免疫检查点-CD28

B7配体家族和CD28受体家族成员之间的相互作用提供了免疫细胞的共刺激或共抑制作用,调节免疫细胞的活化和耐受性,对于对外来病原体产生的免疫反应和适当终止免疫反应以防止炎症诱导的组织损伤至关重要。

(数据来源 Yang S, et al. Int J Biol Sci. 2020)

一般将B7-CD28共刺激信号轴分为3组:第一组,由B7-1(CD80)/B7-2(CD86)/CD208 /CTLA4和B7-H2(ICOSL)/ICOS 组成;第二组含有B7-DC(PD-L1)/B7-H1(PD-L2)/PD-1;第三组包括B7-H3(CD276),B7-H4,B7-H6/NKp30和B7-H7/B7-H5(HHLA2)/ TMIGD2(IGPR-1/CD28H)。第一组途径在调节中枢免疫耐受中很重要,而第二、三组在外周免疫调节中很重要。在本文中,我们重点介绍CD28家族“族长”CD28。

1、CD28靶点概述

CD28作为第一个被发现的共刺激受体,是以胞外变体免疫球蛋白样结构域为特征的共刺激分子亚家族的创始成员。CD28主要作为“第二信号”(与靶细胞表面的B7-1/B7-2结合)降低有效活化T细胞所需的阈值,强化激活T细胞的“第一信号”(T细胞受体(TCR)-CD3复合物对靶细胞的MHC-多肽识别和结合),使T细胞进一步发育,增殖为具有免疫功能的细胞。

(数据来源 Skokos D, et al. Sci Transl Med. 2020)

同时CD28和共抑制受体CTLA-4与其共享的配体B7-1和B7-2构成了特征最明确的调节T细胞途径,是其他共刺激和共抑制途径的范例。(关于CTLA-4负反馈调节下篇文章再补述)

(数据来源 Rudd CE, et al. Immunol Rev. 2009)

基于CD28共刺激对于T细胞活化的重要性,因此通过激活或阻断CD28/B7-1(CD80)/B7-2(CD86)途径进行免疫调节是一种有前途的方法:可以防止在移植过程中不适当地的T细胞活化排异反应,或治疗T细胞介导的自身免疫性疾病。

(数据来源 Edner NM, et al. Nat Rev Drug Discov. 2020)

2、CD28靶点开发

虽然CD28靶点机制清晰,而且作为一个老靶点,针对不同临床适应症,既可开发拮抗剂也可开发激动剂,理应前景无限,但目前只有少量抗体药物开发管线,主要跟早期一段CD28激动剂TGN1412临床事件历史有关(在2006年3月CD28超激动剂抗体TGN1412(TeGenero开发,试验失败后破产)治疗风湿性关节炎I期临床试验中,六名志愿者在遭受了威胁生命的细胞因子释放综合征,而这在临床前动物模型研究中完全没有预测到,后续分析主要原因在于试验动物太过“干净”,并未积累足够的效应T细胞(TEM 细胞,促炎症因子主要来源);另外测试的猕猴效应T细胞表位缺乏CD28,这些导致对临床阶段的用药计量指导出现大的偏差)。这次严重的临床事件也直接打断了大家对CD28的憧憬。CD28 研发管线如下:

(数据来源 clinicaltrials, 各公司官网)

目前临床药物开发上主要集中在 3 个方面:CD28 关联靶点融合蛋白药物;单抗药物;多特异性抗体药物。下面我们来一一展开叙述。

2.1 CD28靶点融合蛋白药物

这里就涉及到于CD28关联的B7-1(CD80)/B7-2(CD86)/B7-H2(ICOSL)和CTLA4,无论是天然配体还是共配体竞争关系,都开发了各类融合 -FC 重组蛋白。

  • 百时美施贵宝 & abatacept/belatacept

百时美施贵宝开发的两款上市CTLA-4-Fc融合蛋白,通过与抗原呈递细胞(APC)上的共刺激分子CD80和CD86结合,从而阻断与T细胞上CD28的相互作用,抑制T细胞的激活;

(数据来源 Moreland L, et al. Nat Rev Drug Discov. 2006)

  • Five Prime & FPT155

Five Prime公司是一家临床阶段生物技术公司,专注于蛋白质疗法的研究和开发,旗下FPT155使用可溶性 CD80融合蛋白:直接参与CD28增强其共刺激活性;阻止CTLA-4竞争内源性CD80,从而使CD28信号传导在T细胞活化中占主导地位。

(数据来源 Five Prime 官网)

  • Alpine Immune & ALPN-101/ALPN-202

Alpine Immune是一家位于华盛顿的生物科技公司,致力于发现和开发基于蛋白质的免疫疗法。其中ALPN-101和ALPN-202都极具特色,可以说是把CD28激动剂/抑制剂融合蛋白开发的炉火纯青(ALPN-101是CD28和ICOS-T细胞共刺激途径的双重抑制剂,通过同时阻断两个关键的共刺激途径,改善患有严重自身免疫/炎性疾病的患者的预后;而ALPN-202能够结合在肿瘤上表达的PD-L1,阻止PD-L1/PD-1相互作用。同时通过结合CD28(PD-L1依赖性CD28共刺激)驱动T细胞活化。另外,ALPN-202结合在 T细胞上表达的CTLA-4阻断CTLA4-CD80/CD86相互作用,从而进一步增强T细胞活性),这也吸引了艾伯维与Alpine Immune签署了针对ALPN-101的8.65亿美元的全球独家选择权和许可协议。

