TCR Mimics的突破性时刻(Eureka! Moment)丨医麦黑科技
今天是2017年7月28日
农历六月初六
医麦客：分享先进的T细胞工程技术
2017年7月28日/医麦客 eMedClub/--BioCentury探询Eureka Therapeutics如何开发高亲和力的TCR mimicking抗体。针对以往被认为是药物无法靶向攻击的细胞内抗原，业界的一场竞赛正在进行中。
作为开发TCR Mimicking（TCRm）抗体的先驱，Eureka Therapeutics（优瑞科）成功地利用了TCR识别胞内肿瘤抗原的能力来进行药物开发。然而基于早期以TCR为基础对于相同类型抗原治疗所遭遇的问题，优瑞科还需要消除关于脱靶结合效应的担忧。
2017年6月，Eureka和合作伙伴MSKCC（MemorialSloan Kettering Cancer Center，纪念斯隆凯特琳癌症中心）共同在《Clinical Investigation》杂志上上发表了一项研究，表明其TCR-mimicking（TCRm）抗体可以识别和杀死小鼠模型内表达肿瘤胞内抗原PRAME的癌细胞。（注：Eureka研发的针对胞内抗原 peptide/MHC复合体靶点的治疗性抗体，在业界也被称为TCR-mimicking抗体，TCRm抗体或TCR样抗体）
虽然大多数以胞内抗原为靶点的方法都涉及到可穿透细胞的化合物，但是TCRm是从细胞外部起作用。其技术原理概括如下：Eureka专有抗体技术开发平台通过靶向MHC／免疫肽段复合物来发现识别肿瘤细胞内的特异性抗原。这些抗体因而能有效识别癌细胞内的特异蛋白质，然后调动免疫系统攻击相关肿瘤细胞。
靶向胞内抗原（图片来源 Eureka官网）
优瑞科总裁刘诚博士告诉BioCentury，这种抗体之所以被称为TCR样（TCR mimicking），是因为抗体识别的抗原表位与T细胞（TCR）相同。其表位是细胞表面的9到10个氨基酸的肽段与MHCI形成的复合物。刘诚如此谈到: ”我们正是利用了免疫系统如何识别源自病原体入侵人体细胞而产生抗原的机理“（注：Eukera的核心技术是开发针对细胞内靶点，实际上是胞内抗原处理后被MHC递呈到细胞表面的多肽复合物的抗体，即功能上类似于TCR的抗体）
事实上，这个领域的大多数研究工作都集中在传染性疾病上，递呈在细胞表面的病毒抗原可被TCRm抗体攻击。但是癌症方面的研究却很少。MorphoSys AG和Pure MHC LLC的TCRm项目针对的是未披露的靶点。在学术界的科研方面，德州大学MD安德森癌症中心和德克萨斯理工大学健康科学中心报告了针对HER2或TMEM37的两种胞外靶点的TCRm研究。
Eureka CEO-刘诚博士（图片来源 Eureka官网）
对此刘诚博士表示，这个想法看似简单，但对于整个领域却是有着巨大挑战性的。首先是相较于巨大的MHC分子，抗原表位尺寸相当小。其次，特异性抗原表位以非常低的密度表达在细胞表面。这就意味着抗体必须具有非常高的效能才能将其捕获，同时也需要具有高度的特异性而不识别MHC的其它部分。
“而最大的挑战在于MHC蛋白是身体中最丰富的蛋白质之一，除红细胞外的其他细胞中平均有50万到100万个拷贝，因而对于不呈现肽段的MHC分子交叉反应的耐受性几乎为零。“刘诚如是说。
MorphoSys的代理CSO Markus Enzelberger告诉BioCentury，对该技术的怀疑是基于以前一些公司在修饰TCR提高其特异性方面遭遇的挫折。Enzelberger表示，针对这类靶位（MHC／肽段复合体）一直难以设计TCR，所以大多数人也会预期难以找到特异性的抗体（TCRm）。
T细胞疗法（图片来源 Adaptimmune官网）
2013年，一名黑色素瘤患者和一名多发性骨髓瘤患者在接受Adaptimmune Therapeutics plc的T细胞治疗后不久，死于心血管方面的毒性。其T细胞疗工程化改造TCR是靶向胞内肿瘤抗原MAGEA3。尸体解剖发现心脏组织并不表达MAGEA3，但是改造的T细胞被心肌中的无关联抗原表位激活。
目前，Adaptimmune已经与葛兰素史克公司合作工程化的TCR T疗法，靶向细胞内抗原NY-ESO-1，目前在I / II期临床。其他项目还包括靶向MAGEA10和MAGEA4的I / II期临床。
T Cell Receptor（图片来源 Kite官网）
2017年1月，Kite Pharma向FDA提交了KITE-718的研究新药申请（IND）。这是一种经过重编程后能识别MAGEA3和MAGEA6抗原的TCR T细胞疗法。该公司表示，KITE-718是基于国家癌症研究所（NCI）的MAGE A3/A6 TCR program 的概念验证数据之上的。在NCI的I / II期试验中，没有观察到脱靶毒性。（注：MAGE A3/A6是在一些常见肿瘤如膀胱癌、食管癌、头颈癌、肺癌和卵巢癌中广泛表达的抗原。KITE-718能够识别与Class II HLA结合的MAGE A3和MAGE A6片段，所以能够直接或间接地激活含有classII TCR的免疫系统，以此来杀灭肿瘤细胞）
