Advancing immunotherapy via multiple immune cells co-engagement
综述:通过多免疫细胞协同参与推进免疫疗法
《Frontiers in Immunology》:Advancing immunotherapy via multiple immune cells co-engagement
编辑推荐:
这篇综述系统性地评述了免疫疗法从前瞻性的单免疫细胞衔接器向更复杂的多免疫细胞协同衔接器演进的范式转变。文章聚焦于克服肿瘤微环境异质性及免疫抑制这一核心挑战,详细梳理了从经典BiTE到靶向pMHC、条件激活、共刺激等新型T细胞衔接器,以及NK细胞、髓系细胞衔接器的技术发展,并重点探讨了新兴的T-DC、T-NK、T-髓系细胞、T-Treg等多细胞协同衔接器的靶点、机制与平台。文章最后对实现这一免疫治疗“交响乐”所面临的生物与工程挑战及未来前景进行了展望。
近年来,免疫疗法在多种恶性肿瘤的治疗中展现了卓越的临床前景,其高特异性和持久的治疗效果令人瞩目。然而,其疗效却常常受限于肿瘤微环境(TME)的复杂性和异质性所带来的多重障碍。因此,能够同时、协同地调动TME中多种免疫细胞类型的策略,成为了一个前景广阔但充满挑战的前沿方向。
现今:单免疫细胞类型衔接器
单细胞类型衔接器的发展,开创了通过重定向细胞毒性效应细胞攻击恶性肿瘤的新纪元。
- •
T细胞衔接器(TCE)的格局:从经典BiTE到精准设计的免疫疗法
以靶向CD19的Blinatumomab为代表的经典双特异性T细胞衔接器(BiTE)的成功,验证了该平台的临床潜力。然而,将其应用于实体瘤时,常面临靶点稀缺、毒性以及T细胞耗竭等挑战。为克服这些限制,TCE领域涌现出多种创新设计:例如,靶向肿瘤细胞表面肽-MHC复合物(pMHC)的TCR模拟抗体(TCRm)或高亲和力可溶性TCR与抗CD3效应子融合的ImmTAC,能够靶向原本“不可成药”的细胞内肿瘤抗原,如Tebentafusp针对gp100-HLA-A*02:01的成功应用;采用掩蔽肽连接可被TME中过表达蛋白酶特异性切割的linker的“前体药物”(Probody),旨在精准激活于肿瘤部位以扩大治疗窗口;包含肿瘤抗原、CD3与共刺激受体(如CD28)靶向域的三特异性衔接器,通过同时提供信号1和信号2来防止T细胞耗竭;以及同时结合两个相同或不同肿瘤相关抗原(TAA)以增强肿瘤特异性或克服单抗原丢失的双靶向衔接器。
- •
NK细胞衔接器(NKCE)的发展:从单激活受体到多功能免疫疗法
NK细胞衔接器旨在通过建立人工免疫突触来克服传统抗体依赖的细胞毒性(ADCC)的局限性。其发展可归纳为三代:第一代主要靶向FcγRIIIA(CD16A),如AFM13;第二代在此基础上增加第二个激活受体(如NKG2D、NKp46)的共靶向,以增强激活稳定性;第三代则更进一步,整合了刺激细胞因子(如IL-15或IL-2变体),以提供生存信号,解决TME中NK细胞因缺乏细胞因子而耗竭或寿命短的问题,例如包含IL-15的TriKE或融合了IL-2变体及双受体(CD16A与NKp46)的多功能设计。
- •
其他免疫细胞衔接器
除了T细胞和NK细胞,靶向髓系细胞的衔接器也正在开发中,以期重塑TME。策略之一是通过桥接肿瘤抗原与激活型Fc受体(如CD64或CD89)来触发抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP);另一策略是通过靶向肿瘤抗原的CD40激动剂,将共刺激信号特异性地传递至肿瘤部位,在激活抗原提呈细胞的同时最小化全身毒性。
下一代:多免疫细胞类型协同衔接器
认识到强大的抗肿瘤反应很少由单一细胞类型独立完成,同时调动多种免疫亚群,桥接适应性效应细胞与先天性免疫细胞,有望克服耐药机制。
- •
T-DC协同衔接器的兴起:靶点、形式与机制
