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T细胞衔接器(TCEs)是一类快速发展的癌症免疫疗法,能够独立于MHC呈递的方式,将细胞毒性T细胞重定向至肿瘤相关抗原。《Frontiers in Immunology》近日发表综述,概述了多种TCE平台的发展、结构形式和治疗潜力,包括双特异性抗体(BiTEs)和三特异性T细胞衔接器(TriTEs)、双亲和力重靶向蛋白(DART)及其他新兴形式,还重点介绍了以贝林妥欧单抗和特立妥单抗为代表的药物在治疗血液恶性肿瘤中取得的临床成功,同时讨论了实体瘤中持续存在的挑战,如抗原异质性和免疫抑制性肿瘤微环境。本文提供了与CAR-T细胞疗法的比较分析,重点关注疗效、安全性、毒性、耐药性和成本;讨论了提高特异性和降低毒性的策略,如肿瘤选择性激活(例如XPATs)、CD3亲和力调节和多功能构建体。未来方向包括AI驱动设计、合成生物学,以及肿瘤学以外的潜在应用,包括自身免疫性疾病和感染性疾病。作为可规模化生产的“现货型”治疗药物,T细胞衔接器有望成为个性化和可及性癌症治疗的重要工具。

1.背景
癌症是全球过早死亡的主要原因。未来50年,由于人口老龄化和增长等人口结构变化,其全球负担预计将显著增加。如果当前模式持续,到2070年,总体癌症发病率可能比2020年翻一番。传统的癌症治疗通常包括手术切除肿瘤,随后进行放疗或化疗,其中手术在疾病进展早期最为有效,而放疗可能伤害健康细胞、器官和组织。虽然化疗有助于降低发病率和死亡率,但也会影响健康的快速分裂细胞,其主要挑战为耐药性,即最初被抑制的癌细胞由于药物摄取减少和外排增加而产生耐药性。此外,传统化疗还存在剂量选择困难、缺乏特异性、药物代谢快和有害副作用等局限性。因此,近年来癌症免疫治疗在研究人员中变得越来越受欢迎。
免疫疗法利用人体自身的免疫系统来对抗癌症,带来了突破性的治疗策略和显著的临床进展。在免疫疗法中,T细胞发挥着至关重要的作用,能够识别并摧毁癌细胞。基于T细胞的癌症免疫疗法可根据其作用机制分为两类:一类是对抗免疫抑制因子,如免疫检查点抑制剂(ICIs);另一类是增强免疫刺激通路,包括嵌合抗原受体(CAR)T细胞和T细胞衔接双特异性抗体(BsAbs)。
双特异性抗体的发展始于20世纪60年代,杂交瘤技术等重大进步使得单克隆抗体的大规模生产成为可能。1983年,杂交-杂交瘤技术的问世促成了第一个功能性双特异性抗体的诞生。后来,在1996年,杵臼结构技术的发展为开发异二聚体抗体提供了可靠方法,为现代T细胞衔接器的发展铺平了道路。这些疗法旨在更有效地将T细胞导向癌细胞,改善血液恶性肿瘤患者的治疗结局。
TCE是合成的免疫球蛋白片段或全长分子,设计用于对CD3和肿瘤相关抗原具有双重亲和力。它们通过在肿瘤细胞部位直接激活T细胞来发挥作用,引发快速的抗肿瘤免疫反应。除了肿瘤细胞表面抗原外,TCE还可将T细胞重定向至肿瘤微环境的基质成分,包括通过成纤维细胞活化蛋白靶向癌症相关成纤维细胞,以及通过CD206和叶酸受体β靶向肿瘤相关巨噬细胞,这些成分是肿瘤进展、免疫抑制和治疗耐药的关键驱动因素。这些双特异性抗体旨在同时结合癌细胞上的TAA和T细胞上的CD3分子,这种双重结合机制可激活T细胞,增强其摧毁肿瘤细胞的能力。用抗CD16抗体替代抗CD3结构域可以招募NK细胞。此外,包含第三个结合域可以改善肿瘤靶向并增强免疫细胞激活,从而加强针对癌症的免疫反应。TCE的开发是为了克服基于单克隆抗体的疗法(不能直接参与T细胞)的局限性。
所有已获批或处于临床开发阶段用于血液恶性肿瘤的双特异性抗体和三特异性抗体都是免疫细胞衔接器 (表1)。

这些分子通常具有一个特异性,即一个结构域用于招募T细胞(TCE)或NK细胞(NKCE),另一个结构域用于结合TAA。目前已有多种双特异性抗体在欧盟或美国获批治疗血液肿瘤,包括贝林妥欧单抗、莫妥珠单抗、特立妥单抗、艾可瑞妥单抗、格菲妥单抗、塔奎妥单抗、埃纳妥单抗、odronextamab和linvoseltamab。T细胞衔接器用于癌症免疫治疗的发展时间线里程碑见图1。

本综述旨在全面概述TCE在癌症免疫治疗中的应用,包括其作用机制、临床应用和相关挑战,还讨论了各种类型的TCE,包括双特异性T细胞衔接器、三特异性T细胞衔接器、双亲和力重靶向蛋白及其在治疗血液恶性肿瘤中的成功、在实体瘤中的新兴潜力,以及与CAR-T细胞疗法的比较。还讨论了肿瘤异质性、毒性和药代动力学限制等关键挑战,以及提高TCE治疗潜力的各种策略和未来趋势,包括合成生物学和人工智能在设计下一代TCE中的作用及其在癌症以外领域的潜在应用。
值得注意的是,在本综述中,术语TCE被用作一个总称,涵盖所有T细胞重定向的双特异性和多特异性形式,包括BiTEs(基于scFv的片段形式,无Fc结构域)、BsAbs(包括带有Fc结构域的IgG样形式)和ImmTACs(抗癌症的免疫动员单克隆TCR,其使用亲和力增强的TCR而非基于抗体的结合域)。虽然这些形式共享将T细胞重定向至肿瘤细胞的共同目标,但它们的分子结构、药代动力学特性和临床应用有所不同,详见以下各节。
2.TCE的作用机制