(数据来源 Alpine Immune 官网)

2.2 CD28单抗药物

  • TheraMab & TGN1412重生

从TGN1412事件中也能看出CD28激动剂抗体强大的T细胞激活能力,所以之后TGN1412 仍能被莫斯科一家生物企业TheraMab收购得以保留,并被重命名为TAB08,同时在原来剂量基础上降低到千分之一继续临床试验探索:1期安全性试验显示出良好耐受性,虽已完成多项 2 期试验,不过结果迟迟没有公布。而且TAB08选择的适应症多是自身免疫 / 炎症性疾病,大家可能会奇怪,这跟其他 CD28 激动剂功能明显相冲突(其他激动剂主要发挥增强免疫和促炎症),主要因为 TAB08 下调谨慎的低剂量,选择性地优先靶向激活调节性T细胞(T-Reg)群(免疫抑制性T细胞亚群),而非传统T细胞。(但这里的具体机制,笔者有个困惑:因为早期研究表明(Zheng Y, et al. J Immunol. 2004)调节性 T 细胞(T-Reg)表面 CD28 激活信号抑制 Treg 的抑制功能。如果 TAB08 作为选择性靶向激活 CD28+Treg,应该是下调Treg的抑制功能,这也失去治疗自身免疫/炎症性疾病的意义。而且这也跟下面FR104的作用机制是相冲突的。)

  • OSE Immuno & FR-104

OSE Pharma是巴黎一家开发特异性免疫疗法激活T淋巴细胞的生物公司。作为靶向CD28拮抗剂单抗药物,FR104靶向CD28配体结合基序重叠表位 MYPPPY,抑制CD28与B7-1/B7-2的结合途径,下调效应T细胞,同时能促进调节性T细胞(T-Reg)活性。1期临床研究已显示出有效性,良好的安全性和2期推荐剂量的初步信号,进一步支持了该资产在自身免疫性疾病或移植中的持续临床开发。强生以1.73亿美元获得了FR-104全球研发和商业化权利授权。

(数据来源 OSE Pharma 官网)

2.3 CD28多特异性抗体药物

CD28多特异性抗体药物是近两年赛诺菲和再生元最新研发成果,这种设计思路弱化了CD28单靶向激活抗体剂量问题引起的细胞因子释放综合征(CRS),可以用低剂量发挥最大T细胞活化功能;同时将T细胞和靶细胞聚集在一起让抗肿瘤更高效。两家公司也让 CD28 激活剂抗体重新焕发光彩。

  • 再生元 & REGN7075 / REGN5678

再生元在 2020 年公布了REGN5678(PSMA-CD28 双特异性抗体)临床前的研发数据:共刺激型CD28双抗,在动物实验中搭配CD3双抗明显增强了疗效,且没有细胞因子释放综合征风险。基于该设计后来又拓展了REGN7075(BCMA-CD28 双特异性抗体)管线,目前正在稳步快速推进至 2 期阶段。

(数据来源 Skokos D, et al. Sci Transl Med. 2020)

  • 赛诺菲 & SAR442257

赛诺菲在传统 CD3 双抗的基础上引入 CD28,形成同时靶向 CD38/CD3/CD28 的三特异性抗体SAR442257。SAR442257 显著提高了 T 细胞靶向多发性骨髓瘤细胞的能力,然后通过 TCR/CD3 的“第一信号”和 CD28 的“第二信号”通路激活 T 细胞,进而表现出强大抗肿瘤活性。

(数据来源 Garfall AL, et al. Nature. 2019)

3、CD28小结

了解 CD80 和 CD86 配体如何与 CD28 和 CTLA-4 相互作用对于 CD28 靶向调节剂开发中发挥免疫活化或抑制至关重要;同时弱化 CD28 激活剂强大的 T 细胞活化能力引起的细胞因子风暴风险,再生元和赛诺菲已经做出了很好的表率,进一步的数据也许会让 CD28再次火热起来。

4、缔码生物CD28相关产品助力药物研发

缔码生物科技有限公司是一家专注于可成药靶点临床前研发产品和服务的生物技术公司。缔码现可提供CD28靶点全系列产品与服务。产品包括活性蛋白、参照抗体和流式验证单克隆抗体;服务涵盖多种属蛋白抗体定制服务、抗体人源化和亲和力成熟服务。此外,为加速CD28生物疗法的开发,缔码还制备了CD28靶点单B细胞种子库,最快28天可获得先导抗体分子;同时,我们目前已筛选出10个CD28抗体分子,客户第二天可以拿到分子进行功能评估验证,详情欢迎垂询。

  • 重组蛋白&抗体&稳转细胞株产品
产品类型产品货号产品名称
重组蛋白PME100014Human CD28 Protein, mFc-His Tag
PME101387Human CD28 Protein, His Tag
PME-M100009Mouse CD28 Protein, hFc Tag
流式抗体DME100063Anti-CD28 antibody(DM63); Rabbit mAb
生物素标记抗体DME100063BBiotinylated Anti-CD28 antibody(DM63); Rabbit mAb
稳转细胞株CEL100041Hu_CD28 K562 Cell Line
  • 缔码生物CD28先导分子研究进展