据刘诚博士所说，TCRm抗体是可以与针对相同靶位的T细胞疗法竞争的。相比较而言，TCRm抗体更容易生产，并且无需定制（off the shelf）。
但他也同时指出，像HER2或CD20这样典型的细胞表面癌抗原的密度高达每个细胞50000至100000个分子。而相比之下，优瑞科靶向的T细胞抗原表位在每个细胞中少于100个分子。这显然是一个问题，刘诚如此说，因为抗体介导细胞死亡的机制，比如 CDC和ADCC，需要更高的抗原细胞密度下限才能发挥作用。
刘诚博士表示，因着这些批评和挑战，大多数人认为即使我们可以找到具有特异性的TCRm抗体，也不会有治疗效果。但是对于我们以及MSKCC的合作伙伴而言，这个方法的成功希望却吸引着我们必须进行尝试。
PRAME TIME
2010年，优瑞科与MSKCC达成合作关系，发现并开发针对肿瘤抗原的TCRm抗体（TCR-mimicking）。优瑞科提供了其抗体研发能力及技术平台，而学术界的合作者则提供了其在肿瘤生物学方面的专长。
Eureka专有的E-ALPHA™噬菌体展示平台（图片来源 Eureka官网）
自成立以来，优瑞科已经建立了一个大型抗体库，这个技术平台通过与噬菌体展示技术和全新的筛选系统结合，旨在发现特异性结合肽段表位／MHC复合物的高效TCRm 抗体。其平台也包括对TCRm IgG结构的修饰以增强现有抗体药物的ADCC效应（TCRm抗体诱导的细胞死亡的主要机制）。
目前优瑞科和MSKCC已将公司的平台应用于PRAME。 PRAME是高度特异性的癌症抗原，但因其位于细胞内而在很大程度上研发不足。
根据BioCentury的BCIQ数据库，目前只有五家公司已经宣布了以PRAME为靶点的研究计划。其中包括：
Bellicum Pharmaceuticals公司的BPX-701，其是一种靶向PRAME的T细胞疗法，用于骨髓增生异常综合征（MDS）和急性骨髓性白血病（AML），目前处在I期测试阶段。
Medigene AG在AML的I / II期测试中具有含有WT1和PRAME抗原的树突状细胞疫苗。
ISA Pharmaceuticals B.V.具有基于肽的疫苗ISA203，该疫苗通过靶向PRAME，用于多种癌症的临床前检测。
GSK、Adaptimmune也正在开发以PRAME为靶点的临床前TCR。（基于2014年的合作协议）
Mice from the AML14experiment were sacrificed on day 29, and bone marrow was harvested todetermine tumor burden by flow cytometry for GFP + HLA-A2 + AML14 cells. Representativeplots (n = 4 mice per group) are shown, and data are summarized.（图片来源 Clinical Investigation）
在JCI（Journal of Clinical Investigation）研究中，Eureka和MSKCC研发了结合PRAME肽段及 HLA-A2（40％的人群）类型的MHC复合物的TCRm抗体。该分子选择性地结合表达HLA-A2和PRAME的血液瘤和实体肿瘤细胞，但对于HLA-A2或PRAME不表达的肿瘤细胞不结合。
在体外培养中，TCRm显示出了对抗白血病和淋巴瘤细胞的ADCC效应，但并不杀伤健康的造血细胞。在移植了表达HLA-A2和PRAME的人类白血病细胞的小鼠中，每周两次静脉给药，持续三周或更长，与对照抗体相比降低了肿瘤的生长。
在小鼠中的生物分布研究也证明了抗体不在任何器官中累积。在正常组织中，PRAME仅在卵巢和睾丸中表达。
David Scheinberg博士（图片来源 sloankettering.edu）
MSKCC的David Scheinberg博士是这篇论文的通讯作者。他告诉BioCentury，接下来研究人员将在新鲜的人类肿瘤样本上对TCRm进行测试，以预测哪些病人会对于药物有反应。（注：Scheinberg是Sloan Kettering研究所的分子药理学主任，MSKCC实验治疗中心主任）
PLATFORM PRIORITIES
该研究将PRAME添加到优瑞科的细胞内癌症抗原清单中。针对肿瘤细胞内的PRAME靶位，基于TCRm的研发包括IgG单克隆抗体，双特异性抗体以及免疫T细胞疗法。
