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全面解读:首个上市CD20xCD3双抗作用机制

来源:抗体密码-大脸猫 发布时间:2022-06-13

该双特异抗体的批准基于一项代号为GO29781的多中心、开放标签I/II期研究积极结果。该项研究中,mosunetuzumab显示出高完全缓解 (CR) 率,大多数完全缓解者维持缓解至少18个月,并且mosunetuzumab在接受大量预处理FL患者中具有良好的耐受性。中位随访18.3个月后,患者CR率为60% (n=54/90),ORR为80% (n=72/90),中位无进展生存期为17.9个月。应答者的中位缓解持续时间为22.8个月。本篇文章我们将从临床前作用机制和临床设计及临床数据详细剖析一下mosunetuzumab。

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   Mosunetuzumab的设计
Mosunetuzumab为1+1非对称双特异抗体,其利用Knob-In-Hole防止重链错配,同时抗体的Fc端进行N297突变,去除该位点的糖基化,并去除了抗体的ADCC和CDC相关效应功能。在生产表达方面,该抗体使用大肠杆菌分别对两个抗体表达,然后再将抗体混合组装,从而避免双抗轻链错配(部分资料有冲突,以最终公司披露为准,但是大概率为大肠杆菌生产)。

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CD3e抗体序列
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CD20 抗体序列

EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGYTFTSYNMHWVRQAPGKGLEWVGAIYPGNGDTSYNQKFKGRFTISVDKSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCARVVYYSNSYWYFDVWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYGSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLWCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(重链)


DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRASSSVSYMHWYQQKPGKAPKPLIYAPSNLASGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQWSFNPPTFGQGTKVEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC(轻链)

   作用机制
抗体的激活依赖CD3和CD20,并且与Fc无关
在体外,利用大肠杆菌表达的Mosunetuzumab双抗,无论是完整抗体还是F(ab`)2形式,其对肿瘤细胞的杀伤效果相当,因此其对肿瘤细胞的杀伤不依赖Fc(下图A)。体外研究同时证明,抗体对肿瘤的细胞的杀伤需要同时结合CD3和CD20两种抗原,并且在肿瘤杀伤过程中CD8+T细胞具有更大的作用(下图C-F)。
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抗体对肿瘤细胞的杀伤与CD20抗原的表达正相关,抗原表达量越高,抗体杀伤效果越好(下图A);并且抗体可以对健康人的B细胞进行杀伤,其EC50s在0.4-140 ng/ml之间(下图B)。

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在NSG动物模型中,Mosunetuzumab双抗(CD20-TDB)给药后,小鼠血液中的B细胞数量持续下降,并且在第21天基本被清除完毕,在治疗的第21天小鼠脾脏中的B细胞也基本上被清除完毕。而对应的血液中的CD8+T细胞的数量在给药后一周达到最高值,后续逐渐回落。

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CD20-TDB可以在体内外对病人的CLLB细胞进行杀伤

在体外实验中,研究者利用来自于9位T细胞含量较低的病人的PBMC对CD20-TDB的活性进行评价,研究结构表明,双特异抗体对肿瘤细胞的杀伤活性与病人PBMC中的T细胞含量成正比(下图A)。当利用健康人的PBMC对其进行补充后,双抗对肿瘤细胞的杀伤能力被大幅度提高(下图B)。来自于具有较低E:T的病人(A1837-1:8;A183D-1:18)剂量杀伤曲线,及剂量-T细胞激活曲线证明,在病人体内,双抗的对B细胞的杀伤能力与健康人中类似,其EC50s在0.4-140 ng/ml之间。

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CD20-TDB可以杀伤CD20低表达肿瘤,并且不受CD20抗体的影响

NALM-6,SC-1和OCI-Ly19三个CD20低表达肿瘤细胞,其细胞表面CD20的表达都低于500个(下图A)。在体外杀伤实验中,已经上市的CD20抗体rituximab无法对这些肿瘤细胞进行有效杀伤,然而CD20-TDB双抗依然具有较好的杀伤效果,其EC50 <10 ng/ml。在体外结合实验中,rituximab对这些肿瘤细胞的结合能力在8.6 nM,而CD20-TDB双抗的亲合力为~50 to 100 nM,远远低于rituximab,这证明CD20-TDB双抗对肿瘤细胞的杀伤仅需要CD20低表达即可。

