年度综述：靶向实体瘤的双特异性T细胞连接器免疫疗法

T细胞连接器（T cell engager，TCE）是一类双特异性抗体，能够同时靶向并结合肿瘤细胞和T细胞，从而激活T细胞并介导其杀伤肿瘤细胞。TCEs具有强大的潜在治疗价值，其应用范围已扩展到血液系统恶性肿瘤以及部分实体瘤。本文的观点主要来自于Amgen 研发人员发表于Annual Review of Cancer Biology的综述《Targeting Solid Tumors with Bispecific T Cell Engager Immune Therapy》。综述中简要介绍了 blinatumomab 的发展历程，总结了 TCEs 在治疗血液系统恶性肿瘤方面的经验，并重点阐述了TCEs 在实体瘤临床试验中的结果。此外，还探讨了提高 TCEs 在实体瘤治疗中疗效和安全性的方法。

免疫检查点抑制剂是成功恢复耗竭T细胞抗肿瘤活性的免疫疗法之一。由于这些疗法仅能使一部分患者受益，因此还需要其它治疗方法。例如CAR-T细胞疗法，但CAR-T细胞制备的成功依赖于T细胞的及时采集和体外培养，这使得整个过程耗时较长，对于患有严重恶性肿瘤的患者来说可能并不适用。TCEs能将T细胞定向引至癌细胞并通过T细胞介导的针对癌细胞的杀伤、T细胞增殖以及细胞因子释放杀死癌细胞。（图1）显示了TCE的作用机制。

TCE治疗血液系统恶性肿瘤中重要的观察结果与经验教训

首个获得FDA批准的TCE的双特异性的抗体是blinatumomab。用于治疗复发或难治性B细胞前体急性淋巴细胞白血病（B-ALL）。blinatumomab由两个单链可变区组成，分别识别肿瘤细胞的上的CD19和T细胞上的CD3，其半衰期约为2小时，需要通过持续静脉输注给药以维持有效的药物暴露。临床实验结果表明blinatumomab显示出78%的完全缓解率。其副作用有神经毒性和细胞因子释放综合征，大约65%的患者出现了神经系统相关毒性。神经系统相关事件的严重程度为1级至2级，表现为头痛或震颤，这些症状在最初的两周内出现，随后会自行缓解。神经毒性的潜在机制可能是活化的T细胞迁移到脑内，激活的T细胞与表达CD19的血脑屏障相关细胞的直接相互作用导致随后出现B细胞依赖性细胞因子释放。细胞因子释放综合征是一种全身性炎症状态，可引发从轻微发热或皮疹到更为严重的诸如血管渗漏或多器官衰竭等一系列症状。在接受blinatumomab治疗的患者中，有15%的患者观察到细胞因子释放综合征。可能的机理是由活化的T细胞释放TNF-α和INF-γ 所引发，随后这些因子会刺激其它免疫细胞释放IL-6等因子。细胞因子释放综合征在blinatumomab首个治疗周期内最为常见，且在首次给药后症状最为严重。后续的治疗周期通常引发较少的细胞因子释放。预防细胞因子释放综合征的方法主要有预防性使用皮质类固醇以及阶梯式给药。在非霍奇金淋巴瘤（NHL）中，blinatumomab展现出了清除淋巴结和肝脏中靶细胞的能力，这表明TCE能够穿透实体组织并激活其中的T细胞。类似抗体结构的TCE其血清半衰期达数天，静脉给药会有较高的Cmax，而较高的Cmax与CRS释放相关。皮下给药可使TCE从注射部位缓慢吸收，有较低的Cmax。所以皮下给药具有更好的安全性和便利性。在血液系统恶性肿瘤中，有几个因素与TCE疗效的增强相关，包括 TCE暴露量增加、肿瘤相关抗原（TAA）表达以及T细胞数量和活性状态良好。要想在实体瘤中成功应用 TCE就需要考虑这些因素，同时还要应对实体瘤可及性、缺乏肿瘤特异性肿瘤相关抗原、T细胞浸润以及肿瘤微环境中的免疫抑制等额外挑战。

