Non-clinical pharmacology, pharmacokinetics, and safety evaluation of TAX2, a first-in-class peptide targeting the TSP-1/CD47 matricellular axis

《Toxicology and Applied Pharmacology》：Non-clinical pharmacology, pharmacokinetics, and safety evaluation of TAX2, a first-in-class peptide targeting the TSP-1/CD47 matricellular axis

　　

血小板反应蛋白-1（Thrombospondin-1, TSP-1）是一种基质细胞糖蛋白，参与肿瘤微环境中血管生成、免疫反应和细胞外基质重塑的调节。其过表达及与受体CD47的相互作用与肿瘤进展和治疗抵抗相关。与受血液学和免疫毒性不良反应限制的CD47/SIRPα阻断策略不同，选择性抑制TSP-1/CD47相互作用轴可能代表一种机制独特且潜在更安全的治疗方法。TAX2是一种12氨基酸环肽，被设计为这种相互作用的正位拮抗剂。研究人员通过跨物种结合试验、受体选择性谱分析、啮齿动物和犬的药代动力学及生物分布分析、体外脱靶和细胞因子释放试验以及GLP（良好实验室规范）毒理学研究对其非临床特征进行了表征。利用多种物种异速生长缩放预测了人体药代动力学。TAX2显示出与人、啮齿动物和犬来源的TSP-1的结合能力，在所测试条件下未测得对CD47/SIRPα信号传导的干扰。该肽表现出快速的血浆清除率（1–4 h）、剂量比例暴露量，且在生物分布研究中在富含TSP-1的组织和肿瘤相关区域检测到信号。未观察到相关的脱靶活性或意外的免疫刺激效应。TAX2在高达400 mg/kg（大鼠）和100 mg/kg（犬）的剂量下耐受性良好，无血液学或全身毒性，且暴露量超过预计的临床范围。总体而言，这些发现为TAX2作为一种靶向TSP-1/CD47的首创（first-in-class）拮抗剂建立了转化性非临床框架，其具有跨物种反应性及良好的药代动力学和安全性特征。

研究人员针对首创（first-in-class）环肽TAX2开展了全面的转化性非临床评估，旨在确立其作为靶向TSP-1/CD47基质细胞相互作用轴的抗肿瘤候选药物的开发潜力。该研究发表于《Toxicology and Applied Pharmacology》。研究背景源于肿瘤微环境（TME）中的细胞外基质（ECM）及其关键成分——血小板反应蛋白-1（TSP-1）在癌症进展中的核心作用。TSP-1通过与CD47等受体相互作用，不仅调节血管生成，还通过诱导CD8+ T细胞耗竭促进免疫抑制，导致治疗抵抗。尽管抗CD47抗体在临床前模型中有效，但由于CD47在红细胞上广泛表达，导致抗原“沉没”效应及严重的血液学毒性，限制了其临床应用。因此，选择性阻断TSP-1/CD47轴而不干扰CD47/SIRPα信号被认为是一种潜在更安全的治疗策略。TAX2正是基于此设计的一种12氨基酸环肽正位拮抗剂。本研究通过整合体外与体内方法，系统评估了TAX2的选择性、跨物种反应性、生物分布、血浆稳定性、细胞因子释放潜力、药代动力学（PK）及大动物安全性，为其首次人体试验设计提供了关键依据。

为实现上述目标，研究人员采用了多项关键技术方法：首先，利用分子对接模拟和表面等离子共振（SPR）等技术验证了TAX2与TSP-1的结合特异性及其对CD47/SIRPα相互作用的无干扰性；其次，通过放射性标记（3H-TAX2）和荧光标记（Cy5-TAX2）示踪技术，分别在啮齿类和犬类中进行了精密的体内药代动力学和生物分布研究；此外，还实施了GLP（良好实验室规范）标准的重复给药毒性试验，并结合体外细胞因子释放试验评估其免疫安全性；最后，采用异速生长缩放法基于多物种数据预测了人体PK参数。

研究结果部分详细展示了以下发现：

在“TAX2 disrupts the TSP-1/CD47 interaction while sparing CD47/SIRPα”部分，分子建模和结合实验证实TAX2特异性结合TSP-1的C端结构域，有效破坏TSP-1/CD47相互作用，且不影响CD47与SIRPα的结合，表明其具有高选择性。

在“Cross-species reactivity and plasma stability”部分，研究显示TAX2能与人类、食蟹猴、小鼠和大鼠的TSP-1同源物结合，证明了其跨物种反应性，且在大鼠血浆中表现出优异的酶稳定性。

在“Pharmacokinetics and biodistribution”部分，大鼠和犬的单次静脉输注（IV）研究表明，TAX2呈现线性PK特征，血浆清除率快（半衰期1-4小时），稳态分布容积接近血浆容积，表明其主要分布在血管腔内；生物分布成像显示其在富含TSP-1的肝脏、脾脏及肿瘤部位有显著富集。

在“In vitro cytokine release and hemocompatibility”部分，体外试验未发现TAX2诱导显著的细胞因子释放或溶血现象，排除了即刻的免疫刺激风险。

在“Repeat-dose toxicity studies”部分，大鼠（2周）和犬（4周）的GLP毒性试验结果显示，TAX2在远高于预测有效剂量的暴露水平下仍具有良好的耐受性，未观察到血液学毒性、器官病理改变或与药物相关的严重不良事件。

讨论部分总结指出，多肽类药物兼具小分子与生物制剂的优点，TAX2作为一种理性设计的环肽，成功克服了抗CD47抗体面临的“抗原沉没”和血液学毒性挑战。研究建立的全面非临床数据集表明，TAX2具有独特的药理机制、跨物种适用性以及优异的安全性边际。结论强调，TAX2作为一种首创的TSP-1/CD47拮抗剂，其非临床特征支持其进入临床开发阶段，为实体瘤患者提供了一种极具潜力的新型免疫治疗策略。