因为在临床中rituximab已经被广泛的用于B细胞肿瘤的治疗,并且CD20-TDB双抗对CD20的结合表位和rituximab,因此研究者想了解rituximab的治疗是否会影响CD20-TDB双抗的治疗效果。利用rituximab处理健康病人的PBMC,然后加入CD20-TDB双抗进行治疗,结果表明rituximab在高浓度下对CD20-TDB仅有较弱的影响,而在低浓度下几乎没有影响,该结果在人源化小鼠中同样得到了验证(下图C-D)。这些体内和体外实验结果证明,CD20-TDB双抗仅需要CD20低量的表达即可对肿瘤细胞进行杀伤,而且T细胞对肿瘤的杀伤并不需要形成稳定的免疫突触。

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   临床设计及结果

临床设计

NCT02500407 I期临床共招募230位病人,这些病人被分为两组。A组接受固定剂量药物治疗,初始利用单个病人单剂量递增研究,当病人出现2级CRS反应后转入3+3剂量递增研究(0.05-0.2 mg),给药方案是静脉注射每三周给药一次。B组同样是21天为一个疗程,采用3+3临床设计并采用递增剂量,在一个疗程的day1和Day8接受较低的剂量,在Day15和第二个疗程的Day1给目标剂量。

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病人情况

在A组接受固定剂量治疗的病人没有达到最大耐受剂量(MTD),并且病人在接受1.2 mg时出现疗效,因此后续B组治疗在Day1和Day8分别采用1mg/2mg的初始低剂量。B组的病人入组情况如下表所示:病人在接受双抗治疗前平均接受过3线治疗,其中129位病人为侵袭性NHL,68位病人惰性NHL,并且151位病人在接受双抗治疗前已经接受过抗CD20治疗,并且部分病人接受过CAR-T和干细胞移植治疗。

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I 期临床安全性

无论是A组0.05-2.8 mg固定剂量治疗还是B组0.4/1.0/2.8-1.0/2.0/60 mg(第一疗程的 day 1/8/15)剂量递增治疗,都没有达到最大耐受剂量(MTD)。B组治疗中的AEs如下图所示:常见的任何级别 AE(> 20% 以上)是中性粒细胞减少症(28.4%)、CRS(27.4%)、低磷血症(23.4%)、疲劳(22.8%)和腹泻(21.8%)。71.1%的3级AE反应发生在B组,其中中性粒细胞减少 (25.4%)、低磷血症 (15.2%) 和贫血 (9.1%)。

CRS:B组病人中的27.4%CRS中,20.8%为1级; 5.6%为2级; 1.0%为3级; 没有4级CRS发生,主要症状为发热,寒战,心动过速和低血压。CRS多数发生在治疗的第1天和第一疗程的第15天,持续中位时间为2天。

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临床疗效

在B组评估的129位侵袭型B-NHL病人中(aNHL),双抗的疗效如下图A所示, ORR为34.9%,CR 为19.4%;所有响应者的中位持续时间为7.6 (95% CI, 5.6 - 22.8),完全响应者的中位持续时间为22.8 (95% CI, 7.6 - NE),下图C。在B组评估的68位惰性B-NHL病人中(iNHL), ORR为66.2% ,the CR 为48.5%。所有响应者的中位持续时间为16.8月 (95% CI, 11.7 - NE),完全响应者的中位持续时间为20.4 月(95% CI, 16.0 - NE)。