卡妥索单抗被欧洲药品管理局批准用于治疗上皮癌所致的恶性腹水。卡妥索单抗会导致胃肠道及肝脏的不良反应。双特异性TCE分子索利妥单抗（靶向EpCAM）的临床研究结果显示，在54名患者中有17名出现了部分缓解以及病情稳定的情况。剂量限制性毒性主要有腹泻以及肝酶水平升高。由于接受剂量大于3.2 毫克治疗的患者体内都产生了抗药抗体，所以靶向癌胚抗原（CEA）的双特异性TCE分子(AMG 211) 的研发工作被终止了。针对以下靶点的TCEs的研发进展缓慢，涉及到的靶点有人表皮生长因子受体2（HER2）、钙黏蛋白3（CDH3）、磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（GPC3）、表皮生长因子受体变异体III（EGFRvIII）以及B7-H3。目前正在实体瘤中开展几项临床研究中涉及到的靶点有前列腺特异性膜抗原（PSMA）、Notch 通路成员δ样配体 3（DLL3）、癌胚抗原（CEA）、生长抑素受体2（SSTR2）以及黑色素瘤相关抗原糖蛋白 100（gp100）。帕索妥昔单抗（Pasotuxizumab）是一种靶向前列腺特异性膜抗原（PSMA）的双特异性 TCE。在通过持续静脉输注剂量≥20µg /天治疗的9名前列腺癌患者中，有3名患者的前列腺特异性抗原（PSA）下降了 50% 或出现了更好的疗效反应。TCE分子AMG 160具有较长的半衰期，在不同剂量水平下使34.3%（35 名患者中有 12 名）的患者出现前列腺特异性抗原下降50%或更好的疗效反应，13.3%（15 名患者中有 2 名）的患者达到实体瘤疗效评价标准中的部分缓解。另一种靶向前列腺特异性膜抗原（PSMA）的TCE（HPN424）在不同剂量水平（1.3 至 120 ng / kg）下也显示出前列腺特异性抗原（PSA）下降的情况（44名患者中有8名出现了前列腺特异性抗原下降 50% 的反应），但有CRS产生。AMG 757是一种半衰期延长型的双特异性TCE分子，其靶向DLL3，适应症是小细胞肺癌（SCLC）。该分子在目标剂量≥0.3 mg时展现出治疗效果，并且具有一定的安全性。在神经内分泌肿瘤中，抗生长抑素受体 2（SSTR2）的度妥单抗（XmAb®18087）在不同剂量水平（0.1 至 1.0 µg /kg）有43%的疾病控制率，但会出现恶心、呕吐等剂量限制性毒性。替本福司是一种与抗CD3结合增强的T细胞受体（TCR），能够识别由人类白细胞抗原呈递的来自gp100的一种肽段。在127名转移性葡萄膜黑色素瘤患者进行的一项 II 期临床研究中，它产生了 5% 的客观缓解率，并且有 44% 的患者出现了靶病灶缩小的情况。

TCE治疗实体瘤所呈现出的安全性挑战

TCEs在治疗实体瘤方面相关的安全性挑战包括细胞因子释放综合征（CRS）以及对正常的、表达相关抗原的组织造成损伤。其CRS的发生率（19%- 91%）通常高于 blinatumomab 的发生率（7%-15%），不过总体而言，CRS仍是可控且可逆的。在血液系统恶性肿瘤中所采用的预防性方法能够减轻CRS，但皮质类固醇会抑制T细胞反应，因此可能会影响药物治疗的效果。而分步给药虽然也能减轻CRS，但是延迟目标剂量的施用不利于病情的控制。与细胞因子释放相关的两个因素主要有与CD3 的亲和力常数，还有肿瘤抗原的表达情况。因此在设计TCE双抗时要考虑这两方面的因素。对于那些靶向在肿瘤组织和正常组织中均有表达的抗原的TCE来说，对表达相关抗原的正常组织造成损伤（on-target off-tumor）是一个很重要的安全性问题。

图2是各种双特异性TCE结构示例，如图顶部是一种典型的TCE，包含一个 Fc 结构域和两个独特的 Fab 结构域。a - c由于没有Fc属于短半衰期的TCE 结构。d – t具有Fc的结构，属于长半衰期的TCE。u – z为条件性激活的TCE 结构。TCEs的条件性激活是一个新兴领域，T细胞衔接器以无活性的形式给药，然后会在肿瘤部位因肿瘤表达的蛋白酶、不同的酸碱度或代谢物的存在而被激活。主要的形式有前体三元复合物靶向嵌合体（ProTriTAC）形式、条件性双特异性重定向激活（COBRA）形式，以及 XTEN 修饰的蛋白酶激活型T细胞衔接器。T细胞衔接器（TCEs）的条件性激活也可通过要求结合两种肿瘤相关抗原（TAAs）来实现其活性。或者通过蛋白酶掩蔽与双重肿瘤相关抗原结合相结合的方式来实现。