TCE的活性依赖于TCR/CD3复合物的参与和激活,该复合物是一个多聚体结构,由可变的αβ异二聚体(TCRα/TCRβ)和三个不变的CD3二聚体(CD3γε、CD3δε和CD3ζε)以固定化学计量比组成。TCRα/β识别MHC呈递的多肽,而CD3亚基则通过其免疫受体酪氨酸激活基序触发细胞内信号级联反应(ITAM),导致T细胞激活、增殖以及细胞因子(主要是细胞毒性颗粒酶和穿孔素)的释放。TCE通过直接参与CD3复合物,并同时以不依赖MHC的方式将T细胞重定向至TAA,从而绕过天然的抗原识别。大多数双特异性抗体通过结合CD3ε亚基(由CD3γε和CD3δε二聚体共享)和肿瘤抗原来增强细胞毒性,从而在T细胞和肿瘤细胞之间形成免疫突触,绕过MHC限制。这些双特异性抗体分为两种形式:无Fc结构域的小片段形式(例如BiTEs)和IgG样形式,后者包含工程化的Fc结构域以提高稳定性和延长血清半衰期。然而,由于IgG样TCE保留了Fc区,需要进行特定修饰以防止意外的免疫激活。最常用的修饰包括LALA突变(L234A/L235A),可显著减少Fcγ受体结合;以及LALAPG突变,还可消除C1q介导的补体激活。另一种常用方法是N297A或N297G替换,可消除Fc N-糖基化,从而减少FcR结合。总之,这些修饰有效地沉默了Fc介导的免疫效应功能,同时保持了抗体的结构完整性。通过桥接肿瘤细胞和T细胞,TCE有效触发T细胞活化并促进靶向肿瘤细胞破坏(图2)。

2.1TCE的结构与功能
2.1.1双特异性T细胞衔接器
BiTEs是工程化抗体,包含两个不同的结合域;一个结构域特异性靶向肿瘤相关抗原,如B细胞成熟抗原、CD19或δ样蛋白3,而另一个结构域靶向T细胞上的CD3。这两个结构域由源自单克隆抗体的单链可变片段通过柔性肽连接子连接而成,第一个scFv结构域可以被修改以靶向广泛的表面抗原,允许开发可立即用于再治疗的“现货型”疗法,第二个scFv结合域对CD3具有普遍特异性。当BiTE分子同时结合细胞毒性T细胞和肿瘤细胞时,它会刺激T细胞增殖,增加效应细胞数量并提高治疗效果。这种相互作用导致恶性细胞的破坏。由于此过程绕过了共刺激或MHC呈递的需求,BiTE可以激活任何T细胞,而不受患者特异性因素的影响。
2.1.1.1BiTE疗法的临床进展与耐药性
已有多种形式的BiTE分子。首个获批的BiTE是贝林妥欧单抗,是一种由两个scFv连接而成的双特异性抗体。在关键TOWER试验中,与标准化疗相比,贝林妥欧单抗在复发或难治性B细胞前体ALL成人患者中显示出显著延长的总生存期,中位OS为7.7个月对比4.0个月,完全缓解率为34%对比化疗的16%。另一种常见形式是IgG样BiTE,如特立妥单抗,已美国和欧盟获批用于治疗多发性骨髓瘤。塔奎妥单抗也是IgG样的,在涉及多线经治的多发性骨髓瘤患者的1期试验中显示出70%的缓解率。BiTEs在治疗血液恶性肿瘤患者方面有效,通过其独特的结构同时结合T细胞和肿瘤细胞,BiTEs增加了肿瘤溶解,并为复发或难治性癌症患者(无论突变或T细胞功能障碍如何)提供了可行的治疗选择。分子设计、给药方案和联合疗法的持续进步有望进一步提高BiTEs的疗效和安全性。创新平台正在促进具有更高亲和力、更大灵活性和更长半衰期的新的双特异性T细胞招募抗体的开发。这些新兴药物的疗效和毒性正在临床试验中进行评估。进一步研究联合PD-1/PD-L1阻断疗法的组合,有望有效防止肿瘤逃逸,预计将推动以BiTEs为中心的抗肿瘤策略的发展。
2.1.1.2耐药机制及向三特异性抗体的演进
与其他癌症治疗方法一样,肿瘤可能对双特异性抗体/BiTEs产生耐药性,降低其治疗效果。这些药物对表达靶抗原的肿瘤克隆施加选择压力,这可能促进缺乏该抗原的亚克隆的生长,导致抗原逃逸和治疗耐药。为了解决这个问题,已研究了涉及多种双特异性抗体或靶向额外肿瘤抗原的三特异性抗体的策略。此外,急性髓系白血病(AML)和急性淋巴细胞白血病(ALL)中的特定遗传异常与对双特异性抗体/BiTEs的较弱反应相关,但确切机制尚不清楚。肿瘤细胞也可能通过修改细胞内信号通路(如干扰素-γ通路,在HER2阳性肿瘤中)来抵抗T细胞重定向。此外,正如Omer等人综述的那样,肿瘤外部的因素,包括TME中调节性T细胞的强烈存在,已被证明可调节多发性骨髓瘤和B细胞ALL中对双特异性抗体/BiTE的治疗反应。耐药性也可能由于先前的癌症治疗损害T细胞功能而产生。长期给予BiTE可能过度刺激T细胞,导致耗竭和肿瘤存活。尽管贝林妥欧单抗在治疗B细胞恶性肿瘤方面已显示出临床成功,但诸如不便的给药方法、治疗耐药性和在实体瘤中效果有限等挑战仍然存在。为了解决这些问题,大量努力集中在修改传统BiTEs的结构和创造多功能T细胞衔接器上,其中一些已进入临床开发阶段。这些耐药机制凸显了传统BiTEs的治疗局限性,并为开发三特异性和多特异性衔接器形式提供了主要理由,这些形式将在下文详细讨论。
2.1.2三特异性衔接器(TriTEs)
三特异性抗体旨在同时靶向多种抗原,提高免疫反应特异性并降低免疫逃逸风险。Antonio Tapia-Galisteo等人(2022年)进行的一项研究探索了三特异性抗体在免疫治疗中的开发和应用,重点是通过改善肿瘤穿透来增强抗癌症的免疫细胞功能。较小的三特异性抗体形式包含scFvs和可变重链结构域(VHHs)。关键设计包括检查点抑制性T细胞衔接器、三体、三特异性杀伤衔接器(TriKEs)和三特异性T细胞激活构建体(TriTACs),每种都采用不同的免疫激活机制。
其中TriTEs是值得注意的类别,具有三个结合臂,一个通过CD3靶向T细胞,另一个识别TAA。第三个臂通过增强免疫突触形成和改善免疫细胞激活来赋予独特的功能特性。其中一个例子是SAR-442257,它靶向CD3、CD28和CD38。CD3招募并激活T细胞,而CD28提供共刺激并有助于延长免疫反应。一项首次人体I期试验评估了SAR442257在复发/难治性多发性骨髓瘤(RRMM)和复发/难治性非霍奇金淋巴瘤(rrNHL)患者中的安全性、有效性、药代动力学(PK)和药效学(PD)。
