Deferiprone

摘要:程序性细胞死亡1（PD-1）信号通路是免疫检查点调节的关键因素，已成为癌症免疫治疗的焦点。在癌症的背景下，肿瘤细胞上上调的PD-L1可能导致T细胞耗竭和免疫逃逸，促进肿瘤进展。PD-1/PD-L1抑制剂的出现通过解除T细胞的耗竭显示出临床成功。然而，诸如抗药性和不良反应等挑战促使人们探索创新策略，双特异性抗体（BsAbs）作为有希望的前沿出现。BsAbs通过同时靶向PD-L1和其他免疫调节分子，为癌症免疫治疗提供了一种多方面的方法。我们重点关注PD-1/PD-L1治疗的最新进展，特别强调BsAbs的开发和潜力，尤其是在实体瘤的背景下。讨论了针对PD-1信号的各种BsAb产品，突出了它们独特的作用机制和治疗潜力。值得注意的例子包括抗TGFβ×PD-L1、抗CD47×PD-L1、抗VEGF×PD-L1、抗4-1BB×PD-L1、抗LAG-3×PD-L1和抗PD-1×CTLA-4 BsAbs。此外，我们还总结了正在进行的临床研究，评估这些创新BsAb药物的疗效和安全性。通过揭示肿瘤微环境的复杂性并利用抗PD-1/PD-L1 BsAbs的协同效应，有潜力提高癌症免疫治疗的精确性和有效性，最终实现针对个体患者档案量身定制的个性化治疗策略的发展。 1.背景 程序性细胞死亡1（PD-1）信号作为一种基础的免疫检查点机制，能够降低炎症反应并维持免疫稳态。PD-1中的关键结构，即免疫受体酪氨酸基抑制/开关基序（ITIM/ITSM），促进信号传导并在细胞内招募磷酸酶（SHP1/2）。PD-1/PD-L1信号不仅作为预防自身免疫疾病的关键途径，而且显著影响肿瘤免疫监视与免疫耐受之间微妙的平衡。肿瘤细胞或浸润淋巴细胞上PD-L1的增加可能导致T细胞耗竭，抑制肿瘤特异性免疫并促进肿瘤进展。PD-1/PD-L1抑制剂通过阻断负性调节信号，有效释放T细胞的耗竭状态，成为开创性的治疗方法。自2014年FDA批准首个抗PD-1抗体（帕博利珠单抗）以来，PD-1/PD-L1阻断疗法已经彻底改变了临床实践，展现出对难治性肿瘤特别有效的强大且持久的抗肿瘤效果。PD-1/PD-L1抑制剂通过破坏肿瘤利用的免疫抑制信号，使免疫细胞更有效地识别和杀死癌细胞。抗PD-1/PD-L1药物的临床成功强调了免疫检查点阻断在癌症治疗中的重要性。然而，诸如抗药性、有限的响应率和不良反应等挑战促使人们探索创新策略以优化和扩大治疗影响。与此同时，双特异性抗体已成为癌症免疫治疗中有希望的前沿。通过同时靶向PD-L1和参与免疫调节的其他关键分子，双特异性抗体（BsAbs）提供了一种多方面的方法来增强抗肿瘤免疫反应。本综述深入探讨了PD-1/PD-L1阻断的最新进展，并探索了双特异性抗体的潜力，重点关注它们在实体瘤中的开发和应用。通过阐明针对PD-L1 BsAb开发的进步，特别是为实体瘤量身定制的那些，本综述旨在为癌症免疫治疗的不断发展的理解做出贡献，并为更有效和个性化的治疗策略铺平道路。 2.BsAb的进步 2.1.BsAb的开发 针对肿瘤相关抗原（TAAs）的单克隆抗体，如Her2或EGFR，在乳腺癌和肺癌治疗中的成功，促使人们探索创新方法，包括开发BsAbs。BsAbs自20世纪80年代引入以来，因其在癌症治疗中的潜力而受到广泛关注。从功能上讲，BsAbs作为免疫效应细胞和肿瘤细胞之间的有效连接，或同时阻断两种不同的致癌分子。此外，一些BsAbs通过引导各种效应细胞以非MHC限制的方式杀死肿瘤细胞来增强肿瘤杀伤（图1）。技术的进步已经产生了各种BsAb格式，根据Fc结构域分类为非IgG格式和IgG格式。IgG样制剂保留Fc介导的抗体效应功能，而无Fc的BsAbs缺乏这些功能。双特异性T细胞引导剂（BiTEs）和TriomAbs是著名的BsAb格式。BiTEs缺乏Fc结构域，表现出短的血清半衰期，限制了它们的临床应用。TriomAbs具有IgG样结构，显示出更慢的清除率，但面临免疫原性和由于Fc结构域导致的渗透性受损的挑战（图2）。 图1 双特异性抗体（BsAbs）通过非MHC限制性方式引导各种效应细胞向肿瘤细胞，增强了肿瘤杀伤能力。BsAbs促进了T细胞与肿瘤细胞之间的相互作用，触发了一系列导致T细胞激活的事件。活化T细胞在癌细胞裂解中采用的主要机制涉及Granzyme-B和Perforin（改编自BioRender 2023的“双特异性抗体作用机制”）。 图2 blinatumomab和TriomAbs的杀伤肿瘤机制。Blinatumomab是一种抗CD3×CD19的双特异性T细胞引导剂（BiTE）抗体。Blinatumomab旨在结合B细胞的CD19和T细胞的CD3。通过连接这两种细胞类型，blinatumomab有助于促进T细胞对癌细胞的反应，导致B细胞白血病细胞的破坏。Catumaxomab是基于TriomAbs技术的抗CD3×EpCAM BsAb，结合癌细胞的EpCAM和T细胞的CD3。值得注意的是，Fc结构域可以结合效应细胞（包括NK细胞、巨噬细胞和树突细胞）的Fcγ受体，触发抗体依赖性细胞毒性或吞噬作用，以及对癌细胞的补体依赖性毒性（改编自BioRender 2023的“双特异性抗体设计”）。 在过去十年中，BsAb的开发主要由BiTEs主导。这些抗体同时结合T细胞的CD3和肿瘤细胞的TAAs，激活T细胞信号级联并启动依赖目标的肿瘤细胞杀伤。与检查点抑制剂不同，BiTEs克服了T细胞受体（TCR）的主要组织相容性复合体（MHC）限制，在临床上通过FDA批准的blinatumomab（抗CD3×CD19）得到了验证。此外，抗CD3×CD20 BsAb mosunetuzumab也已获准用于难治性或复发性滤泡性淋巴瘤。然而，尽管在血液恶性肿瘤中观察到有希望的结果，但在实体瘤中的双特异性抗体治疗效果，这些占所有癌症的90%，仍然是一个挑战，主要是由于抑制性肿瘤微环境（TME）损害了T细胞活性并促进了免疫缺陷。 另一条BsAb研究途径涉及同时靶向肿瘤细胞上的两个表位或TME中的细胞因子（图3）。与BiTEs不同，这些双特异性抗体旨在阻断两条促肿瘤信号通路，产生协同抗癌效果或最小化药物抗性。例如，双功能抗体M7824，靶向PD-L1和TGFβ，在非小细胞肺癌（NSCLC）患者中显示出显著的临床疗效。此外，尽管BsAb在实体瘤中的临床结果与血液恶性肿瘤相比不太令人满意，但正在进行的研究和临床试验，特别关注通常表达的抗原（例如EpCAM、HER2、PSMA和CEA），展示了BsAb在癌症免疫治疗中的巨大潜力。最近，同时靶向PD-L1和其他免疫抑制分子的BsAbs已经开发出来。这些BsAbs在临床前和临床研究中显示出强大的抗肿瘤活性，被视为下一代免疫检查点抑制剂（ICIs）。 图3 同时靶向肿瘤细胞上的两种免疫抑制分子或肿瘤微环境中的细胞因子的双特异性抗体。与BiTEs不同，这些双特异性抗体旨在阻断两条免疫抑制信号通路（4-1BB激动剂抗体除外），产生协同抗癌效果或最小化药物抗性（使用Biorender创建）。 2.2.BsAb在实体瘤中的挑战 在解决实体瘤恶性肿瘤时，BsAbs遇到了阻碍其临床成功的重大障碍。主要挑战包括管理与治疗相关的不良反应，减轻靶向和非靶向毒性，并应对免疫抑制性TME的复杂性。与BsAbs相关的关键问题，特别是那些具有完整Fc结构域的BsAbs，是非靶向毒性的风险，以细胞因子释放综合征（CRS）为例。