Nature Cancer:iNKT细胞疗法“新兵”——双特异性抗体

2020-11-21 医药魔方 医药魔方

恒定自然杀伤T细胞(Invariant natural killer T cells, iNKT cells)是一种先天样CD1d限制性T细胞,表达恒定T细胞受体(iTCR),在胸腺中经历了一种独特的

恒定自然杀伤T细胞(Invariant natural killer T cells, iNKT cells)是一种先天样CD1d限制性T细胞,表达恒定T细胞受体(iTCR),在胸腺中经历了一种独特的分化程序,获得了NK样特性,包括具有强大的细胞毒性,可快速分泌细胞因子,可有效转运到组织中等。与NK细胞不同的是,NKT细胞的靶点识别受到CD1d限制(NKT细胞与由CD1d递呈的糖脂相互作用),类似于T细胞识别靶点受HLA限制。在一些类型的肿瘤中,iNKT细胞在原发性肿瘤中的存在与良好的预后相关。大量研究显示,iNKT细胞具有用于癌症免疫治疗的潜能。

近日,在发表于Nature Cancer杂志上的一篇论文中,一个国际研究小组报道一种可稳定iTCR–CD1d复合物相互作用的单链双特异性抗体——VHH1D12。研究显示,VHH1D12可有效刺激iNKT细胞,从而产生强大的抗肿瘤免疫反应。 事实上,基于iNKT细胞的疗法已经在一些癌症中显示出了安全性和有前景的临床活性,这大大提升了研究者们通过靶向CD1d限制性iNKT细胞进行癌症治疗的热情。

图1 iNKT细胞相关的疗法 | a)使用CD1d特异性的外源性(Exog)脂质抗原和衍生物来激活iNKT细胞应答;b) 自体iNKT细胞治疗,即在体外扩增宿主的iNKT细胞群,再重新输注给患者用于治疗, iNKT细胞通过识别内源性(Endog)配体介导细胞杀伤;c)同种异体iNKT疗法,可通过改造使iNKT细胞表达嵌合抗原受体(CAR)或重组TCR (rTCR),获得识别肿瘤相关抗原(TAA)的能力;d)一种特异性靶向iNKT细胞特异性iTCR Vα24-Jα18区的抗体,依赖于Fc的类型,可导致iNKT细胞耗竭或激活;e)一种新型双功能基于骆驼的单链抗体VHH1D12,该抗体能够稳定iTCR-CD1d相互作用,导致iNKT细胞介导的抗肿瘤反应。(来源:Nature Cancer)

在临床试验中调查iNKT细胞抗癌潜力的早期尝试利用了由CD1d递呈给iNKT细胞的高度特异性天然糖脂配体α-galactosylceramide (α-GalCer)(图1a)。这种基于糖脂的疗法可刺激1型辅助iNKT细胞反应(抗病原体、抗肿瘤和促炎)和2型辅助iNKT细胞反应(抗体诱导和免疫调节),因此引发了广泛的免疫反应。然而,尽管通过静脉注射大剂量α-GalCer对iNKT细胞产生了免疫刺激作用,但这类疗法在I期临床试验中诱导的抗肿瘤反应极小。之后,研究者们改变了递送策略,转而利用单核细胞来源的树突状细胞(DCs)来负载α-GalCer。尽管这种改变导致了客观缓解,但α-GalCer及其衍生物在体内寿命短且非常难溶,这使得它们的配制很有挑战性。此外,自体负载α-GalCer的DC疗法实际上复杂、耗时和昂贵。

如图1b所示,一些基于iNKT细胞的自体疗法也已进入I期临床试验,且显示出了安全性和相对的临床疗效。同时,同种异体iNKT细胞疗法也在向临床开发阶段迈进(图1c)。

其他调节iNKT细胞功能的治疗方法是基于免疫调节抗体。如图1d所示,一种iTCR靶向抗体已经在I期临床试验中接受了测试。此外,在过去的25年中,科学家们开发了多种CD1d特异性单克隆抗体(mAbs),这些单克隆抗体传统上被视为iNKT细胞阻断剂,因为其中许多抗体阻断iNKT细胞与CD1d+细胞的相互作用。

图2 CD1d特异性VHH1D12激活I 型NKT细胞(来源:Nature Cancer)

在最新发表于Nature Cancer上的这项研究中,Roeland Lameris等描述了一种偶然发现的、独特的、iNKT细胞激动性双功能抗体的结构基础。该抗体克隆(1D12)来自缺乏单抗Fc片段链的CD1d特异性基于骆驼的单链抗体(也被称为“nanobodies”或“VHHs”)集合。筛选出的纳米抗体VHH1D12之所以显示独特的激动剂活性,是基于其能在相应的脂质抗原存在的情况下与CD1d和iNKT细胞TCR 同时结合,从而稳定CD1d-脂质-iTCR三元复合物(图1e)。

图3 VHH1D12可稳定CD1d-I型 NKT TCR相互作用(来源:Nature Cancer)

研究显示,VHH1D12结合到CD1d胞外域的一侧,同时与iTCR的α链相互作用,形成了一个独特的桥接,稳定了CD1d–α-GalCer–iTCR的互相作用。这种独特的特性可能是由于骆驼抗体的小尺寸,使其更容易接触到三元复合物的界面。 值得一提的是,iTCR显示出对CD1d和α-GalCer异常高的亲和力,这样即使是适度水平的α-GalCer及其结构类似物也能充分激活iNKT细胞。有趣的是,这项新研究证明,VHH1D12不仅增强了CD1d–α-GalCer–iCTR相互作用,还增强了CD1d递呈内源性糖脂的低亲和力相互作用。这一功能导致了更强的iNKT细胞介导的抗肿瘤免疫应答。VHH1D12被证明在不额外添加外源性高亲和力脂质的情况下也能增强iNKT细胞介导的抗肿瘤保护。

图4 VHH1D12可诱导I型 NKT 细胞的抗肿瘤活性,改善MM模型中动物的生存(来源:Nature Cancer)

此外,需要指出的是,VHH1D12还展现出了对拮抗iNKT细胞功能的其它NKT细胞非恒定CD1d限制性TCRs的抑制活性。这意味着,VHH1D12在激活iNKT细胞的同时,还能阻断其它NKT细胞的激活,从而增强iNKT细胞触发的特异性抗肿瘤反应。 Nature Cancer配发的一篇评论文章指出,总的来说,Lameris等人的工作为VHH1D12的治疗潜力提供了令人信服的证据,并为目前正在开发的iNKT细胞相关疗法增加了一个有价值的新成员。不过,根据目前的纳米抗体和双特异性单抗(bi-specific mAbs)临床开发经验,与传统单克隆抗体相比,双功能iNKT细胞激动剂VHH1D12体内寿命可能相对较短,因此,后续无疑需要仔细研究这类抗体的体内药效学特性。

原始出处:

Roeland Lameris et al. A single-domain bispecific antibody targeting CD1d and the NKT T-cell receptor induces a potent antitumor response. Nature Cancer(2020).



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  1. 2020-11-23 1209e435m98(暂无昵称)

    学习了,谢谢分享

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  2. 2020-11-22 神盾医疗局局长Jack

    后续无疑需要仔细研究这类抗体的体内药效学特性

    0

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