TriTEs也被设计用于同时参与实体瘤上的两种TAA,以改善T细胞激活并最大限度地减少免疫逃逸。其中一种设计靶向表皮生长因子受体(EGFR)、上皮细胞粘附分子(EpCAM)和膜结合表面蛋白以及CD3,以最大限度地减少免疫逃逸和脱靶毒性。同时,还开发了靶向NK细胞上激活受体NKp46和CD16以及TAA的三功能NK细胞衔接器。另一个例子是针对CD38、CD3和CD28的三特异性抗体,进一步增强T细胞激活和肿瘤靶向。这些基于Fab的构建体包含Fc区,但通常需要Fc修饰以防止意外的免疫激活。
在结直肠癌中,EGFR是主要靶点,但耐药性限制了西妥昔单抗等单克隆抗体的疗效。EpCAM在上皮癌中广泛表达,有助于肿瘤细胞粘附、增殖、迁移和侵袭。尽管靶向EpCAM × CD3的IgG双特异性抗体Catumaxomab先前已获批,但由于Fc介导的T细胞激活导致肝毒性,于2017年退市。
2.1.3双亲和力重靶向分子
DART与BiTE类似,但具有二硫键以增加分子复合物的稳定性,它们通过将一个抗体的可变轻链和可变重链结构域与另一个抗体的VL和VH连接来构建,形成异二聚体多肽链。这些链以VH-连接子-VL构型排列,并通过其C末端半胱氨酸之间的二硫键异源二聚化。通常,DART通过在宿主细胞中共表达两条链(例如VLA-连接子-VHB-尾和VLB-连接子-VHA-尾)来生产。由于二硫键连接多肽链并连接到Fc结构域,DART更稳定,其半衰期延长至约6.7天。Flotetuzumab (MGD006) 是由MacroGenics开发的一种研究性CD123×CD3 DART,可将CD3+ T细胞重定向以消除CD123+细胞。临床前研究表明,与传统BiTE相比,DART分子具有更强的细胞毒性。这些构建体可以在血液恶性肿瘤模型(如抗CD16-CD32B和抗CD19-CD3 DARTs,例如duvortuxizumab/MGD011)以及实体瘤(包括表达糖蛋白A33的胃肠道癌症,由MGD007靶向)中重定向NK细胞和T细胞。
2.1.4 临床前或临床试验中的其他新型形式
2.1.4.1 三特异性杀伤细胞衔接器
TriKEs是三功能单链分子,设计用一个臂结合TAA,另一个臂结合CD16,并整合白细胞介素-15 (IL-15)以增强招募的NK细胞的活化。GTB-3550是一种融合蛋白,由抗CD16和抗CD33 scFv侧翼连接人IL-15组成。在AML模型中,与缺乏IL-15的相应双特异性杀伤衔接器相比,GTB3550表现出更强的体内疗效,并延长了人NK细胞的持久性。
TriKEs旨在靶向特定TAA并绕过免疫检查点,它们选择性地激活NK细胞,导致针对癌细胞的靶向免疫反应,而不会像ICIs那样诱导T细胞过度活化。NK细胞不太可能引起细胞因子风暴和脱靶效应,因此TriKEs代表了癌症免疫治疗的一种有前景的选择。
2.1.4.2 三特异性T细胞激活构建体
TriTACs是下一代T细胞衔接器,具有三个功能域:一个靶向肿瘤抗原,一个结合人血清白蛋白以延长半衰期,第三个结合CD3e亚基。肿瘤和白蛋白结合域通常是源自骆驼科重链抗体的人源化单域抗体。TriTACs目前正在针对实体瘤的几项I/II期试验中进行评估。一个例子是HPN424,它靶向前列腺癌中的前列腺特异性膜抗原 (NCT03577028)。HPN424被设计为一种紧凑的球状蛋白,以促进深入渗透实体瘤并延长循环时间。
另一个例子为HPN328,旨在有效引导T细胞靶向并摧毁DLL3阳性的小细胞肺癌。在表达人CD3e表位的免疫功能正常小鼠中,HPN328触发了强烈的抗肿瘤反应并建立了持久的免疫记忆,成功的肿瘤再挑战实验证明了这一点。在食蟹猴中的临床前评估显示,HPN328具有良好的安全性和药代动力学特征。
2.1.4.3 串联抗体(TandAbs)
TandAbs是通过以头尾方式连接两个scFv形成的四价抗体构建体,这种构型产生一个具有双重特异性和每个靶标二价结合的分子,从而增强功能亲和力。AFM11是一种人源化的、四价双特异性抗体,采用TandAb形式,开发用于靶向CD19阳性的非霍奇金淋巴瘤(NHL)和ALL。它同时结合B细胞上的CD19和T细胞上的CD3,促进免疫突触的形成,激活T细胞并诱导恶性B细胞凋亡。体外数据表明,与贝林妥欧单抗相比,AFM11对CD3的亲和力高出约100倍,表明其具有增强治疗效果的潜力。
还引入了其他T细胞衔接器形式,包括双功能CiTEs和同步多重相互作用T细胞衔接器。CiTEs旨在克服与传统BiTE疗法相关的耐药机制,特别是由PD-1/PD-L1等免疫检查点上调驱动的耐药机制。它们包含一个低亲和力的细胞外PD-1结构域,以竞争性抑制PD-1/PD-L1结合。相比之下,SMiTEs由两个BiTE分子组成:一个参与TAA和CD3,而另一个靶向CD28和相同或另一种抗原(如PD-L1);这种设计有效地将免疫检查点受体转化为共刺激信号的来源。
3 TCE的临床应用
3.1 血液恶性肿瘤与早期获批
TCE的治疗潜力已通过贝林妥欧单抗获批用于B细胞前体急性淋巴细胞白血病得到证明,其在肿瘤学领域正日益受到认可。血液恶性肿瘤是髓系和淋巴系统的癌症,由血细胞正常发育过程紊乱引起。TCE代表了B细胞和浆细胞恶性肿瘤管理中的一项重大突破,并且也正在被探索作为实体瘤的有前景的方法。这种日益增长的认可反映在最近的监管批准中,例如特立妥单抗用于多发性骨髓瘤和莫妥珠单抗用于滤泡性淋巴瘤,进一步巩固了它们在血液恶性肿瘤中的临床价值。