CRS是一种系统性炎症反应，其临床表现范围从轻微症状到严重的、潜在致命的情况，通常以细胞减少等实验室标志为特征。CRS的病理生理学涉及由活化T细胞释放的IFN-γ触发的免疫级联反应，随后促使巨噬细胞产生过量的炎症细胞因子。这个问题的一个重要贡献者是无意中的T细胞激活，这可能通过非靶细胞上的FcγR结合等机制发生。 标准的缓解策略包括皮质类固醇预处理和优化剂量。此外，针对CRS发病机制中的关键细胞因子IL-6，使用tocilizumab等拮抗剂已显示出在不损害BsAb治疗的抗肿瘤效果的情况下减轻这些不良影响的希望。此外，BsAb设计的创新，如采用无Fc格式或具有修改Fc结构域的抗体，对于减少这些风险至关重要。此外，靶向毒性直接与BsAbs的靶向特异性相关。虽然某些肿瘤相关抗原（TAAs）表现出适用性，但其他由于在正常组织中的存在而带来风险，导致显著的毒性。例如，靶向EpCAM的BsAbs已经显示出这个问题。此外，BsAbs对其靶标的强亲和力可能导致靶向CRS。然而，与组织毒性不同，靶向CRS通常是短暂的，可以通过剂量调节和支持性治疗进行管理。 此外，BsAbs在实体瘤中的有效性受到TME的严重影响。一个重大挑战是免疫沙漠肿瘤中T细胞浸润不足，这限制了BsAb的效力。创新的干预措施，如使用溶瘤病毒，已被用来提高T细胞浸润，将“冷”肿瘤转化为更具反应性的“发炎”肿瘤，从而克服对T细胞参与BsAb治疗的抗性。此外，TME的免疫抑制特性，以BsAb治疗期间PD-1和PD-L1的上调为标志，呈现了另一个障碍。BiTEs在实体瘤中的中等效力导致了探索辅助疗法，如检查点抑制剂和T细胞共刺激因子，以增强其抗肿瘤活性。这些组合在临床前研究中通过克服T细胞耗竭和放大BiTE效果显示出希望。此外，将BiTEs与4-1BB激动剂等T细胞共刺激因子结合使用的策略，在提高BiTE性能方面已经有效。总之，将BsAbs与其他免疫疗法结合可以增强治疗效果，尽管结果因BsAb组成、靶标抗原和肿瘤类型而异。因此，BsAbs与实体瘤TME之间的复杂动态需要多方面和创新的治疗策略，以充分发挥其潜力。 3.抗TGFβ×PD-L1 BsAb 3.1.TGFβ在癌症免疫学和免疫治疗中的作用 转化生长因子β（TGFβ）信号通路在癌症生物学中表现出双重性质，根据特定的细胞和组织环境，既发挥肿瘤抑制作用，也发挥促进肿瘤的作用。在正常细胞中，TGFβ的功能是维持细胞稳态并防止肿瘤起始，主要通过阻断细胞周期、促进细胞分化和触发细胞凋亡。该途径在不同细胞类型中的响应因Smad蛋白等因子的差异表达而异。相比之下，在癌细胞中，TGFβ的调节作用通常因突变或表观遗传变化而受到干扰或改变，导致从控制增殖转变为促进癌症进展。在肿瘤微环境中，过度活跃的TGFβ信号，通常在正常上皮细胞中具有抑制作用，反常地支持肿瘤生长、侵袭和转移行为。值得注意的是，TGF-β诱导的上皮-间充质转化（EMT）在癌症发展、侵袭和扩散中至关重要。EMT对TGFβ水平的灵活性和可逆性强调了它作为潜在治疗靶点的重要性，特别是因为它促进了与肿瘤进展和化疗抗性相关的干细胞样表型。全面了解TGFβ在不同癌症类型和组织中的对比作用，以及其对肿瘤微环境的影响，对于设计靶向治疗以遏制癌症进展至关重要。 值得注意的是，越来越多的证据表明，TGFβ在癌症免疫学和免疫治疗的复杂格局中扮演着核心角色，对肿瘤发生和免疫调节发挥双重作用。其在肿瘤微环境中的作用是多方面的，它不仅有助于促进肿瘤发生，还建立了一个免疫抑制环境，保护癌细胞免受免疫监视。TGFβ的免疫抑制功能通过其能力抑制各种免疫细胞的激活和功能来体现，包括自然杀伤细胞、T细胞和树突细胞。此外，TGFβ增强了免疫抑制性调节性T细胞（Tregs）的分化和扩增，进一步倾向于免疫逃逸，有利于癌细胞。在癌症免疫治疗的背景下，TGFβ的免疫抑制性质构成了一个重大障碍。旨在中和或抑制TGFβ信号的策略已成为提高免疫疗法效果的有希望途径。值得注意的是，抗TGFβ×PD-L1 BsAb的发展代表了一种开创性的方法，同时靶向肿瘤微环境中的多个免疫抑制途径，从而释放免疫系统对抗癌症的全部潜力。 值得注意的是，TGFβ在癌症中的双重作用强调了理解其在有效患者选择中的情景影响的必要性。TGFβ信号的多效性活动在开发癌症治疗的拮抗剂中提出了挑战，特别是由于缺乏特定的生物标志物和确立的剂量方案。为了将TGFβ阻断剂有效地整合到前线癌症治疗中，未来的临床试验需要专注于生物信息学和识别分子生物标志物，用于患者分层和治疗优化。 3.2.M7824和其他双功能抗体 M7824是一种新型双功能融合蛋白，代表了PD-L1×TGFβ双重阻断疗法的重要进展（表1）。这种创新药物结合了Fab中的抗PD-L1域和Fc中的TGFβ受体，允许同时靶向两种免疫抑制途径。M7824旨在靶向肿瘤细胞上的PD-L1分子，将陷阱分子定位在肿瘤微环境中以捕获免疫抑制性TGF-β。然后，M7824被表达PD-L1的细胞内化，导致去除M7824结合的TGF-β。理论上，由于其物理桥接效应，M7824预计对肿瘤细胞的特异性比两种单克隆抗体的组合要大。在动物模型中，M7824显示出强大的抗肿瘤效果，明显延缓肿瘤生长并延长存活。除了其直接的抗肿瘤效果外，M7824诱导了肿瘤微环境的大量重塑，包括预防或逆转TGFβ介导的癌细胞上皮-间充质转化。这种改变增强了肿瘤细胞对免疫介导攻击和化疗药物的敏感性。融合蛋白增加了细胞毒性淋巴细胞的数量和活性，同时减少免疫抑制亚群的比例，包括Tregs、骨髓源性抑制细胞（MDSC）和M2样巨噬细胞。此外，M7824诱导肿瘤基质重塑，有助于改善免疫细胞浸润，并加强其作为多方面免疫治疗剂的潜力。此外，当与放疗、化疗和其他免疫治疗剂结合使用时，它增强了整体抗肿瘤活性。在1期试验中，M7824提供了有希望的响应，特别是在高PD-L1表达的NSCLC中（NCT02517398）（表2）。 M7824的成功促进了额外的抗TGFβ×PD-L1双功能蛋白的探索和发展。其中，SHR-1701的结构让人想起M7824，结合了抗PD-L1域和N末端截短的TGFβRII。在1期临床试验（NCT05179239）中，SHR-1701在复发性转移性宫颈癌中表现出抗肿瘤活性。同样，由抗PD-L1抗体和TGFβRII外细胞域组成的双功能蛋白BR102，在小鼠肿瘤模型中展示了抗肿瘤活性。这些新兴的抗体，包括SHR-1701和BR102，为潜在的抗TGFβ×PD-L1阻断疗法的不断扩大的武器库做出了贡献，为癌症免疫治疗的复杂格局提供了新的治疗策略。 3.3.YM101和BiTP YM101被誉为世界上首个公开报道的抗TGFβ×PD-L1 BsAb，标志着癌症免疫治疗领域的关键进步。利用Check-BODY™技术平台设计，YM101代表了用于对抗PD-L1和TGF-β双重挑战的创新策略。临床前研究揭示了YM101有效抵消TGF-β和PD-1×PD-L1信号通路效应的能力。此外，在体内证据表明，YM101在抗肿瘤活性方面优于单独的抗TGF-β和抗PD-L1治疗。我们假设这种改善的抗肿瘤效果可能归因于YM101独特的物理桥接效应带来的增强的肿瘤特异性。然而，必须承认，我们目前的推测缺乏实验证据来证实它。