在已经接受CAR-T治疗的19位病人中(iNHL=4,aNHL=15),ORR为36.8% ,CR为26.3%(下表)。

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药物暴露-响应的关系

药物暴露-响应分析表明,药物的PK(CD20 RO%:CD20占有率 和  AUC)和药物在侵袭型B-NHL病人中(aNHL)及惰性B-NHL病人中(iNHL)治疗的ORR和CR正相关(治疗的前42天)。在aNHL病人中,药物最大暴露时(下图A),其CR和ORR分别为35% (n=12/34) 和 56% (n =19/34);而在iNHL病人中,药物最大暴露时(下图B),其CR和ORR分为65%(n=13/20) 和 75% (n=15/20)。在CRS方面,固定剂量的A组,其CRS随着药物暴露剂量的增加有上升的趋势;而在剂量递增的B组,该现象被消除(下图C)。

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RP2D确定及扩展临床结果

上述药物暴露-响应的关系研究表明,双抗在剂量递增组具有较高的安全性,而且治疗效果和药物暴露正相关,因此研究者选择了B组测试的最大剂量作为RP2D(1/2/60),并且在RP2D扩展组采用1/2/60/60/30 mg的给药方式,即第一疗程的Day1/Day8/Day15分别给药1/2/60mg,第二疗程的Day1给药60mg,后续疗程的Day1给药30mg(每三周一个疗程)。

研究共入组90例患者,其中76.7%的患者患有III或IV期疾病,既往治疗线数的中位值为3。78.9%的患者对既往抗CD20(aCD20)抗体的治疗无应答,53.3%的患者对既往aCD20抗体和烷化剂的治疗均无应答(双重难治)。52.2%的患者在初始治疗开始后24个月内发生PD(POD24)。

截止2021年8月27日,随访的中位时间为18.3个月,主要研究终点CR率达60%(由独立审查机构评估),显著高于研究设计时参考的既往对照CR率(14%)。最佳客观缓解率(ORR)达80%,且CR率和ORR在各个亚组中基本保持一致(如表1所示)。首次应答后,所有患者的12个月的无事件生存率(EFS)为62%,CR患者的EFS为76%。

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(截止2021.8.27)

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2021.3.15

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不同分组病人治疗结果详细情况(截止2021.3.15)

   小结

Mosunetuzumab为罗氏旗下Genentech开发的1+1非对称双特异抗体,其利用Knob-In-Hole防止重链错配,同时抗体的Fc端进行N297突变,去除该位点的糖基化,并去除了抗体的ADCC和CDC相关效应功能。临床前研究表明,Mosunetuzumab可以有效的杀伤CD20高表达和低表达的肿瘤细胞,而且该杀伤不依赖抗体的Fc效应功能,主要是通过CD3激活T细胞对肿瘤进行杀伤。在临床前的体内或者体外实验中,Mosunetuzumab在rituximab(CD20单抗)存在的情况下,依然可以有效的抑制肿瘤细胞,因此Mosunetuzumab在临床中也有潜力用于治疗对rituximab耐药肿瘤。

Ⅰ期临床研究表明,Mosunetuzumab在iNHL病人中具有更佳的治疗效果,其CR和ORR分别为65%(n=13/20) 和 75% (n=15/20)并且其疗效与药物暴露正相关。另外,与临床前研究结果相一致,Mosunetuzumab在RP2D治疗组中同样对CD20抗体rituximab耐药的病人具有疗效,其ORR为76%,CR为52%;对CD20抗体和烷化剂双重耐药的病人,其ORR和CR分别为69%和48%。

在临床方面,目前罗氏开展了多达19项关于Mosunetuzumab(作为单药或者与其它药物联合治疗)临床实验用于治疗多种不同类型的血液肿瘤,包括CLL,FL,BCL,MZL等。

参考来源:
[1] Liping L. Sun, Diego Ellerman, Mary Mathieu et al.Anti-CD20/CD3 T cell–dependent bispecific antibody for the treatment of B cell malignancies. Science Translational Medicine 2015

[2] https://news.medlive.cn/hema/info-progress/show-184120_112.html

[3] Lihua E. Budde, MD; Sarit Assouline, MD; Laurie H. Sehn, MD et al. Single-Agent Mosunetuzumab Shows Durable Complete Responses in Patients With Relapsed or Refractory B-Cell Lymphomas: Phase I Dose-Escalation Study. American Society of Clinical Oncology

[4] 抗体序列来源umabsDB数据库(www.umabs.com)