3.1.1 特立妥单抗
特立妥单抗是一种人源化双特异性IgG4-PAA抗体,将T细胞上的CD3与恶性B细胞上的BCMA连接起来,触发对BCMA阳性细胞的T细胞介导的细胞毒性。它是首个获批用于治疗复发/难治性多发性骨髓瘤(针对至少接受过三种既往治疗(包括免疫调节剂、蛋白酶体抑制剂和抗CD38药物)的患者)的靶向BCMA和CD3的双特异性T细胞衔接器。在I/II期MajesTEC-1试验中,特立妥单抗在三类药物难治性骨髓瘤患者中实现了63%的总缓解率。中位无进展生存期为11.3个月,39.4%的患者达到完全缓解或更好。中位缓解持续时间为18.4个月。CRS发生率为72.1%,但主要为1级或2级。
3.1.2 淋巴瘤中的CD20 × CD3双特异性抗体
滤泡性淋巴瘤(FL)是一种源于生发中心B细胞的惰性非霍奇金淋巴瘤亚型,是生长缓慢的B细胞NHL最常见的亚型之一,主要影响老年人,在西方国家年发病率为每10万人3-5例。
莫妥珠单抗 (Mosunetuzumab) 是由Genentech (罗氏) 开发的一种CD20xCD3双特异性抗体,用于门诊患者,在复发/难治性FL和弥漫性大B细胞淋巴瘤(包括既往接受过CAR-T细胞治疗的患者)中显示出良好的安全性和有效性。在一项关键试验 (试验ID: NCT02500407) 中,ORR为42.0%,完全缓解率为23.9%。
艾可瑞妥单抗(Epcoritamab)是另一种靶向CD3和CD20的双特异性抗体,皮下给药,已获批用于治疗经过两次或以上全身治疗后复发或难治性大B细胞淋巴瘤(包括DLBCL和FL)的成人患者。EPCORE NHL-1 I/II期试验 (试验ID: NCT03625037) 显示出持久的反应和18.5个月的中位总生存期,并具有可控的安全性。
格菲妥单抗(Glofitamab)是另一种静脉给药的CD3xCD20双特异性抗体,已获批用于复发或难治性DLBCL或LBCL的三线治疗,报告的中位OS为11.5个月。在经济上,由于其固定的12周期方案、较少的给药频率和较低的药物采购成本,格罗菲妥单抗在每个治疗周期为患者节省了相对于艾可瑞妥单抗的费用,尽管管理和AE管理成本较高。在所有时间范围(1年、5年、10年和终生)内,它都保持了较低的总成本和更好的预算可预测性。支持这些发现的是,一个假设的拥有1000,000名成员的健康计划将格罗菲妥单抗引入三线DLBCL市场,可在三年内节省总计728,697美元的成本和每成员每月0.0202美元。
3.2 实体瘤的应用
血液癌症传统上被排除在通常关注实体瘤的篮式试验之外。越来越多的证据表明,两种癌症类型都可能携带共同的驱动突变和可操作的表面标志物。BRAFV600E、ALK、FGFR1、NTRK融合、IDH1/2突变和PD-L1扩增等变异在不同恶性肿瘤中很常见,并可能对靶向或免疫疗法有效反应。
Tebentafusp是一类独特的TCE,称为ImmTAC,包含一个亲和力增强的T细胞受体融合到一个抗CD3 scFv。与传统的基于抗体的TCE不同,tebentafusp靶向葡萄膜黑色素瘤细胞表面HLA-A02:01分子呈递的细胞内抗原gp100,使其成为首个在美国和欧洲获得监管批准的基于TCR的TCE。在关键III期IMCgp100-202试验中,与研究者选择的疗法相比,tebentafusp显示出显著的总生存获益,中位OS为21.7个月对比标准治疗的16.0个月。值得注意的是,无论客观放射学反应如何,均观察到这种生存获益,表明tebentafusp可能调节肿瘤免疫微环境,而不仅仅是直接杀伤肿瘤细胞。然而其适用性仅限于HLA-A02:01阳性患者,将其使用限制在美国和欧洲约45%的人群。
Tarlatamab是一种半衰期延长的BiTE,同时靶向肿瘤细胞上的DLL3和T细胞上的CD3,以不依赖MHC的方式导致T细胞介导的肿瘤溶解。DLL3是一种抑制性Notch配体,在高达85%的SCLC患者肿瘤细胞表面异常表达,而在正常组织中表达极少,使其成为一个有吸引力的治疗靶点。Tarlatamab于2024年5月获得FDA批准,用于既往治疗进展后的广泛期SCLC,这是首个获批用于此适应症的TCE。在关键II期DeLLphi-301试验中,既往接受过治疗的SCLC患者每两周接受10毫克或100毫克的Tarlatamab。10毫克剂量显示出更优的获益-风险比,客观缓解率达到40%,59%的缓解者维持缓解至少6个月,9个月总生存率估计为68%。CRS在10毫克组中发生率为51%,但严重程度主要为1级或2级,且主要限于第一个治疗周期。
HPN424是一种新颖的、同类首创的三特异性T细胞衔接器,源自TriTAC平台。它具有三个不同的结合域:一个抗PSMA域靶向肿瘤细胞上表达的前列腺特异性膜抗原,一个抗白蛋白域结合血清白蛋白以延长循环半衰期,以及一个抗CD3域参与并激活T细胞以介导细胞毒性。它被设计为一种小型球状蛋白,以提高其渗透实体瘤的能力并改善药代动力学。在针对多线经治的mCRPC患者的首次人体1期剂量递增研究中,HPN424显示出可控的安全性,并提供了T细胞激活和PSA降低的药效学证据,8名患者在研究持续时间超过24周。