在未来的研究中，必须使用同位素标记等技术进一步验证并展示YM101的优势，特别是在其增加肿瘤特异性和相关增强抗肿瘤效果的潜力方面。 此外，YM101在塑造肿瘤微环境方面发挥了变革性作用，促进了以增加的肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）数量和活性为特征的炎症肿瘤的形成。YM101还将巨噬细胞的极化平衡转向抗肿瘤的M1表型，进一步增强了其免疫治疗潜力。此外，在临床前研究中，STING激动剂和YM101的组合通过针对三条独立且互补的途径，展示了强大且持久的抗肿瘤免疫保护。STING激动剂诱导树突细胞成熟并激活巨噬细胞，重新点燃免疫学上的冷肿瘤，并增强全身的先天和适应性免疫反应。与YM101结合使用时，STING激动剂协同作用，使肿瘤微环境正常化并阻碍非炎症模型中的肿瘤生长。 受到临床前结果的鼓舞，随后开发了用于临床试验的替代分子（BiTP）。BiTP与YM101具有相似的结构，并使用Check-BODY™平台构建，在小鼠三阴性乳腺癌（TNBC）模型中证明了其有效性。在人源化TNBC模型中的有效性实验表明，BiTP显示出比相应单一疗法更好的抗肿瘤效果。BiTP减少胶原蛋白生成，增强T细胞渗透，并增加淋巴细胞向肿瘤的浸润。目前，正在进行多项BiTP的临床试验，包括CTR20211776（用于实体瘤）和CTR20223410（用于胰腺癌）。总的来说，以YM101、BiTP和M7824为代表的抗TGF-β×PD-L1 BsAb的开发，代表了癌症免疫治疗的变革性方法。这些创新药物旨在同时靶向多条免疫抑制途径，在临床前和临床环境中显示出显著的效果。在组合疗法中观察到的协同效应进一步强调了这些抗体克服抗性机制并扩大其在不同肿瘤类型中的适用性的潜力。 4.抗CD47×PD-L1 BsAb CD47在癌症中发挥关键作用，通过与其配体肿瘤细胞上的信号调节蛋白α（SIRPα）结合传递“不要吃我”信号。破坏CD47或其配体的抗体在临床前研究和临床试验中显示出治疗效果。CD47阻断增强了各种肿瘤模型中的抗原呈递、吞噬作用和免疫浸润，支持了CD47阻断免疫治疗药物的开发。此外，CD47/SIRPα和PD-1/PD-L1信号的双重阻断，分别抑制先天和适应性免疫反应，在多种癌症类型中显示出增强的治疗效果，为刺激免疫系统的两个分支提供了有希望的治疗途径。基于纽扣-入洞（KIH）平台，Wang等人开发了一种抗CD47×PD-L1 BsAb 6MW3211，该抗体设计有一个通用轻链，对CD47具有低亲和力，对PD-L1具有高亲和力。这种独特的亲和力配置文件允许优先结合肿瘤细胞的PD-L1，抑制CD47信号通路。6MW3211在多种小鼠模型中展示了强大的治疗效果，并在体内展示了有希望的药代动力学和安全性。通过多重荧光免疫组化染色确认的多种人类肿瘤上CD47和PD-L1的共表达，支持6MW3211针对PD-L1+ CD47+癌症的临床试验的潜力。 此外，Chen等人构建了一个亲和力调整的抗CD47×PD-L1 BsAb（hBisAb），以提高抗体选择性和治疗效果。hBisAb利用纽扣-入洞技术和通用轻链结构开发，采用IgG1格式。这种人性化抗体对CD47表现出中等亲和力，对PD-L1表现出高度有效的亲和力，这一点通过表面等离子共振和基于细胞的实验获得的动力学速率常数得到证实。特别设计用于优先结合PD-L1，该抗体有效阻断PD-1/PD-L1相互作用，也抑制了CD47/SIRPα轴。这种双重作用机制不仅增强了T细胞功能，还显著提高了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，超过了单独针对任一检查点的单一疗法。体外和体内研究表明，hBisAb对肿瘤细胞具有显著的选择性，超过了红细胞，解决了CD47靶向疗法常见的挑战，通过最小化不必要的血液学效应。这种选择性进一步由抗体在肿瘤微环境中对表达PD-L1的细胞的优先结合所强调，减少了非靶向效应，提高了治疗安全性。特别是IgG1形式的双特异性抗体在促进抗体依赖性细胞吞噬（ADCP）和DC介导的T细胞激活方面显示出优越的效力，导致同种异体小鼠模型中显著的肿瘤生长抑制和提高的生存率。值得注意的是，这种方法通过维持治疗小鼠的正常红细胞计数和体重，减轻了与CD47靶向相关的潜在毒性，突出了双特异性抗体增强的抗肿瘤效果和减少的副作用。 此外，还有一些其他的抗CD47×PD-L1 BsAbs已被报道。例如，IBI322被设计为通过优先结合PD-L1+CD47+肿瘤细胞，诱导肿瘤细胞吞噬，同时最小化对CD47+PD-L1−细胞（如红细胞）的影响，以提高治疗选择性和效果。同样，一种双重靶向融合蛋白IAB有效地结合了CD47和PD-L1，展示了强大的抗肿瘤活性，并在激活先天和适应性免疫对抗肿瘤中发挥了至关重要的作用。这些创新方法强调了双重检查点阻断的潜力，同时靶向CD47和PD-L1，以改善治疗结果，同时减轻与传统抗体相关的毒性。 5.抗VEGF/PD-1和抗VEGF/PD-L1 BsAb VEGF是由低氧肿瘤微环境诱导的，刺激内皮细胞增殖和血管生成。此外，VEGF具有免疫抑制作用，促进免疫抑制细胞的招募并阻碍免疫细胞浸润。将抗血管靶向药物与ICIs结合使用已在多种癌症中显示出协同抗肿瘤效果，突出了双重治疗策略在癌症治疗中同时解决血管生成和免疫反应的潜力。目前，已有多种抗VEGF×PD-1和抗VEGF×PD-L1 BsAbs成功开发用于癌症免疫治疗。 Hassanzadeh等人构建了一种双价抗PD-L1×VEGF纳米抗体，证明了其在体外有效抑制血管生成。此外，针对PD-L1和VEGF的BsAb HB0025是利用mAb-Trap技术开发的。临床前研究表明，HB0025在抑制肿瘤生长方面比单独使用抗PD-L1抗体或VEGFR1D2融合蛋白更有效。而且，Xiong等人开发了一种全人源双特异性单链双抗体（BsDb），靶向VEGF165和PD-1。这种BsDb展示了高度特异性，抑制了VEGF165诱导的人脐静脉内皮细胞中的活动，并增强了T细胞增殖和IFN-γ的产生。在小鼠模型中，BsDb通过抑制血管生成和激活免疫反应，表现出强大的抗肿瘤活性，表明其作为双重靶向BsAb用于癌症治疗的潜力。重要的是，2期临床试验评估了AK112（一种人源化IgG1抗VEGF×PD-1 BsAb）与化疗联合用于晚期NSCLC的疗效和安全性。该研究包括具有不同治疗历史和基因组改变的三个队列。1、2和3队列中确认的客观反应率（ORR）分别为53.5%、68.4%和40.0%。研究结果表明，AK112加铂类药物显示出有希望的抗肿瘤活性和安全性，为晚期NSCLC患者提供了一种潜在的新治疗选择。 6.抗4-1BB×PD-L1 BsAb 4-1BB（CD137）是一种由活化的NK和T细胞表达的诱导性共刺激分子。4-1BB信号，由其在专职抗原呈递细胞（APCs）上的配体相互作用触发，激活了通路，导致增强的细胞因子产生、存活、增殖和免疫记忆。在肿瘤微环境中，4-1BB作为肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）的标志物，通常与PD-1共表达。4-1BB激活在临床前模型中显示出有希望的抗肿瘤反应，4-1BB激动剂抗体与PD-1/PD-L1抑制剂的组合协同增强了抗肿瘤免疫。