自2006年成立以来，优瑞科一直在发展其抗体研发平台及ADCC增强技术。六年前公司开始开发基于TCRm的药物开发平台。在过去的八年中，公司还通过一系列合作伙伴关系来推动其技术平台的发展。
ADCP after treatment with ESK1 or control hIgG（图片来源 Science ）
2013年，Eureka和MSKCC在《ScienceTranslational Medicine》期刊上共同发表了一项研究数据，表明了TCRms针对癌症细胞内抗原（WT-1）的癌症免疫疗法的效果，清除了小鼠体内的白血病细胞。
刘诚博士告诉BioCentury，虽然公司还在继续开发TCRm IgG平台，但优瑞科目前的重点是TCRm与T细胞疗法的结合。通过从TCRm抗体获取单链可变区片段（scFv），并将其纳入嵌合抗原受体（CAR）中，优瑞科设计了针对细胞内抗原的的TCRm CAR T细胞疗法。
刘诚博士表示，“目前大多数的CAR T细胞疗法，是动员更多的T细胞来攻击癌细胞，像是CD19和BCMA表达的细胞。但这两个靶点不是T细胞正常情况下会去识别攻击的。使用携带TCRm 的CAR T，才是真正意义上（bonafide）的T细胞疗法。因为其T细胞识别的是天然的T细胞抗原表位。这样的靶位选择相较于CD19和BCMA更具有安全性优势。"
刘诚博士告诉BioCentury，目前尚未有其他公司开展TCRm CAR T的研发。目前主流的CAR T的设计并未针对细胞内抗原。其做法是使用结合常见细胞表面抗原的scFv。而TCRm则是全新的结合MHC-抗原复合物的抗体。
此外，TCRm CAR T细胞优于工程化的TCR T细胞。因为其有更成熟的生产工艺，在临床上也得到了更好的验证。
就在上个月，优瑞科宣布与位于美国南加州的世界著名癌症研究和治疗中心City of Hope（希望之城）达成协议，开展一项名为ET1402L1-CAR的开放标签，剂量爬坡的嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR T）临床一期试验。对于该TCRm CAR T，刘诚博士表示，这将是针对细胞内肿瘤抗原AFP的首创新药，目前正被开发用于治疗肝细胞癌 (HCC)。
研发管道（图片来源 Eureka官网）
去年，优瑞科和MSKCC将MUC16、BCMA和其他未公开靶点的抗体结构区独家授权给Juno 公司，用于开发含有这些结构区的CAR T细胞疗法。
在2015年，优瑞科与Boehringer Ingelheim GmbH达成了研究合作协议，开发针对细胞内蛋白的抗体。
刘诚博士说：“优瑞科这方面的策略是建立伙伴关系共同开发候选药物，但与此同时我们也拥有完全自主的研发产品线。”
优瑞科的双特异性抗体平台旨在靶向肿瘤细胞上的TCRm识别的抗原表位，以及T细胞上的CD3抗原。目前，公司正在与未公开的合作伙伴共同开发双特异性抗体。
MIMICKINGTHE COMPETITION
下一步，优瑞科计划扩大靶点范围，作为在该领域建立领先地位战略的一部分。据刘博士介绍，显而易见的靶点包括KRAS和p53这两个众所周知难度巨大的细胞内癌症靶点。但公司还是将重点放在了KRAS上，因为p53具有太多不同的癌症相关突变。
Eureka和MSKCC已通过其专利组合涵盖保护其TCRm 技术及产品。
Eureka Therapeutics（优瑞科）是一家总部坐落于美国旧金山湾区的私人控股生物科技公司，成立于2006年，专注于开发针对实体瘤的创新T细胞免疫疗法。公司以肝癌为突破点，开发能够识别存在于癌症细胞内的蛋白质的新型单克隆抗体及免疫T细胞疗法。
参考出处：
Chang, A., et al. "A therapeutic Tcell receptor mimic antibody targets tumor-associated PRAME peptide/HLA-Iantigens." Journal of Clinical Investigation (2017)
Dao, T., et al. "Targeting theintracellular WT1 oncogene product with a therapeutic human antibody."Science Translational Medicine (2013)
Li, D., et al. "Development of a Tcell receptor mimic antibody against wild-type p53 for cancer immunotherapy."Cancer Research (2017)
Martz, L. "Presenting p53."BioCentury Innovations (2017)
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