Xaluritamig (AMG 509) 是一种STEAP1 x CD3双特异性TCE,具有两个STEAP1结合域,旨在利用亲和力驱动的选择性靶向高表达STEAP1的肿瘤细胞。STEAP1是一种细胞表面抗原,在77-83%的前列腺癌转移灶中表达,在正常组织中表达有限。在针对97名大量预治疗的mCRPC患者的首次人体I期剂量递增研究中,xaluritamig实现了49%的PSA50缓解率和24%的总缓解率,在目标剂量>0.75毫克时,PSA50上升至59%,ORR上升至41%。CRS发生率为72%,但主要为低级别,仅限于第一周期,通过预给药和阶梯给药得以改善。尽管取得了这些进展,但由于免疫抑制微环境、异质性抗原表达和缺乏真正肿瘤特异性的表面标志物,实体瘤对T细胞衔接器疗法仍然具有挑战性。
实体瘤中处于临床研究阶段的其他新兴TCE靶点包括B7-H3、HER2、CLDN18.2和EpCAM掩蔽构建体,反映了TCE免疫疗法在实体癌中不断扩大的抗原格局。
3.3 TCE与CAR-T细胞疗法的比较评价
3.3.1 神经毒性和细胞因子释放综合征
CAR-T细胞和TCE之间的神经毒性特征显著不同。免疫效应细胞相关神经毒性综合征在接受CAR-T细胞治疗的患者中发生率为13-21%,持续时间比与TCE相关的神经毒性事件长4-5倍。与TCE相关的神经系统不良事件(如头痛)通常较轻,且发生率低于CAR-T细胞治疗中的ICANS。CRS是CAR-T细胞治疗最常见的不良反应,发生率在42%至100%之间,严重表现在高达46%的患者中出现,它由强烈的免疫激活和促炎细胞因子(包括IL-1、IL-6、IFN-γ和GM-CSF)释放增加引发。相比之下,与TCE相关的CRS通常限于首次给药,尤其是在阶梯剂量给药期间。症状通常在输注后4-16小时的中位时间内出现,发热是最初和最突出的临床症状。然而,由于发热并非特异性症状,应仔细排除其他原因,特别是感染。CRS相关的发热可能是高等级的,并可能持续数天,但与CAR-T细胞治疗相比,TCE的CRS和ICANS总体发生频率和严重程度显著较低。
3.3.2 临床疗效
与BCMA TCE相比,在既往接受过BCMA靶向治疗的患者中,BCMA靶向的CAR-T细胞治疗在RRMM患者中显示出优越的临床疗效。具体而言,CAR-T细胞组的总缓解率更高(79%对比51%),≥非常好的部分缓解率也更高(64%对比47%)。此外,CAR-T细胞队列的中位PFS和OS显著更长,PFS为6个月对比2个月,OS为30个月对比12个月。这些发现突显了CAR-T细胞治疗更深、更持久的反应。相比之下,靶向BCMA的TCE AMG 420在I期试验 (NCT03836053) 中显示出较低的CRS发生率,表明与RRMM中的BCMA靶向CAR-T细胞疗法相比,其安全性可能有所改善。
3.3.3 On-target, off-tumor毒性
尽管TCE(尤其是BiTEs)具有临床前景,但它们通过TAA靶向肿瘤细胞,但由于许多TAA也存在于正常细胞上,它们可能引起On-target, off-tumor毒性。一些BiTEs在临床试验中显示出不可接受的毒性,其中一个显著的例子是acapatamab,一种同时靶向CD3和PSMA的BiTE。在涉及转移性去势抵抗性前列腺癌患者的首次人体试验中,acapatamab在mCRPC中诱导了适度的抗肿瘤活性,31.6%的患者PSA降低≥50%,10.6%的患者出现部分缓解。然而由于其长半衰期,其临床效用受到高CRS率 (97.7%) 和眼部毒性 (40.6%) 的限制。
另一个众所周知的案例是solitomab,一种靶向EpCAM的BiTE,EpCAM是一种在各种上皮肿瘤中过度表达但在正常胃肠组织中也存在的抗原。Solitomab的I期试验因剂量限制性毒性(包括转氨酶升高和腹泻)而终止,无法确定安全的治疗窗口。这个问题出现的原因是,许多TAA虽然在癌细胞中过度表达,但在正常组织中也存在相对较低的水平,这使得健康细胞面临风险。通过肿瘤选择性激活TCE(包括蛋白酶激活构建体,如XTENylated蛋白酶激活T细胞衔接器和条件性双特异性重定向激活)来减轻靶向肿瘤脱靶毒性的策略,将在第5节中详细讨论。
3.3.4 成本与可及性
对于符合移植条件的新诊断多发性骨髓瘤患者,标准一线治疗包括来那度胺、硼替佐米和地塞米松的三药方案,随后进行自体干细胞移植。虽然该方案临床有效,但经济负担也很巨大。一个典型的方案,如来那度胺加地塞米松,估计药物成本为330,000美元。加入硼替佐米使成本增加到约385,000美元,而加入达雷妥尤单抗则进一步将成本增加到约627,000美元。这些数字还不包括间接成本,如支持治疗和监测。
除了一线治疗外,CAR-T细胞治疗也代表着一个更大的经济挑战。截至2023年,在美国,单次CAR-T细胞给药标价在424,000美元至543,828美元之间,当考虑到住院和支持治疗时,总体治疗费用可能接近100万美元。在免疫疗法中,FDA批准的用于B-ALL的BiTE贝林妥欧单抗,每个疗程定价约为89,000美元,是一种比CAR-T细胞治疗成本显著更低的替代方案。相比之下,CAR-T细胞治疗,尤其是在多发性骨髓瘤中,导致显著更高的经济负担。
3.3.5 机制和临床区别
CAR-T细胞治疗和TCE都激活T细胞以杀死恶性浆细胞,但它们的机制和临床操作有很大不同。CAR-T细胞需要个性化的体外基因修饰、扩增和自体T细胞回输。例如,在某些情况下,输注前,患者还必须接受氟达拉滨和环磷酰胺联合的清淋化疗,以增强CAR-T细胞的植入和扩增,可能导致生产延迟、操作复杂性和较高的前期成本。相比之下,TCE(如双特异性抗体)不需要体外修饰,通过同时结合CD3和TAA来利用患者自身的T细胞。这些“现货型”疗法可以靶向各种肿瘤抗原,并且可以在没有个性化制造延迟的情况下给药。