目前，4-1BB激动剂与抗PD-1治疗的组合使用面临重大挑战，尤其是系统毒性。例如，由于系统激活4-1BB途径导致的剂量依赖性肝炎，一种治疗性CD137激动剂抗体的临床开发被中止。从理论上讲，BsAb技术具有潜力，因为它可能通过PD-L1结合激活4-1BB，从而增强肿瘤特异性T细胞反应。这种方法看起来很有前景，因为PD-1和4-1BB都在肿瘤特异性CD8+CTLs上共表达。 为了通过将4-1BB激动剂与这些抑制剂结合来增强ICIs的治疗效果，已经开发了几种抗4-1BB×PD-L1 BsAbs。MCLA-145被设计为一种IgG1分子，对Fc CH3域进行了特定修改以鼓励重链异二聚体化，并对CH2域进行了修改以防止Fc受体结合。体外实验表明，MCLA-145可以有效地激活T细胞，加强T细胞启动、分化和免疫记忆，并显示出比ICI对照组更好的抗肿瘤活性。重要的是，MCLA-145在非人灵长类动物中显示出没有移植物抗宿主病和最小的不良影响。在机械上，MCLA-145通过结合肿瘤细胞上的PD-L1和T效应细胞上的CD137，促进了“免疫突触”的创建。在这个突触中，T细胞可以在接受增强的TCR信号的同时解除PD-1抑制，并且CD137激活得到加强。随后的研究已经证实，MCLA-145通过PD-L1邻近细胞表达超过5000份PD-L1时有条件地激活CD137信号。这种有条件的激活提供了安全性和有效性的潜在优势。重要的是要注意，即使在最大饱和条件下，MCLA-145也不能在没有邻近细胞表达PD-L1的情况下触发CD137信号。另一种双特异性抗体ABL503，仅在PD-L1的背景下选择性激活4-1BB信号，避免了用抗4-1BB激动剂抗体治疗的患者观察到的剂量依赖性毒性。ABL503在临床前模型中展示了强大的抗肿瘤活性和改善的安全性。 PRS-344/S095012是为了阻断PD-1/PD-L1通路并定位于PD-L1阳性的肿瘤微环境中的4-1BB共刺激而开发的。这种双特异性分子有效地将免疫检查点抑制剂(ICI)与肿瘤微环境中定位的4-1BB介导的免疫刺激相结合，在小鼠模型中展示了比单克隆抗体组合更优越的T细胞刺激和抗肿瘤活性。此外，HK010，一种Fc突变的IgG4抗4-1BB×PD-L1 BsAb，通过同时阻断PD-1/PD-L1信号和刺激4-1BB信号，展现出强大的抗肿瘤效果。HK010在临床前模型中显示出强大的抗肿瘤免疫，诱导持久的抗原特异性免疫记忆，并且耐受性良好，为癌症免疫治疗提供了一个有希望的选择。另外，PM1003是一种针对4-1BB的独特表位的单域抗体，用于构建多特异性抗体，例如抗PD-L1×4-1BB BsAbs，以在肿瘤微环境中定位4-1BB激活，导致PD-L1活性和体内抗肿瘤活性的有效抑制以及最小的毒性。 值得注意的是，在1期临床试验(NCT03917381)中，研究了DuoBody-4-1BB×PD-L1 (GEN1046)，这是一种首创的双特异性免疫治疗剂，在晚期难治性实体瘤患者中的潜力。在临床前模型中，GEN1046在T细胞增殖、细胞因子产生和细胞毒性功能方面展示了比临床批准的抗PD-1/PD-L1药物更优越的效果。正在进行的人体首项研究揭示了可管理的安全性、与其作用机制一致的药效学免疫效应以及早期临床活性，在患者中观察到的疾病控制率为65.6% (40/61)，包括对先前抗PD-1/PD-L1免疫治疗有抗性的患者。GEN1046的鼓舞人心的临床前和临床结果表明其有潜力填补临床空白，为免疫治疗复发或难治性疾病的患者提供治疗选择，使其成为与其他免疫治疗剂联合治疗的有希望的候选者。总之，这些发展共同为癌症免疫治疗提供了增强的疗效和安全性的新策略。 7.抗LAG-3×PD-L1 BsAb LAG-3是激活的T细胞和NK细胞上的已识别跨膜蛋白，传递抑制信号以抑制T细胞增殖。目前正在评估阻断LAG-3和MHC-II相互作用的单克隆抗体的潜在抗肿瘤效果。然而，LAG-3和PD-1在肿瘤中的共表达意味着它们参与了T细胞耗竭。抗PD-1/PD-L1和抗LAG-3抗体的联合给药显示出协同抑制肿瘤生长的能力，在2/3期试验中，relatlimab和nivolumab的联合使用与单独使用nivolumab相比，显著延长了PFS。目前，relatlimab和nivolumab的联合使用已被批准用于晚期黑色素瘤。此外，如ieramilimab（一种抗LAG-3抗体）和spartalizumab（一种抗PD-1抗体）的组合，在包括非小细胞肺癌(NSCLC)、黑色素瘤、肾细胞癌、间皮瘤和三阴性乳腺癌(TNBC)的各种患者群体中展示了持续的积极反应。这些反应在未接受过抗PD-1/L1治疗的患者以及接受过抗PD1/L1治疗的黑色素瘤和肾细胞癌患者中观察到。开发抗LAG-3/PD-L1双特异性抗体的合理性源于在肿瘤中观察到的共表达，表明其在T细胞耗竭中的潜在作用。 IBI323和ABL501是针对LAG-3和PD-L1的有前途的BsAbs，旨在克服在抗PD-1/PD-L1治疗中对晚期肿瘤观察到的有限效果。IBI323不仅保持了其亲本抗体的阻断活性，还引入了一种新的细胞桥接功能。这种创新机制转化为混合白细胞反应中增强的免疫刺激活性和在人源化小鼠模型中更强的抗肿瘤反应，与肿瘤特异性T细胞的增加相关。同样，ABL501是由一种抗LAG-3 IgG4抗体通过(G4S)3连接子链接到PD-L1靶向scFv构建的，具有战略性的S224P氨基酸替换以增强稳定性。它有效地结合其靶标而不引发Fc介导的效应功能，如ADCC和CDC，将其作用集中在检查点阻断上。体外实验表明，ABL501有效地靶向了LAG-3和PD-L1途径，在增强效应T细胞的激活方面优于单独的抗LAG-3和抗PD-L1抗体。ABL501在人源化异种移植模型中展示了引人注目的体内抗肿瘤效果，强调了其潜在的临床意义。对周围血液中的免疫档案的检查突出了在接受了化疗的复发性胆管癌患者中LAG-3+PD-1+记忆CD4+T细胞亚群的增强存在。值得注意的是，这个亚群预示着对ABL501增加的反应性，为其正在进行的人体首项试验(NCT05101109)提供了有价值的支持。在机械上，ABL501促进了DC的成熟和启动T细胞的能力，导致改善的抗原交叉呈递和更强大的CD8+T细胞激活。此外，ABL501直接增加了CD8+T细胞对肿瘤的细胞毒性。其效果取决于LAG-3和PD-L1的同时参与，促进有效的T细胞-肿瘤细胞相互作用。通过作为T细胞引导剂，促进T细胞激活，同时阻断抑制信号，ABL501协调了强大的抗肿瘤免疫反应。 抗LAG-3×PD-L1 BsAb FS118在临床前和临床研究中展现出了有希望的结果，为癌症免疫治疗提供了一种新的方法。在临床前研究中，FS118展示了对LAG-3和PD-L1的高亲和力同时结合，超越了抗LAG-3和抗PD-L1抗体组合的抗肿瘤活性。在同源肿瘤小鼠模型的机制研究中，使用替代的mLAG-3×PD-L1抗体显示了显著的肿瘤生长抑制。值得注意的是，小鼠替代品导致T细胞上LAG-3的丰度降低，而单独抗体的组合增加了LAG-3的表达。此外，替代mLAG-3/PD-L1抗体的结合导致小鼠LAG-3迅速脱落到血液中。在临床研究中，1期试验(NCT03440437)证明了FS118在晚期、抗PD-1/PD-L1耐药癌症患者中的安全性和耐受性。