主要涉及肾移植及终末期肾病治疗、新冠病毒感染治疗、实体瘤治疗、心血管疾病治疗、呼吸道感染治疗等方向,涉及到一二十款药物的开发。对于CD16这样一个老靶点而言,在药物开发领域,用一句当下流行的网络词语来概括一下:经不经典我不管,科学家们都爱这一款.....


北京同立海源生物十余年专注细胞和基因治疗(CGT)领域上游GMP级核心原料试剂研发生产,拥有哺乳动物细胞表达蛋白质工程平台,公司生产的抗人单克隆抗体——CD16,运用先进的杂交瘤技术,筛选出稳定高产的杂交瘤细胞株,以及特有的基因克隆技术导入到CHO细胞稳转表达生产,助力生命科学研究。



扫码免费领取试用装

1、试用产品信息:

中文名称:抗人CD16单克隆抗体

英文名称:Anti-human CD16 mAb

产品货号:GMP-TL201

试用规格:100μg


2、时间:即日起-2022年8月31日;

3、申请要求:申请信息完整,能够近期开展实验;

4、其他说明:试用结束后,反馈试用结果;5、本次活动最终解释权归北京同立海源生物科技有限公司;6、扫描下方二维码,填写申请信息表,我们会及时满足您的试用需求。



验证数据


高纯度HPLC和SDS-PAGE验证


测试结果显示纯度达到药用级标准(≥97%)


高生物活性经细胞水平生物活性验证

经验证同立海源生物CD16单抗与Jurkat细胞有很好的结合活性


参考文献:

[1]Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 2011, 144(5): 646-674.


[2]Cristina Capuano , Chiara Pighi, Simone Battella, et al. Harnessing CD16-Mediated NK Cell Functions to Enhance Therapeutic Effificacy of Tumor-Targeting mAbs.Cancers 2021, 13, 2500.


[3]Reusing S B ,  Vallera D A ,  Manser A R , et al. Correction to: CD16xCD33 Bispecific Killer Cell Engager (BiKE) as potential immunotherapeutic in pediatric patients with AML and biphenotypic ALL[J].  2021.


[4]Woan K V ,  Kim H ,  Bjordahl R , et al. Harnessing features of adaptive NK cells to generate iPSC-derived NK cells for enhanced immunotherapy.  2021.


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关于北京同立海源生物科技有限公司北京同立海源生物科技有限公司,专注细胞和基因治疗(CGT)上游GMP级原料试剂研发,致力于为生命科学提供可靠的产品与服务。产品涉及真核重组蛋白、细胞分选试剂、无血清培养基、细胞培养试剂盒、工具酶。为细胞和基因治疗、mRNA开发、抗体药物开发、细胞储存等生物制药和IVD领域提供核心原料试剂与服务。
公司建有符合cGMP标准的万级洁净车间,包括哺乳动物细胞表达蛋白质工程平台、细胞培养技术开发平台、体外诊断试剂生产平台,通过ISO13485和ISO9001双认证,部分产品已获美国FDA DMF备案。


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