3.3.6 血液肿瘤与实体瘤的疗效对比
CAR-T细胞治疗在血液恶性肿瘤中比在实体瘤中更有效,部分原因在于它们能够通过血液和淋巴系统循环,从而直接接触血液中的肿瘤细胞。相比之下,实体瘤由于T细胞浸润有限和限制性的肿瘤微环境而更难治疗。尽管靶向CD19、CD20或BCMA的TCE在血液癌症中观察到了高缓解率,但它们在实体瘤中的成功有限。为了解决这个问题,开发了一种名为TriTAC的新型形式,它具有高结构稳定性、小分子尺寸、柔性连接子、长血清半衰期以及强效且特异性的T细胞介导的细胞毒性,以提高在实体瘤中的安全性和有效性。T细胞衔接器的临床应用见图3。
4 TCE的挑战与局限性
4.1 毒性和免疫原性挑战
虽然TCE已显示出强大的抗肿瘤活性,但其临床应用仍受到各种毒性和免疫相关并发症的限制。除了细胞毒性潜力外,TCE还显示出令人鼓舞的抗肿瘤效应,包括前列腺特异性抗原降低和放射学反应。然而它们的临床应用受到免疫原性(抗药物抗体的形成可能减少药物暴露和治疗效果)和免疫相关毒性(如CRS)的阻碍。
4.2 耐药机制
另一个重要挑战是肿瘤对T细胞衔接器的耐药性,因为肿瘤主要通过下调靶抗原表达来逃避免疫攻击。由于TCE以不依赖MHC的方式激活T细胞,涉及破坏HLA I类介导的抗原呈递的耐药机制(与传统T细胞疗法相关)在此处不太适用。相反,TCE特异性耐药途径包括抗原丢失、T细胞耗竭和免疫抑制性肿瘤微环境因素,这些可能源于基因突变、转录抑制或表观遗传修饰,最终导致免疫逃逸和治疗失败。这些局限性突显了开发下一代TCE以克服这些挑战的必要性。
4.3 药代动力学挑战和给药限制
TCE(如贝林妥欧单抗)在体内表现出快速的全身清除,限制了其给药灵活性和治疗窗口。例如,贝林妥欧单抗是一个55 kDa的小分子,缺乏Fc结构域且不结合新生Fc受体(FcRn),导致快速消除,血清半衰期约为2小时。最近的设计包含了半衰期延长功能,如Fc片段或白蛋白结合域,允许较低频率的给药(每周或每两周一次),同时维持T细胞激活和治疗效果。
4.4 肿瘤异质性与抗原逃逸
由肿瘤异质性和免疫编辑驱动的抗原丢失是损害T细胞靶向疗法(包括TCE)治疗效果的关键逃逸机制。最近的证据表明,通过BCMA丢失或突变导致的抗原逃逸是TCE治疗后复发的一种比以前认为的更常见的机制。TNFRSF17突变在抗BCMA TCE治疗后复发的患者中发现率为42.8%,而CAR-T细胞治疗后为6%,表明TCE施加了更强的选择压力。诸如p.Arg27Pro和p.Pro34del等突变损害了TCE结合,尽管表面BCMA可检测到,揭示了标准检测无法发现的功能性抗原逃逸。并非所有疗法都能同样影响一些二价或结构上不同的药物所保留的活性,这强调了TCE设计和表位靶向的重要性。这些发现突显了系列肿瘤分析对于识别新兴逃逸变体和指导治疗调整的价值。
5 克服T细胞衔接器局限性的策略
5.1 肿瘤特异性激活:XPAT蛋白
为了提高T细胞衔接器(TCE)的治疗指数,研究人员开发了肿瘤特异性激活策略,其中最突出的便是掩蔽抗体的开发。这类构建体在循环系统中保持非活性状态,并由肿瘤微环境(TME)中的肿瘤相关蛋白酶选择性激活。这些构建体有助于降低全身毒性和脱靶效应,但通常需要针对每个抗原靶点进行定制化工程改造(94)。XPAT蛋白是这类构建体中的一个新类别,其整合了蛋白酶可切割的掩蔽结构域。通过拓宽治疗窗口,XPAT相较于传统单克隆抗体和抗体药物偶联物(ADCs)展现出优势。与传统TCE在全身保持活性不同,XPAT构建体由TME内的肿瘤相关蛋白酶选择性激活,从而能够在肿瘤部位实现靶向性的T细胞衔接,同时在健康组织中保持惰性。其中,EGFR-XPAT和HER2-XPAT是领先的候选药物,采用相同的掩蔽和连接技术。EGFR-XPAT目前正在进行临床评估(NCT05356741)。体外研究已证实,蛋白酶激活的EGFR-XPAT和HER2-XPAT能诱导强效的T细胞介导的细胞毒性(EC50:1–2 pM),而其掩蔽形式则将脱靶杀伤效应降低了3,000至14,000倍,这充分证明了该方法的特异性和安全性。
5.2 CD3亲和力调节和PEGylation
改善TCE的另一种新兴方法为调节CD3结合亲和力,在平衡肿瘤杀伤效力、细胞因子释放和组织分布中起着关键作用。增加CD3亲和力与降低T细胞介导的杀伤相关,而降低亲和力则增强T细胞活化和细胞毒性,即使在低浓度下也是如此。例如,JY108通过专利化的PEGylated双特异性连接技术开发,靶向CD19和CD3e。这种设计显著降低了结合亲和力以改善安全性,并解决当前疗法的局限性。与DS-8201a相比,相关构建体JY207通过30k PEG-MMAE连接子有效载荷靶向PD-L1和CD47,在HER2/PD-L1/CD47阳性模型中实现了改善的肿瘤穿透、高效内化而无外排、无Fc相关毒性以及优越的肿瘤抑制效果。
5.3 多功能构建体
新的平台和联合疗法正在出现,以提高TCE的有效性和个性化。在这些创新中包括CiTEs,它通过在BiTE支架上添加一个免疫调节蛋白构建而成。这种添加有助于克服癌细胞介导的免疫抑制,从而提高治疗效果。随着不同平台的持续进步,免疫细胞衔接器正日益显示出作为可扩展和个性化癌症治疗的前景。