FS118显示了10 mg/kg每周的推荐2期剂量，持续的药效学活性，以及46.5%的总体疾病控制率，特别是在对PD-1/PD-L1靶向治疗获得性耐药的患者中。这项研究支持了对难治性癌症患者FS118的持续研究，突出了其作为有效的双重PD-L1×LAG-3阻断策略的潜力。除了实体瘤，针对LAG-3的BsAbs也在血液肿瘤中展示了有希望的疗效。在1期临床试验NCT03219268中，探索了抗LAG-3×PD-1 BsAb Tebotelimab在实体瘤或血液肿瘤患者中的疗效。值得注意的是，34%的患者显示肿瘤缩小，包括对抗PD-1治疗有抗性的各种癌症类型的积极反应。 8.抗PD-1/CTLA-4 BsAb CTLA-4和PD-1是抑制各种T细胞功能的免疫检查点，它们的激活通过多种机制导致T细胞功能抑制。CTLA-4在激活时诱导，与CD28介导的激活竞争，并从APCs中移除共刺激配体。PD-1在T淋巴细胞表达时，作为抑制剂减少细胞毒性和细胞因子生成。这两个检查点都被肿瘤用于免疫逃逸。阻断CTLA-4或PD-1的抗体在临床前和临床环境中都显示出抗肿瘤活性，并且组合疗法在各种癌症中展示了改善的反应。此外，TME分析揭示了与正常组织相比，肿瘤中PD-1+CTLA-4+细胞的比例更高，支持了针对PD-1+ CTLA-4+细胞的合理性，以选择性地在TME中阻断检查点，同时避免对正常组织的影响。 PD-1/PD-L1轴的系统阻断在癌症免疫治疗中是基础性的，特别是考虑到其临床意义和良好的安全性。因此，一个优越的组合疗法应该确保它保留了PD-1阻断的效果，而不影响其阻断PD-1与其配体相互作用的能力。然而，CTLA-4的系统性抑制带来了更高的不良反应风险。为了降低这些风险，抗PD-1×CTLA-4 BsAb提供了改进的CTLA-4抑制功能，专门针对在TME中共同表达PD-1和CTLA-4的细胞。例如，MGD019是一种先进的BsAb，设计用于同时靶向PD-1和CTLA-4。这种BsAb具有独特的四价结构，使用高亲和力的抗PD-1单克隆抗体，以及具有类似于众所周知的ipilimumab阻断配体特性的抗CTLA-4单克隆抗体。MGD019的构建在Dual-Affinity Re-Targeting平台上，采用2×2对称格式，结合了铰链稳定的IgG4骨架。MGD019的独特结构允许对PD-1进行强大的阻断，并适应性地抑制CTLA-4，专门针对TME。它模仿了其抗PD-1前体体外阻断PD-1的效果，同时调节CTLA-4阻断，使其在表达PD-1和CTLA-4的细胞中最有效。这种特异性确保了TME中CTLA-4的局部抑制，通过避免广泛的Treg耗尽可能提高了安全性。值得注意的是，MGD019阻断PD-1与其配体的相互作用的能力，结合其适应性CTLA-4阻断策略，在晚期实体瘤患者中显示出显著的抗肿瘤活性和可管理的安全性。 此外，MGD019的IgG4 Fc区域赋予了降低的Fc介导的ADCC能力，从而减少了无意中消除活化的T细胞和Treg。Treg耗尽对ipilimumab的治疗效果和安全性的影响仍在考察中，然而，抗CTLA-4抗体的Fc区域诱导这种耗尽的潜力在临床前研究中与有益和有害的结果都有关联。通过避免Treg耗尽，同时在TME中保持有效的CTLA-4阻断，MGD019旨在提高患者安全性并维持CTLA-4拮抗的有益效果。Treg的免疫抑制作用主要涉及CTLA-4介导的T细胞耗竭。因此，MGD019在TME中对CTLA-4的阻断预计将足够强烈，以补偿缺乏Treg耗尽。这种策略，防止Treg减少，并确保在TME中强烈CTLA-4抑制，旨在优化这些免疫检查点在癌症免疫治疗中的关键功能，可能比传统抗体治疗提供增强的治疗益处，同时最小化不良反应。 抗PD-1/CTLA-4 BsAb QL1706在1/1b期研究中对标准治疗无效的晚期实体瘤显示出可管理的安全性。在推荐剂量下的所有患者中，客观反应率为16.9%，反应的中位持续时间为11.7个月。值得注意的是，未接受过免疫治疗的患者，特别是那些患有非小细胞肺癌、鼻咽癌和宫颈癌的患者，显示出有希望的抗肿瘤活性，反应率分别为24.2%、38.7%和28.3%。QL1706目前正在随机2/3期试验中进行进一步的疗效评估。此外，MEDI5752，一种新型单价双特异性抗体，通过选择性抑制PD-1+活化T细胞上的CTLA4来增强PD-1阻断。它减少了所需的剂量，以分泌IL-2，并迅速内化和降解PD-1。MEDI5752偏好肿瘤定位，与抗PD-1和抗CTLA4抗体组合相比，在体内显示出更优越的活性。两名晚期实体瘤患者对MEDI5752治疗显示出强大的部分反应。这代表了癌症免疫治疗的重大进步，通过选择性靶向PD-1+T细胞上的CTLA4提供独特的好处。 Cadonilimab是一种四价双特异性IgG1抗体，具有创新的Fc-null设计，旨在消除Fc介导的效应功能，以考虑安全性和有效性。它展现出与CTLA-4和PD-1抗体组合相当的生物活性。值得注意的是，Cadonilimab在高密度PD-1和CTLA-4环境中显示出更高的结合亲和力，为肿瘤样环境提供了潜在的优势。在1b/2期试验NCT03852251中，探索了Cadonilimab在晚期实体瘤中的疗效。Cadonilimab显示出令人鼓舞的疗效，宫颈癌的客观反应率为32.3%，食管鳞状细胞癌为18.2%，肝细胞癌为16.7%。这些发现强调了Cadonilimab在实现多种晚期实体瘤类型的积极肿瘤反应中的潜在有效性。目前，Cadonilimab已在中国获得批准，用于治疗铂类化疗后的复发或转移性宫颈癌。 9.其他靶向PD-1/PD-L1信号的BsAbs 除了上述的药剂外，其他BsAbs已经开发并在临床试验中进行评估，如抗PD-L1/CD3、抗PD-1/PD-L1和抗TIM-3/PD-L1 BsAbs。例如，针对现有T细胞引导剂的关键挑战，抗PD-L1/CD3 BsAb的发展取得了最新进展。一个值得注意的创新是Protease-Activated PSTAGylated BiTE (PAPB)，它为实体瘤设计。PAPB结合了一个屏蔽多肽域(PSTAG)、一个蛋白酶激活的链接器和一个带有针对PD-L1和CD3的scFvs的BiTE核心。PAPB展示了BiTE核心对PD-L1和CD3的剂量依赖性结合，能够响应TME中的MMP2释放核心，显著延长其血浆半衰期。此外，一种新型基于纳米抗体的抗PD-L1/CD3 BiTE在与PD-L1表达水平相关的黑色素瘤细胞上显示出细胞毒性活性，突显了其在治疗PD-L1过表达黑色素瘤中的潜力。总的来说，这些进展标志着在实体瘤免疫治疗领域提高抗PD-L1/CD3抗体的安全性、作用持续时间和有效性的有希望的步骤。 TIM-3作为癌症免疫学中的一个关键角色，作为免疫反应的负调节器。在癌症中，TIM-3表达特别识别了最功能障碍的CD8+ T细胞亚群，表明它们的耗竭。在临床前癌症模型的研究中，联合阻断TIM-3和PD-1途径在实体瘤和血液肿瘤中显示出显著的疗效。正在进行的临床试验，特别是在实体瘤中，正在探索抗TIM-3与抗PD-1联合使用的潜力，展示了其作为癌症免疫治疗目标的前景。