编辑推荐:
本文全面综述了4-1BB(CD137)激动剂从第一代药物(如urelumab和utomilumab)到新一代分子的发展历程。文章重点阐述了如何通过分子工程设计(如双特异性抗体、Fc工程化、表位选择)将4-1BB激活限制在肿瘤微环境(TME),从而提高疗效并改善安全性。临床数据显示,新一代4-1BB双特异性抗体(BsAb)展现出优于单特异性抗体的抗肿瘤效果和更佳的安全性。文章还深入探讨了4-1BB激动剂与免疫检查点抑制剂(ICIs)、T细胞衔接器(TCEs)、抗体药物偶联物(ADCs)等疗法的联合策略,强调了4-1BB信号在提供关键共刺激信号以维持持久抗肿瘤应答中的核心作用,并指出了未来优化其临床应用的方向。
引言:4-1BB在癌症免疫治疗中的关键角色
4-1BB(CD137)是一种属于肿瘤坏死因子受体超家族的关键共刺激受体。它主要表达在抗原启动、活化的T细胞上,也存在于多种非T细胞中。其表达在免疫细胞激活后迅速上调,成为有效抗肿瘤应答的关键介质。当与配体(4-1BBL)或激动性抗体结合时,4-1BB传递关键的“第二信号”,与初始T细胞受体信号协同作用。
4-1BB以其在T细胞效应功能和存活维持中的独特作用而区别于其他共刺激分子。在癌症免疫治疗中,4-1BB信号对于防止T细胞耗竭(一种在慢性抗原暴露和免疫抑制性TME中产生的功能障碍状态)尤为重要。第一代4-1BB激动剂urelumab和utomilumab在临床试验中展现出初步前景,但因广泛的免疫激活(urelumab)或疗效不足(utomilumab)而受限于不良安全性。
4-1BB激动剂的分子特征
针对第一代药物的局限性,领域已转向设计具有更宽治疗窗口的新一代分子。在临床开发的60种4-1BB激动剂中,15种是单特异性IgG抗体,44种是双/多特异性抗体或融合蛋白。
单特异性4-1BB激动剂
这类分子采用IgG1或IgG4骨架,其活性通常依赖于FcγR(Fc gamma receptor)介导的交联。例如,LVGN6051、ADG206等分子通过Fc工程化增强对FcγRIIB(Fc gamma receptor IIB)的选择性结合,旨在减少系统性毒性。不同的抗体在表位特异性、4-1BBL阻断能力(blocking/non-blocking)等方面存在差异,这可能影响其活性。
双/多特异性4-1BB激动剂
这类分子代表了通过将4-1BB激活限制在TME来增强安全性和疗效的有前景的策略。它们通常采用去Fc受体结合的IgG1或IgG4骨架,或使用人血清白蛋白(HSA)结合域来延长半衰期。它们靶向多种肿瘤相关抗原(TAAs),如PD-L1(programmed death-ligand 1)、CLDN18.2(claudin 18.2)、HER2(human epidermal growth factor receptor 2)等,以实现靶点依赖的4-1BB交联。
4-1BB双特异性抗体(BsAb)的活性受其结合表位、结合亲和力、结合价态以及TAA和4-1BB之间的距离等因素调节。此外,还有靶向CD3、4-1BB和TAA的三特异性抗体正在开发中,旨在进一步提升T细胞衔接器(TCEs)的疗效。
4-1BB激动剂的临床开发
单特异性激动剂的临床评估
第一代urelumab在临床试验中因严重肝毒性(如ALT/AST升高)而受限。新一代单特异性激动剂通过靶向不同表位、采用条件性激活设计(如LVGN6051的FcγRIIB选择性结合),显示出不同的临床活性和安全性。例如,ADG-106、ATOR-1017等显示出可控的肝酶升高和一定的疾病控制率(DCR),但与urelumab相比,肝毒性有所改善。
双特异性激动剂的临床评估
双特异性抗体显示出更优的安全性和更强的抗肿瘤活性。以PD-L1×4-1BB BsAbs(如GEN1046、ABL503)为例,它们在多个试验中显示出有前景的客观缓解率(ORR)和疾病控制率(DCR),且肝酶升高发生率低于urelumab。调整给药方案(如从每3周一次改为每6周一次)可以进一步降低肝相关不良事件,同时保持抗肿瘤活性。靶向其他TAAs的BsAbs,如CLDN18.2×4-1BB(ABL111)和HER2×4-1BB(YH32367/ABL105),也显示出令人鼓舞的疗效和良好的肝脏耐受性。
4-1BB激动剂的联合策略
与免疫检查点抑制剂(ICIs)联用
将4-1BB激动剂与ICIs(如抗PD-1/L1)联用具有强有力的互补机制:ICIs解除T细胞的抑制,而4-1BB激动剂提供关键的共刺激信号,促进T细胞增殖和效应功能,克服ICI耐药。PD-L1×4-1BB双特异性抗体本身就是一种整合策略,但其面临着药理学的挑战:有效PD-L1阻断需要高受体占有率,而最佳4-1BB激动需要依赖交联,高浓度下可能导致“钩状效应”,抑制4-1BB信号。

与T细胞衔接器(TCEs)联用
TCEs擅长启动T细胞活化,但缺乏共刺激信号可能导致T细胞耗竭。4-1BB激动剂则能提供持续的信号,促进T细胞存活和记忆分化。临床前和早期临床数据显示,将TCEs与4-1BB激动剂联用(或使用三特异性抗体)能产生协同抗肿瘤效应,诱导更持久和稳健的免疫应答。嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法的成功(尤其是使用4-1BB共刺激域的CAR-T细胞)为此策略提供了有力佐证,其特点是反应持久、毒性较低。
与抗体药物偶联物(ADCs)联用
ADCs通过诱导免疫原性细胞死亡(ICD)重塑TME的免疫环境。与4-1BB激动剂联用,可以利用ADC释放的肿瘤抗原和免疫刺激信号,通过增强的T细胞应答实现更持久的抗肿瘤免疫。虽然该领域尚在探索初期,但具有强大的协同潜力。
结论
4-1BB激动剂的临床格局已从受限于毒性的第一代分子,发展到能够更安全、更有效激活肿瘤特异性免疫的新一代分子。双特异性抗体在实现肿瘤选择性激活方面尤为突出,展现出良好的疗效和安全性。通过合理的给药方案和生物标志物研究,有望进一步拓宽其治疗窗口。与ICIs、TCEs、ADCs等其他疗法的协同组合,为克服耐药性、建立持久抗肿瘤免疫提供了广阔前景。未来,4-1BB激动剂有望成为癌症免疫联合治疗的关键组成部分。