复发/难治性AML和高危MDS仍然难以治疗,尤其是在没有可操作突变或已用尽标准治疗的患者中。虽然清淋化疗后的NK细胞输注已显示出诱导缓解的潜力,但它们缺乏抗原特异性。为了克服这一点,开发了GTB-3550 TriKE,一种CD16/IL-15/CD33三特异性衔接器,将基于NK细胞的治疗与靶向接合相结合以增强疗效。早期研究显示出有前景的抗肿瘤活性,推动了I/II期临床试验。临床数据显示,NK细胞激活早在第3天就发生,第8天达到增殖高峰,并在给药周期结束时观察到持续的NK细胞扩增。
5.4 生物标志物驱动的选择
战略性的生物标志物驱动的患者选择,结合合理的联合方案,对于最大化治疗效果同时最小化耐药性和治疗相关毒性至关重要。肿瘤生物学和免疫学的持续进步正在为TCE治疗中的精准医学铺平道路,其中整合基因组、抗原和免疫谱的综合生物标志物面板可以指导靶标选择、预测反应和个性化治疗策略。例如,MajesTEC-1试验 (NCT04557098) 将BCMA表达作为选择生物标志物,以筛选适合特立妥单抗治疗的复发/难治性多发性骨髓瘤患者。
6 具有增强特异性和效力的下一代TCE
6.1 肿瘤选择性激活机制
肿瘤微环境的独特条件允许采用条件性激活策略,以提高癌症靶向疗法的安全性和有效性。在这种方法中,治疗部分(药物)与蛋白酶可切割的连接子相连,使偶联物保持非活性状态,直到被肿瘤相关蛋白酶切割。这种切割特异性地在肿瘤内释放活性药物,从而最大限度地减少全身毒性。该策略已成功应用于ADC的开发,其中两种此类化合物已获批用于癌症治疗的临床。
其中一个平台ProTriTAC是由Harpoon Therapeutics开发的TCE前药,它建立在单一多肽链上,包含三个源自抗体的人源化结构域:用于延长半衰期的抗白蛋白结构域、用于T细胞接合的抗CD3结构域以及用于肿瘤靶向的抗靶抗原结构域。抗白蛋白结构域上的掩蔽部分通过蛋白酶可切割的连接子连接,阻断CD3结合位点,使前药保持非活性。在肿瘤中,蛋白酶切割去除掩蔽物,激活药物以引导T细胞介导的杀伤。
条件性激活的双特异性TCE通过最大限度地减少对健康组织的靶向效应,提供了扩大治疗窗口的潜力,它们旨在解决第一代TCE无法区分肿瘤细胞和健康细胞的局限性。COBRA是一类新的TCE,专门设计用于主要在TME内变得活跃。COBRA在给药后结合细胞表面抗原,但仅在TME内激活T细胞接合。这种设计使COBRA在健康组织中保持非活性,同时在肿瘤中被选择性激活,从而提高了安全性和治疗精确度。
缺氧是约50%实体瘤的共同特征,影响肿瘤进展和治疗耐药性,而当前的检测方法往往忽视缺氧肿瘤微环境的复杂性,突显了进一步研究的必要性。目前,缺氧条件性CAR-T细胞在过继细胞治疗中显示出减少靶向肿瘤脱靶毒性的潜力。类似的策略可能塑造TCE未来的发展,以提高在实体瘤中的选择性和安全性。
6.2 三特异性和多特异性TCE
未来,三特异性抗体的发展及其可能向四特异性抗体(TetraMabs)的演变可能代表TCE设计的下一个前沿。这些多价和多特异性TCE代表了下一代癌症免疫治疗策略,旨在通过同时参与多个TAA和免疫通路来提高疗效。除了改善肿瘤特异性和解决耐药机制外,此类设计还表现出改善的药代动力学和药效学特征,以及对肿瘤细胞和HIV感染细胞的细胞毒性增强。
6.3 亲和力优化
开发有效的TCE受到CD3亲和力、TCE形式、TAA密度和靶标特异性之间复杂关系的限制,为了克服这些障碍,开发了一个新的TCE平台,以微调CD3的结合亲和力和结构形式,使其与TAA表达特征最佳对齐。这种方法的一个例子是人源双特异性抗体REGN4018,它同时结合Mucin 16(MUC16,多种癌症的常见诊断标志物)和CD3,从而促进招募和激活CD3+ T细胞对抗表达MUC16的肿瘤细胞。另一个有前景的候选药物TNB-585,具有低亲和力的抗CD3结构域,可能为前列腺癌提供有效治疗,同时与使用高亲和力抗CD3结构域的TCE相比,可能降低CRS的发生率和严重程度。
6.4 合成生物学及AI在优化TCE设计中的作用
合成生物学和人工智能已越来越多地整合到下一代TCE的开发中。AI已被用于通过分析免疫特征、医学成像和组织学数据来预测免疫治疗反应。通过大规模数据分析,AI可以发现隐藏的模式,预测患者结局,并帮助设计更个性化和有效的治疗策略。
一种新的TCE模型,即靶向TROP2的TCE,是在AI指导下开发的,具有一个CD3靶向臂和一个CD28靶向臂。这种双重靶向设计能够实现强烈的T细胞共刺激,并在体外显著增强T细胞介导的肿瘤细胞杀伤,相比仅具有CD3靶向臂的版本。它在保留双特异性抗体抑制肿瘤生长能力的同时,显著减少了T细胞分泌的Th1细胞因子。利用逻辑门原理,已开发出双输入CAR-T细胞和多特异性TCE,通过靶向两个输入而非一个来提高实体瘤的癌症选择性和疗效。这可能代表这两种技术的最佳应用,其中CAR-T细胞充当癌症归巢载体,局部分泌TCE,在肿瘤微环境中参与内源性T细胞。这些方法,结合门控逻辑输出进行工程改造,并与更具选择性和效力的逻辑门控TCE一起使用,可能在未来的实体瘤治疗中发挥关键作用。
6.5 扩展适应症至当前癌症以外
最近,将双特异性抗体用于癌症治疗的经验已成功扩展到抗病毒治疗,已开发出病毒特异性TCE,将CD8+ T细胞重定向至感染细胞表面展示的病毒包膜蛋白,此策略已针对HIV-1、巨细胞病毒、SARS-CoV-2和乙型肝炎病毒等病毒进行了探索。贝林妥欧单抗显示出在肿瘤学以外扩展应用的潜力。通过将T细胞上的CD3与B细胞上的CD19连接,贝林妥欧单抗促进靶向B细胞耗竭。除了在治疗血液癌症方面的有效性外,其降低免疫球蛋白水平的能力突显了其在治疗B细胞介导的自身免疫性疾病(如系统性硬化症)中的潜力。