在1期研究NCT03752177中，评估了TIM-3/PD-L1 BsAb LY3415244在晚期实体瘤患者中的安全性和有效性。虽然一些患者显示出有希望的结果，例如PD-1耐药NSCLC患者(-29.6%)接近部分反应，但试验面临挑战。值得注意的是，16.7%的患者经历了临床意义的过敏性输注相关反应。所有患者都发展出治疗出现的抗药物抗体(TE-ADA)，影响了可溶性TIM-3目标参与，并导致研究提前终止。尽管存在这些挑战，患者结果，特别是在PD-1耐药癌症的背景下，突显了LY3415244的潜在临床影响，值得在未来的研究中进一步探索和考虑。 10.结论和展望 针对PD-1/PD-L1轴以及其他免疫调节分子的BsAbs的出现和临床验证标志着癌症免疫治疗领域的一个关键发展。本综述深入探讨了BsAbs领域的创新进展，特别关注了它们在开发、作用机制以及治疗潜力方面对实体瘤管理的贡献。探索如抗TGFβ×PD-L1、抗CD47×PD-L1等BsAbs，突显了扩大抗肿瘤免疫、克服免疫逃逸以及解决单一疗法固有局限性的战略努力。尽管这些药物的治疗前景得到了临床前和新兴临床成功的强调，但将它们最佳整合到癌症护理中的旅程将需要仔细的研究和对细节的关注。 首先，未来的研究必须集中于提高BsAbs的特异性、有效性和安全性。这包括开发下一代BsAbs，具有减少的免疫原性、改善的肿瘤穿透力和定制的药代动力学特性。先进的分子工程技术可以促进设计在肿瘤微环境中选择性积累的BsAbs，最小化系统暴露和相关的毒性。此外，肿瘤微环境的复杂性仍然是免疫疗法有效性的巨大挑战。能够调节抑制性肿瘤微环境、增强抗原呈递、并促进肿瘤内T细胞的浸润和激活的新型BsAbs尤其令人感兴趣。将BsAbs与破坏肿瘤微环境中物理屏障或中和抑制性细胞群体的药物结合起来的策略，可能会产生协同的抗肿瘤效果。此外，识别对BsAb治疗反应的预测性生物标志物至关重要。对肿瘤进行全面的基因组、蛋白质组和免疫学分析可能会揭示预测治疗反应的生物标志物，指导患者选择，并促进个性化治疗方法。这种精准医疗方法将优化治疗结果并降低不良反应的风险。此外，将BsAbs与其他治疗方式相结合，包括化疗、靶向治疗、放疗和其他免疫疗法，有着巨大的前景。基于机制合理和临床前证据的组合策略可以增强抗肿瘤效果，对抗耐药机制，并扩大BsAbs的治疗窗口。 BsAbs在癌症免疫治疗中的探索为我们对抗癌症开辟了新的前沿，承诺增强免疫介导的抗肿瘤反应的精确性、效力和持久性。BsAbs在癌症治疗中的未来预示着一个范式，其中针对多个免疫检查点的协同或将免疫调节与其他治疗策略相结合，可以为全球患者提供持久、有效和更安全的治疗选择。BsAbs在癌症护理中的实质性前景不仅突出了有希望的治疗途径，也强调了我们通过免疫手段共同致力于扭转对抗癌症的潮流。 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。

点击上方的 行舟Drug ▲ 添加关注 孤儿药的研究进展与研发动力探讨 来源 《医药导报》 2024年6月 第43卷第6期 作者 李阳，朱蕾 中国医学科学院基础医学研究所 北京协和医学院基础学院药理系 摘要 罕见病发病率极低，但种类繁多，且大部分疾病病情严重，预后较差，孤儿药缺乏一直是罕见病治疗领域的瓶颈问题。随着基因工程、大数据分析和人工智能等技术手段的进步，基因治疗、抗体疗法、酶替代疗法、药物再利用等已逐步成为孤儿药研发的重点方向。虽然我国罕见病研究起步较晚，但近年来日益受到重视，一系列举措鼓励医药企业积极参与孤儿药研发，并取得快速进步。该文分析孤儿药的研究进展，并探讨开发孤儿药的动力，希望能够助力我国孤儿药的未来研发。 关键词 孤儿药；罕见病；药物研发；研发动力 _ 正文 _ 罕见病是发病率、患病率极低且具有复杂性、病情呈进行性加重的一类疾病[1]。虽然罕见病单病种患病率低，但由于病种多，罕见病患者的绝对数量并不少。据估计，全球罕见病的患病率为3.5%~5.9%，约有患者4亿例[2]，我国约有2000万例[3]，且每年新增患者超过20万例，因此，解决这些患者的治疗问题具有重大意义。罕见病又被称为“孤儿病”，因此预防、诊断和治疗罕见病的药物被称为“孤儿药”。由于罕见病病种多、单病种患者少、疾病类型复杂、目前对其认识有限等因素，使孤儿药的研发难度高、周期长、风险大，孤儿药缺乏一直是罕见病治疗领域的瓶颈问题。迄今为止，全球已经鉴定出7000余种罕见病[4]，其中只有约400种罕见病有治疗药品或治疗措施，这凸显孤儿药研发的紧迫性。笔者在本文分析孤儿药研发的挑战，阐述其进展和源动力，以期为我国孤儿药的研发提供参考和助力。 1 孤儿药研发的挑战和进展 孤儿药研发所面临的困难远远超过常见多发疾病，其挑战包括：疾病的病理生理机制存在较大的基因异质性、疾病发展未得到充分认识、适用人群少、临床试验患者的招募难度大、治疗效果个体差异较大、缺少预后评估指标而难以衡量预后效果等。尽管如此，随着对罕见病关注度的提高以及医学技术手段的发展，孤儿药的研发受到重视，呈增长趋势。罕见病领域已上市药物1644个，在研孤儿药2595个，其中近一半处于临床试验阶段。近年来，基因治疗、抗体疗法、酶替代疗法（enzyme replacement therapy，ERT）和药物再利用等方法已逐步成为孤儿药研发的重点方向。 1.1 基因治疗 基因治疗是指利用载体将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿由于该基因缺陷和异常引起的疾病，从而达到治疗目的。与传统小分子药物相比，基因治疗通过基因层面对疾病进行根治，杜绝长期治疗。根据治疗途径，基因治疗分为体内和体外2种：体内治疗指将带有目的基因的载体直接局部注射递送至体内的过程；体外治疗是将患者自体细胞在体外转入目的基因后回输体内的过程。在具体应用上，基因治疗技术主要分为以病毒为载体的基因递送技术和基因编辑技术2大类。 罕见病的基因治疗药物按照结构可以分为3大类：核酸类、重组病毒类和细胞治疗类，其中核酸类包括反义寡核苷酸（antisense oligonucleotide，ASO）和RNA药物[小干扰RNA（siRNA）]等[5]。80%的罕见病是由遗传变异引起，因此基因治疗技术的迅猛发展开辟罕见病治疗的新方法，成为罕见病治疗的重点研究方向之一。随着病毒载体安全性和有效性的提升以及基因编辑技术的进步，基因治疗已在多种遗传性罕见病中取得突破进展，为患者带来曙光。目前全球有48种基因治疗药物获批上市，其中有27种用于罕见病治疗，大部分利用以病毒为载体的基因递送技术（表1）。 近年来基因编辑技术兴起，主要包括ZFN技术、TALEN技术及CRISPR技术，其中以第3代CRISPR⁃Cas9为代表，其凭借“精确校正突变位点”的优势，弥补传统基因递送技术中病毒载体的包装限制，成为罕见病基因治疗的研究热点。NTLA⁃2001是一种基于CRISPR⁃Cas9基因编辑治疗药物，通过靶向编辑肝细胞转甲状腺素蛋白（transthyretin，TTR）基因治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性（transthyretin amyloidosis，ATTR）[6]，目前处于Ⅰ期临床试验阶段。