肿瘤内T细胞的持久活性依赖于树突状细胞(DC)介导的启动。T-DC协同衔接器旨在在TME内重建并强化这种天然免疫突触,可分为几类机制:1)激动性共刺激与信号替代,例如同时靶向DC上的CD40和T细胞上CD28的双特异性抗体,或依赖细胞交叉连接才能激活的CD40×4-1BB双特异性抗体;2)免疫检查点桥接与免疫重塑,研究揭示,靶向PD-L1和CD3的双特异性抗体是通过桥接T细胞与PD-L1+的DC,在阻断PD-1/PD-L1轴的同时促进DC表面B7分子提供的共刺激,从而重塑耗竭T细胞并诱导持久的记忆反应。同样,同时靶向LAG3和PD-L1或靶向DC特异性标志物CLEC9A与T细胞上PD-1的BiCE设计,都能更精准地促进免疫激活;3)多模态整合与空间协同,以多模态靶向嵌合体(Multi-TACs)为代表,通过化学偶联技术构建的三特异性分子,能同时结合肿瘤细胞上的TAA、T细胞上的CD3以及DC上的PD-L1,在肿瘤部位形成人工的三细胞复合物,确保T细胞的启动发生在肿瘤抗原附近。
- •
T-其他免疫细胞协同衔接器的涌现:协同、重塑与调控
协同衔接器的范式正在扩展到T细胞与其他免疫效应细胞及调节性细胞的相互作用。
1)协同:T-NK细胞协同衔接器。为了整合适应性免疫和先天性免疫的力量,防止肿瘤通过下调MHC-I分子逃逸,研究者设计了同时靶向T细胞(如通过CD3或4-1BB)、NK细胞(如通过NKG2A)和肿瘤细胞(通过TAA)的纳米颗粒或多特异性蛋白。例如,基于纳米颗粒的Tri-NAb能同时阻断PD-L1、拮抗NKG2A并激动4-1BB;亦有设计将肿瘤靶向纳米抗体与高亲和力超抗原(用于交叉连接APC的MHC-II和TCR的Vβ链)及工程化细胞因子(Neo-2/15)融合,同时激活T细胞和NK细胞。此外,靶向肿瘤细胞CD1d及Vγ9Vδ2 T细胞TCR的双特异性纳米抗体,能同时招募并激活Vγ9Vδ2 T细胞和NKT细胞。
2)重塑:T-髓系细胞协同衔接器。TME中的髓系细胞,特别是肿瘤相关巨噬细胞(TAM),常呈现免疫抑制的M2样表型。T-髓系细胞协同衔接器旨在将这些细胞从“帮凶”转变为“战士”。例如,靶向T细胞(CD3)和M2型TAM标志物(如CD206)的双/三价T细胞衔接器,可重定向T细胞直接裂解M2样TAM,从而移除免疫抑制基质。另一种策略是设计靶向TAM上TREM2、并被TME中高表达的MMP14特异性激活以释放IL-2的髓系靶向免疫细胞因子/NK/T细胞增强剂(MiTE),通过拮抗TREM2和局部释放IL-2来协同重塑髓系细胞并激活T/NK细胞。
3)调控:T-Treg协同衔接器。这类分子旨在调节效应T细胞与调节性T细胞(Treg)的比例。例如,Fc功能完整的TIGIT×4-1BB双特异性抗体ABL112,能阻断TIGIT-CD155相互作用并诱导TIGIT依赖的4-1BB信号激活,同时其Fc结构域可介导ADCC,选择性清除高表达4-1BB和TIGIT的肿瘤内Treg,从而解除免疫抑制。
- •
多免疫细胞协同衔接平台
将这些复杂分子从概念转化为临床现实,依赖于底层的工程平台,主要可分为三类策略:
1)基因融合。包括保留Fc区以延长半衰期的IgG样格式,如Knobs-into-Holes、DuoBody、CrossMab等;以及尺寸更小、组织穿透性更好的非IgG样片段格式,如BiTE、Diabody、DART、TandAb等。
2)纳米医学或组装体。利用纳米颗粒或囊泡作为支架呈现多个配体。例如,多价双特异性纳米生物偶联物(mBiNE)、融合蛋白/聚合物纳米适配体(FP-NA)、双特异性分子印迹纳米免疫阻断剂(bsMINIB)以及TCR纳米囊泡抗体(TCR NV)。
3)化学偶联。通过合成化学共价连接不同的功能模块,具有高度的模块化特性。例如,利用基因编码的非天然氨基酸(UAA)、Sortase A介导的转肽作用与生物正交反应相结合,或使用三正交连接子(T-Linker)技术,可以实现两个乃至三个功能模块的精确、顺序组装,从而构建出高度定制化的多特异性分子,如前述的Multi-TACs。
结语
免疫细胞衔接器的发展正从单一细胞类型的“桥接”功能,迈向协调多种免疫细胞、全面重塑肿瘤微环境的“免疫交响乐”。通过物理和功能上连接适应性效应细胞与先天性免疫驱动细胞,这些新型模式有望克服单细胞衔接器在“冷”肿瘤、细胞耗竭和免疫逃逸方面的局限。尽管T-DC、T-NK、T-髓系及T-Treg协同衔接器各自面临生物安全性与有效性的挑战,其技术平台也需在稳定性、均一性和药代动力学上不断优化,但这一领域的前景依然广阔。未来,结合人工智能驱动的理性设计、逻辑门控的精准激活系统以及基于生物标志物的患者分层,多免疫细胞协同策略有望为攻克癌症异质性和耐药性提供更强大、更持久的治疗方案。