6.6 联合策略:病毒和细胞平台
溶瘤病毒已成为开发创新抗肿瘤策略的灵活平台,无论是作为单一疗法还是与其他免疫疗法联合使用。溶瘤病毒疗法是一种治疗策略,使用天然存在或基因修饰的病毒特异性感染和消除癌细胞,而健康组织基本不受影响。一个显著的例子是溶瘤弹状病毒水泡性口炎病毒(VSV△51),它被工程改造以表达截短的HER2抗原。这使得能够使用曲妥珠单抗进行HER2靶向,将HER2阴性肿瘤转化为对曲妥珠单抗-美坦新偶联物敏感的HER2模拟物,并在体外、离体和体内模型中证明了疗效。此外,在肿瘤微环境内病毒递送TCE可能绕过血清半衰期短以及与全身和局部TCE产生相关的脱靶效应。实体瘤的BiTE疗法受到渗透性差、半衰期短和脱靶效应的限制,但将其与OV疗法相结合可能克服这些挑战,实现更精准的免疫治疗。同时,AgenT-797是一种创新的、异基因、“现货型”的iNKT细胞疗法,旨在在多种癌症类型中引发强大的抗肿瘤免疫。将下一代ICIs或双特异性衔接器与AgenT-797结合可增强疗效。AgenT-797通过激活T细胞、减少Tregs和刺激树突状细胞来放大检查点调节剂的活性。此外,它也可以被临床阶段的衔接器有效接合,产生比传统T细胞更有利的激活和安全性特征。
6.7 分泌TCE的T细胞和CAR-T细胞平台
一种改善TCE递送和治疗活性的新兴策略涉及工程改造T细胞以组成性分泌BiTE分子,从而在肿瘤微环境中实现局部和持续的TCE产生。这些所谓的衔接器T细胞(ENG-T 细胞)将过继性T细胞治疗的肿瘤归巢特性与TCE的旁观者T细胞招募能力相结合,克服了全身给药TCE的药代动力学限制,如半衰期短和肿瘤穿透性差。在一项基础性研究中,Iwahori等人证明,分泌EphA2xCD3双特异性分子的ENG-T细胞有效地将旁观者T细胞重定向至EphA2阳性肿瘤细胞,在胶质瘤和肺癌异种移植模型中实现了有效的抗肿瘤活性,并相比未治疗对照组具有显著的生存获益。类似地,靶向CD123的ENG-T细胞在临床前模型中显示出增强的抗AML疗效。为了纳入重要的安全机制,CD123-ENG T细胞被进一步改造以表达CD20自杀基因,使得能够通过利妥昔单抗介导清除ENG-T细胞,而不损害抗白血病活性。
基于这一概念,CAR-T细胞被工程改造以同时表达嵌合抗原受体和分泌TCE分子,创建一个双功能平台,将抗原特异性CAR介导的杀伤与TCE驱动的旁观者内源性T细胞招募相结合。这种方法利用CAR-T细胞作为肿瘤归巢载体,在免疫抑制性肿瘤微环境中局部产生TCE,而全身性TCE递送通常不足。值得注意的是,工程改造的分泌抗BCMA TCE的T细胞在临床前模型中显示出对多发性骨髓瘤的有效控制,并促进了免疫记忆。这些组合平台代表了下一代TCE设计中有前景的前沿,有可能解决CAR-T细胞治疗和传统TCE的关键局限性,包括抗原逃逸、T细胞耗竭和实体瘤渗透性差。
6.8 新兴的基于受体的形式:ImmTACs和TCR模拟抗体
除了传统的基于抗体的TCE之外,两种新兴的基于受体的形式正在推动T细胞重定向领域的发展。ImmTACs,以tebentafusp为代表(在第3.2节中详细讨论),利用亲和力增强的TCR融合到抗CD3 scFv上,靶向细胞内肿瘤相关肽-MHC分子,能够识别传统基于抗体的TCE无法接触的抗原。其他在临床开发中的ImmTAC分子包括brentetafusp (IMC-F106C),它靶向HLA-A*02:01上呈递的PRAME,并在皮肤黑色素瘤患者中显示出早期抗肿瘤活性,III期试验正在进行中。TCR模拟抗体代表了一种相关方法,使用工程化的抗体可变结构域以高特异性识别肽-MHC复合物,从而模拟TCR抗原识别,同时保留传统抗体的药代动力学优势。首个进入临床试验的TCRm T细胞衔接双特异性抗体RO7283420,靶向复发/难治性AML中HLA-A2上呈递的WT1肽,并在I期评估中显示出T细胞激活的药效学证据 (140)。总之,这些基于受体的形式显著扩展了T细胞重定向免疫疗法可靶向的抗原空间,超越了细胞表面蛋白,代表了下一代TCE发展的重要前沿。
7 结论
TCE已成为一种变革性的免疫疗法类别,通过以不依赖MHC的方式将细胞毒性T细胞重定向至TAA,在血液和实体恶性肿瘤中均显示出有前景的临床效用。本综述重点介绍了TCE从早期BiTE形式到下一代三特异性构建体、DARTs、TandAbs以及条件性活性设计(如XPATs和COBRAs)的演变。虽然贝林妥欧单抗和特立妥单抗等药物已在血液癌症中树立了标杆,但肿瘤抗原异质性、免疫抑制微环境、药代动力学限制和靶向肿瘤脱靶毒性等障碍继续挑战着TCE在实体瘤中的疗效。与CAR-T细胞治疗的比较分析突显了TCE在可制造性、给药和成本方面的优势,同时也揭示了在持久性和毒性方面的权衡。未来的创新在于亲和力优化、多功能形式以及与合成生物学、AI和溶瘤病毒疗法的整合。将其效用扩展到肿瘤学以外的自身免疫性疾病和感染性疾病进一步突显了其多功能性。工程学、生物标志物驱动的靶向和转化研究的持续进步对于释放TCE在精准免疫治疗中的全部治疗潜力至关重要。
参考文献
Front Immunol . 2026 Jun 3:17:1755512. doi: 10.3389/fimmu.2026.1755512.
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