CTX001则是利用CRISPR⁃Cas9技术编辑自体CD34+细胞BCL11A基因，重新激活血红蛋白产生从而治疗镰刀型红细胞贫血和β⁃地中海贫血[7]，目前处于Ⅲ期临床试验阶段。另外，将CRISPR⁃Cas9技术与腺相关病毒（adeno⁃associated virus，AAV）载体联用矫正PAHENU2基因可以改善苯丙酮尿症小鼠症状[8]，这为未来罕见病体内基因治疗研究提供新思路。 虽然基因治疗已在罕见病治疗中取得突破，但仍存在较大的改进空间。如基因治疗需要载体的介入，其作为外来物，可能会引起免疫排斥反应，同时使用免疫调节药物可减轻[9]，且病毒载体本身具有一定感染能力，需要找寻更安全的可利用载体[10]。向导RNA（gRNA）识别范围受限、目的基因导入同时可能会带来因基因随机插入诱变的风险、还会出现病毒的非靶向扩散问题。为此不少研究现致力于解决这些问题，包括提高同源性定向修复（non homologous end joining，NHEJ）效率，产生更精确的基因组编辑[11]；改进CRISPR⁃Cas9基因编辑技术，提高原间隔区相邻基序（PAM）对SpCas9切割位点的应用范围[12]；设计较之前有更好的稳定性、特异性及安全性的单链引导RNA（sgRNA）[13]；为减少sgRNA与脱靶位点的结合，在sgRNA的5’末端添加发夹结构形成hp⁃sgRNA二级结构，增加稳定性以及提高核酸酶的特异性[14]。此外，在基因治疗研究过程中通常采用动物模型进行实验，如何将靶基因体内表达量维持在有效治疗水平需要深入研究。基因治疗操作手段引发的伦理问题需要重视，高昂的治疗费用也需要解决。 1.2 单克隆抗体 单克隆抗体药物具有选择性靶向分子和调节信号的功能，现已应用于罕见病治疗领域。依库珠单抗（eculizumab）作为一种靶向补体终末蛋白C5的单克隆抗体，被美国食品药品管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准用于治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿[15]，此后又获批用于非典型溶血性尿毒症综合征和重症肌无力[15]。依帕伐单抗（emapalumab）是一种针对干扰素⁃γ的人源性单抗，是美国FDA批准的第一种治疗原发性噬血细胞淋巴组织细胞增多症的药物[16]。萨特利珠单抗（satralizumab）是一种人源化的单克隆抗体，作为白细胞介素⁃6（interleukin6，IL⁃6）受体拮抗剂被批准用于治疗视神经脊髓炎谱系障碍[17]。X连锁低磷性佝偻病（X⁃Linked Hypophosphatemia，XLH）是一种罕见的代谢性骨病，布罗索尤单抗（burosumab）可以直接中和体内过高的成纤维细胞生长因子23改善XLH相关的磷酸盐代谢，已被批准用于治疗≥1岁XLH[18]。奥法妥木单抗（ofatumumab）作为一种针对CD20的全人源免疫球蛋白IgG1单克隆抗体（IgG1MAb），被批准用于治疗复发性多发性硬化症[19]。 单克隆抗体治疗的一个关键优势是其具有高度特异性，降低小分子药物常见的脱靶毒性风险，另外，其在体内稳定性较高，允许长时间间隔给药。但由于分子尺寸较大，限制组织和细胞渗透，无法靶向到达理想部位，此外抗体类药物需要注射，可能会产生局部不良反应。纳米药物具有相对分子量小、稳定性强、亲和力高、免疫原性低及组织穿透性好等特点，弥补了传统抗体药物的缺点。卡拉西单抗（caplacizumab）为靶向血管性血友病因子的纳米抗体治疗剂，于2018年在欧盟和美国获批用于治疗获得性血栓性血小板减少性紫癜[20]，为孤儿药研发带来新的突破。 1.3 ERT ERT是指通过外源性补充活性酶以治疗遗传性基因缺陷导致的酶缺失或酶缺乏所引起的罕见先天性代谢异常疾病，如溶酶体贮积症（lysosomal storage disorders，LSDs），由于编码溶酶体功能相关的水解酶或蛋白基因突变，使生物大分子不能被溶酶体正常降解而在细胞中贮积，引起细胞功能障碍，可累及多器官、多系统。ERT是治疗LSD的常规疗法，迄今美国FDA已批准19种ERT用于LSD治疗[21]（表2），我国目前已批准阿加糖酶α和阿加糖酶β治疗法布雷病，阿糖苷酶α和注射用艾夫糖苷酶α治疗庞贝氏症，依洛硫酸酯酶α、拉罗尼酶浓溶液和艾度硫酸酯酶β治疗黏多糖贮积症，伊米苷酶和注射用维拉西酶α治疗戈谢病。 ERT对已发生不可逆器官损伤的患者无效，因此应尽早开始治疗，此外，治疗血供较少组织器官病变时，需加大剂量。不同类型LSDs以及不同人群所需ERT的剂量亦具有差异性，例如治疗法布雷病、黏多糖贮积症和戈谢病的ERT剂量约为1mg·kg⁃1，而庞贝氏症则为20~40mg·kg⁃1。血脑屏障的存在限制有神经系统症状患者的给药途径，有研究发现鞘内注射ERT对I型粘多糖贮积病所致中枢神经系统病变具有较好疗效[22]，这为ERT给药途径开辟新思路。此外，随着治疗时间的延长，使用ERT的患者可能会因为对外源性酶产生免疫反应导致疗效下降，这也是临床亟需解决的问题。 1.4 药物再利用 药物再利用指对已经上市，或正在开发、开发停止的药物进行相关研究，转而用于新的治疗用途的研发策略[23]。再利用的药物大多已被证明对人体较安全，有部分已进入Ⅱ期或Ⅲ期临床试验[24]，理论上来讲这些药物可以直接进行临床试验来验证是否对其他适应证有效。相较于开发全新药物而言，药物再利用可以很大程度上节约时间和成本并降低研发风险，从而提高孤儿药的研发效率。 目前再利用药物来自于实验室发现、临床使用中监测到的药物效果或回顾性临床分析发现[25]。如终止妊娠药物米非司酮可用于治疗罕见病库欣综合征[26]；治疗勃起功能障碍的5型磷酸二酯酶抑制剂西地那非可用于治疗罕见病特发性肺动脉高压[27]；IL⁃1β、IL⁃6和TNF⁃α拮抗剂被用于一些罕见性自身炎症性疾病的治疗，如冷炎素相关周期性综合征、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白（NOD-like receptors family pyrin clormain cintaining 12，NLRP12）相关自身炎症性疾病、家族性地中海热和Blau综合征等[28]。 药物再利用亦需不菲经费支持临床试验开展以证实其对罕见病适应证的有效性，且视不同情况需重新评估安全性，申请知识产权也会延迟临床评估，这些因素影响医药企业对药物再利用的投入。研究者、医院、医药企业、政府以及其他罕见病研究机构应一起努力开发用于罕见病药物再利用的平台，共享相关数据以期解决上述问题。此外，调整临床试验只针对单一适应证的策略可加快再利用药物的研发。 文章内容由凡默谷小编查阅文献选取，排版与编辑为原创。如转载，请尊重劳动成果，注明【来源：凡默谷公众号】。 2 开发孤儿药的源动力 2.1 资源整合和数据保护 我国拥有较多的罕见病患者人群和丰富的研究资源，但与发达国家相比，科研资源分散、能力薄弱、信息交流和共享少，资源优势没有转化为研究优势，阻碍孤儿药研发进展。