增强TCE介导的 T 细胞活化

T细胞的活化、扩增和分化受三种主要信号调控：T 细胞受体（TCR）结合（信号 1），以及来自共刺激受体的信号（信号 2）和细胞因子的信号（信号 3）（图 3）。当肿瘤特异性T细胞被激活并开始增殖时，它们会表达其受它体，如4-1BB、可诱导共刺激分子（ICOS）和 OX40，这些受体在肿瘤部位能进一步促进T细胞增殖和存活。细胞因子IL-2、IL-7、IL-12和IL-15与抗肿瘤反应密切相关。许多这些共刺激信号和细胞因子信号通常在T细胞与抗原呈递细胞（APCs）相互作用时传递，APC在肿瘤病灶内捕获、加工肿瘤抗原，并通过MHC分子呈递这些抗原。TCE诱导的抗肿瘤T细胞反应与MHC分子呈递的内源性肿瘤抗原所产生的反应存在根本差异。在分子层面，信号1通常由TCR与MHC 复合物之间的低亲和力相互作用传递，这其中包括CD4或 CD8共受体的募集。TCE介导的TCR交联是在没有共受体参与的情况下，通过与CD3的相对高亲和力结合来实现的。因此，TCE与TCR的结合可能会导致TCR信号在性质上产生差异，进而影响T细胞扩增和效应分化。除了信号1在分子层面的差异，与TCE结合的T细胞可能无法获得专职 APCs 提供的相同共刺激信号或细胞因子信号。这些信号的缺失可能会使T细胞失活，对T细胞反应产生负面影响。在小鼠模型中，在TCE与4-1BB 激动剂连用可显著增强肿瘤相关CD8+T细胞的增殖和扩增，并抑制肿瘤生长。并且这种联合疗法可能优于TCE 与PD-1或CTLA-4阻断剂的联合使用。

提高肿瘤内 T 细胞密度

鉴于CD8+T 细胞在抗肿瘤免疫中发挥关键作用，已有研究表明，在多种实体瘤类型中，实体瘤内CD8+T 细胞的密度与预后呈正相关，并且可作为抗PD (L)- 1疗法疗效的预测生物标志物。由于TCE的活性需要 T 细胞和肿瘤细胞同时存在，肿瘤中效应 T 细胞的起始密度，以及TCE从循环系统中诱导T细胞扩增或募集的能力，可能是决定TCE在实体瘤中疗效的关键因素。TCE活性与初始T细胞密度之间存在相关性。与4-1BB激动剂连用可显著增加肿瘤相关T细胞的增殖和扩增，即使在初始T细胞浸润极低、对免疫检查点抑制剂无反应的肿瘤模型中，也能导致肿瘤显著消退。

克服免疫抑制性肿瘤微环境

实体瘤的肿瘤微环境（TME）包含肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞等复杂细胞群体，这些细胞群体可通过多种途径抑制抗肿瘤T细胞反应（图4b、c）。由于双特异性 TCE通过直接激活肿瘤相关T细胞发挥作用，TME中存在的许多抑制机制有可能对TCE的疗效产生负面影响。程序性死亡受体1（PD - 1）在抗肿瘤T细胞反应的调节中起主导作用，可能直接抑制TCE介导的T细胞活化。PD-1阻断剂可增强TCE介导的肿瘤细胞杀伤效力，靶向癌胚抗原（CEA）的TCE 与PD-L1阻断剂联合使用的结果显示，与仅接受TCE单一疗法的患者相比，联合疗法治疗的患者缓解率更高。在实体瘤的TME中发现多种细胞类型，它们发挥着抑制T细胞募集、活化和细胞溶解活性的作用（图 4c）。在一个含有较多Tregs的小鼠模型中，我们发现耗尽所有CD4+T细胞（这会同时消除CD4+效应T细胞和Tregs）能够显著提高TCE的疗效。推测这是由于消除了Tregs对CD8+T细胞的抑制作用。在急性淋巴细胞白血病（ALL）患者中，循环Tregs频率越高，博纳吐单抗的活性越低。

虽然已有几种TCE分子在多种血液系统恶性肿瘤中显示出疗效，但TCE在实体瘤环境中活性的概念验证直到最近才出现。为了成功地将TCE应用于实体瘤，研究人员需要克服几个障碍，首先要确定肿瘤特异性抗原，或者通过TCE工程改造，使TCE能够特异性结合在正常组织上也有表达的肿瘤相关抗原（TAA）。随后，需要优化TCE的形式、结合能力和效价特性，以平衡安全性与活性。为了在实体瘤中发挥最佳活性，TCE可能需要与支持T细胞增殖和存活的药物，或能与抗免疫抑制性肿瘤微环境的药物联用。对肿瘤样本在TCE 治疗前后进行进一步表征，将肿瘤和免疫细胞成分与疗效相关联，这将为了解耐药机制提供信息，并确定哪些联合用药最为有益。新出现的临床前和临床数据进一步证明，TCE 有可能成为癌症治疗的重要组成部分。