针对上述问题，我国借鉴其他国家经验，逐渐采取相应调整措施，“十二五”期间启动首个针对罕见病调查的研究项目———中国罕见疾病防治研究与示范，“十三五”期间建立国家罕见病注册系统（National Rare Diseases Registry System of China，NRDRS）及队列研究项目，将罕见病患者资源和专家资源整合在一个平台，以克服罕见病患者分散及资源无法共享等问题，并结合精准医学思路，为罕见病发病机制研究、孤儿药的研发及临床试验提供便捷。截至2023年1月，NRDRS已经覆盖全国29个省、自治区和直辖市的104家协作单位，建立193个研究队列，完成69900例罕见病患者的注册登记工作，初步完成中国罕见病临床数据库和生物样本库的建设[29]，对罕见病和孤儿药的研究具有重大意义。2019年，美国FDA启动“罕见病治疗加速器（rare disease cures accelerator，RDCA）”计划，并着手研发RDCA数据和分析平台（data and analytics platform，DAP）[30]。该平台将建立一个集成的数据库和分析中心，打破数据孤岛，接收、保护各种来源的罕见病数据，并为临床试验设计、重点选择和药物开发的其他重要考虑因素提供信息，促进孤儿药开发，这对我国孤儿药研发具有借鉴意义。 药品试验数据保护制度的建立和完善，可有效保障研发企业权益，激发企业的研发动力。2017年，原国家食品药品监督管理总局颁布《关于鼓励药品医疗器械创新保护创新者权益的相关政策（征求意见稿）》，对既属于创新药又属于罕见病用药、儿童专用药，给予10年数据保护期（普通创新药为6年数据保护期）；属于改良型新药的罕见病用药给予3年数据保护期，完善孤儿药试验数据的保护制度。同年，中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于深化审评审批制度改革鼓励药品医疗器械创新的意见》明确提出对罕见病治疗药品注册申请人提交的自行取得且未披露的试验数据和其他数据，给予一定的数据保护期。 2.2 国家激励政策 自1983年美国颁布《孤儿药法案》后，新加坡、日本、澳大利亚和欧盟等均相继出台并实施了罕见病及其用药的相关法律和支持政策。我国也紧跟国际步伐，自2016年12月发布《关于“支持和鼓励中国孤儿药发展”建议的答复（摘要）》后，围绕加速审评审批、减免临床试验申请、加长市场独占期和税费优惠等方面颁布一系列激励政策和指导法规（图1），以鼓励创新和加快孤儿药进口等方式，加速孤儿药在我国上市。 图1 近年我国激励孤儿药研发的部分重要政策 Fig.1 Some of China＇s important policies to stimulate orphan drug research and development in recent years 在孤儿药审评时限上，2020年新修订的《药品注册管理办法》明确将具有明显临床价值的防治罕见病的创新药和改良型新药纳入到优先审评审批程序，对于临床急需的境外已上市境内未上市的罕见病药品在70d内审结。2023年发布的《药审中心加快创新药上市许可申请审评工作规范（试行）》中指出要加速治疗罕见病创新药的审评。在我国陆续发布的3批次临床急需境外新药名单的73个品种中，孤儿药达37个，目前已有21个获批上市，平均获批时长368d。此外，还有多款名单外的孤儿药获批上市。国家政策的支持也为孤儿药市场带来可观的利润。据丁香园Insight数据库在2022年发布的《罕见病综合报告》中显示，预计孤儿药全球市场在2025年可达到1100亿美元，我国市场可达到约300亿人民币。 2.3 增加研发投入 美国、欧盟和日本在国家层面上设有专门的研究项目对孤儿药研发进行资助，为孤儿药研制企业提供研究基金和开发补助，在一定程度上减轻研发负担[31]。我国国家自然科学基金委员会于2016年设立罕见病专项项目，鼓励广大科研人员积极开展罕见病相关研究。在2012—2021年期间，共有784个项目获得资助，涵盖121种罕见病中的78种，累计总资金达5336万美元。支持我国孤儿药研发的另一项重要基金是科技部“重大新药创制”科技重大专项，实施期限为2008—2020年。该专项已向14个罕见病项目提供102万美元资助，包括血友病、重症肌无力、多发性硬化、特发性肺纤维化和肌萎缩侧索硬化等，已取得明显进展。如治疗特发性肺纤维化的吡非尼酮胶囊、治疗血友病的人凝血酶原复合物注射液以及人凝血因子Ⅷ注射液（冻干）等均获得新药证书，填补国内市场空白[32]。 2.4 技术进步 新型诊疗技术的进步给罕见病治疗带来新的机遇。基因工程技术的高速发展将促使基因治疗、单克隆抗体、ERT等罕见病治疗技术日益成熟。此外，计算机大数据的应用提高新药发现和设计的时效性，尤其是人工智能（artificial intelligence，AI），大大促进药物开发。近年来，研究人员逐渐将其应用于罕见病领域，优化诊断与管理，快速有效地收集、分析和表征信息，现已成功用于基础研究、诊断、药物发现和临床试验。LEE等[33]利用AI研发计算框架URSA HD（unveiling RNA sample annotation for human diseases），通过整合大量复杂疾病的临床基因表达谱和分子特征信息，在不依赖于疾病生物标志物或已知药物靶点的先验知识的情况下，为罕见病研究提供数据以促进罕见病药物再利用的发现。根据常见/可治疗和罕见/不可治愈疾病之间的标志性过程和机制相似性，URSA HD预测顺铂、依托泊苷、美法仑、维A酸和长春新碱等化疗药物可用于难治性贫血伴原始细胞增多（refractory anemia with excess blasts，RAEB），铁螯合剂、造血兴奋剂和抗氧化剂（如去铁酮、白藜芦醇和芒果苷）可作为治疗铁粒幼红细胞性贫血（sideroblastic anemia，SA）的候选物。基于研究已验证化疗药物对RAEB的有效性[34]以及铁螯合剂对SA的有效性[35]，URSA HD即使仍有很大的改进空间，但可以充当药物发现的驱动器。 3 总结和展望 孤儿药研发是全球医药行业面临的共同难题和研究热点。新型研究技术的发展改变了疾病的治疗格局，给罕见病患者带来了曙光。从传统的小分子药物到单克隆抗体、基因治疗、ERT和药物再利用，使小部分罕见病的治疗有了突破，但还有大量罕见病处于无药可治的困境，孤儿药仍具有广阔的发展前景。 尽管我国孤儿药研发仍落后于发达国家，但从资源整合到数据保护、从政策支撑到法律保障、从投入增加到技术进步，均有显著提升并取得一些进展。近年来，我国获批上市的孤儿药数量和种类逐年增加，越来越多的临床前研究和临床试验正在启动，孤儿药优先审评审批加快，更多的国内药企布局孤儿药创新领域。据《2023年中国罕见病行业趋势观察报告》显示，截至2023年2月份国内有81种孤儿药正处于临床试验及上市申请阶段，其中46种为本土自主研发。 总之，孤儿药的研发有着巨大潜力和未来，我国罕见病及其药物研究必将进入新的时代，并在满足全球罕见病患者的医疗需求方面贡献重要作用。 参考文献 详见《医药导报》 2024年6月 第43卷第6期 文章信息源于公众号凡默谷，登载该文章目的为更广泛的传递行业信息，不代表赞同其观点或对其真实性负责。文章版权归原作者及原出处所有，文章内容仅供参考。本网拥有对此声明的最终解释权，若无意侵犯版权，请联系小编删除。 学如逆水行舟，不进则退； 心似平原走马，易放难收。 行舟Drug 每日更新 欢迎订阅+ 医药大数据|行业动态|政策解读