下一代杀手锏,NK细胞结合器!

文摘   2024-10-21 19:12  

前言:NK细胞结合器(NK Cell Engagers,NKCE)和T细胞结合(T Cell Engagers, TCE)的第一性原理是一样的。

都通过一段具有特异性识别的蛋白,把肿瘤细胞和免疫细胞拉在一起,形成免疫突触,激活免疫细胞,从而杀掉肿瘤细胞。

在进行药物设计时,相同的是肿瘤相关靶点,不同的是TCE靶向T细胞常用anti-CD3,而靶向NK细胞的靶点就非常多了。

1、CD16a

CD16a,也称为FcγRIIIa(Fc受体,可参考《清晰!FcR的系统梳理!》),在CD56dim NK细胞中大量表达的激活受体,它锚定在NK细胞膜上,并与CD3ζ和/或FcεRIγ链相关。

IgG抗体Fc结合后,CD16a分子发生聚集,导致CD3ζ和/FcεRIγ的ITAM基序的酪氨酸残基被Src家族激酶磷酸化。随后,在NK细胞中触发信号级联反应,激活NK细胞。

CD16a具有非常独特的特点:它不需要其它额外受体的共同结合就能实现对NK细胞的最佳激活。

这一点非常重要,以T细胞结合器为例,某些双特异性T细胞接合器(BiTE),需要共刺激受体CD28的接合才能完全激活T细胞。

也因此,CD16a是NKCE开发最受欢迎的靶点!

目前许多靶向CD16a产品处于临床前或临床试验中,最有名的公司是Affimed,进展最快的管线AFM13就是一种靶向CD16a的NKCE。

AMF13分子量为110 kDa,结构是由串联同二聚体组成的四价的双特异性抗CD30xCD16a,该药物是抗CD30和CD16a抗体的Fv重链和轻链结构域通过9个氨基酸的Linker构建的。

临床试验表明,AMF13 可有效治疗复发或难治性霍奇金淋巴瘤患者,并且在持续治疗期间耐受性良好。随着 AFM13 的有效性得到证实,具有相似结构的NKCEs也被开发出来分别靶向EGFR vIII(AFM22)、EGFR(AFM24)和BCMA(AFM26)。

CD16a在被激活后,会迅速从NK细胞中裂解。CD16a的下调可以促进NK细胞在细胞溶解后脱离,从而能够参与下一个靶细胞的降解。不过,这个过程也可能会使靶向CD16a的NKCE效果降低。

另外,中性粒细胞的膜结合CD16b受体胞外结构域与CD16a结构域非常相似,靶向CD16a可能引起中心粒细胞的过度活化。而且血清中也存在可溶性CD16,主要是中性粒细胞表面脱落的CD16b和从NK细胞脱落的少量CD16a,这可能与竞争结合NKCEs,从而大大降低其有效性。

2、NKG2D

NKG2D是一种二硫键连接的同二聚体C型凝集素样受体,在NK细胞、NKT细胞、CD8+ T细胞亚群和γδT细胞亚群中表达。其胞内域缺乏ITAM,但与一种称为DAP10的接头蛋白结合。

DAP10的尾部包含一个基于酪氨酸的YxxM基序。在Src家族激酶磷酸化酪氨酸后,DAP10诱导PI3K和Grb2/Vav1/PLCγ信号转导复合体的募集和激活,从而激活NK细胞。

NKG2D介导的肿瘤细胞杀伤比CD16a介导的肿瘤细胞杀伤更快,但其激活强度相对较弱。此外,在缺乏NKG2D配体的肿瘤中,NK细胞的运动能力更差,这表明靶向阻断肿瘤中NKG2D 配体可能有助于将肿瘤浸润的NK细胞保留在肿瘤内。

3、Nkp30

Nkp30是一种Ig样跨膜蛋白,具有单个V型胞外结构域,在静息和活化的NK细胞中组成型表达。与CD16a类似,Nkp30也通过和CD3ζ和/或 FcεRIγ链的二硫键连接完成胞内信号转导。

Nkp30在被接合时触发NK细胞脱颗粒和细胞因子释放,与CD16a不同的是Nkp30在NK激活后不会迅速降解,使其成为比CD16a更有希望获得疗效和持久性的靶标。

目前,Compass therapeutics的药物CTX-4419(靶向BCMA)已经公布了其临床前的数据,表现出了优秀抗MM肿瘤效果。

CTX-4419的结构为两个抗Nkp30的Fab片段连接在抗BCMA IgG1 抗体重链的C端。

不过Nkp30用作NCKE开发的靶标时,Nkp30的较低表达量可能是一个问题。研究表明,每个NK细胞表面大约1000个Nkp30分子,远低于 CD16a的密度(~7万个)。

4、Nkp46

Nkp46是与Nkp30具有许多相似特征的NK激活蛋白。但Nkp46具有两个细胞外C型Ig结构域,而Nkp30只有一个Ig结构域。

单独结合Nkp46仅微弱激活NK细胞,与其他激活受体(如2B4、DNAM1或CD2)共同结合可显著增强NK细胞活化。

Nkp46在多种癌症(包括肺癌、急性髓性白血病和乳腺癌)的肿瘤浸润 NK细胞中表达,因此有望成为NKCE开发的靶标。

Cytovia therapeutics的四价Nkp46xCD38(CYT-338)正在开发中。CYT-338具有IgG1骨架,其Fc区介导NK细胞ADCC,Fab区域识别 Nkp46,靶向肿瘤抗原CD38的Fab片段对称地附着在IgG骨架重链的N 端(FLEX-NK)。在IgG的恒定区引入突变,以最大限度地减少重链和轻链的错配。

CYT-338与MM细胞系的结合比Daratumumab 高3倍,并且显示出更强的剂量依赖性

5、Nkp80

Nkp80又称为KLRF1,是一种类似于NKG2D的同型二聚体C型凝集素样受体,它主要在NK细胞中表达。

Nkp80的胞浆尾部带有一个半ITAM 样序列(YxxL),结合后,该序列与Lck和Syk结合。Nkp80唯一已知的天然配体是C型凝集素(AICL)。

然而,相对较低的表面表达Nkp80(每个NK细胞约5000个)可能需要一些特殊的NKCE设计考虑,如增强灵活性和多价,以提高靶向Nkp80 的功效。

6、NKG2C

NKG2C,也称CD159a,是一种特异性识别HLA-E的激活受体。它与 CD94形成异二聚体,并通过其跨膜结构域中带正电荷的残基与DAP-12 结合。

NKG2C主要在缺乏NKG2A的成熟NK细胞中表达,其表达增加表示“记忆”NK 细胞表型。

与CD16a类似,NKG2C可以单独激活NK细胞。不过NKG2C在激活NK 细胞后不会迅速降解,使其成为 NKCE开发的有前途的候选者。

然而,与CD16a相比,NKG2C的局限性是它的表达水平较低且可变,因此,由于NKG2C+ NK细胞群较少,NKG2C-NKCE 可能对某些患者无效。

7、其它潜在激活受体

其它可能的受体包括KIR2DS和KIR3DS,CD160、DNAM-1以及2B4等。

KIR2DS和KIR3DS是抑制性NK细胞Ig样受体(KIR)家族成员,不过他们是两种激活受体。与其他KIR共享两~三个Ig样胞外结构域,但胞内没有ITIM研究表明,KIR2DS的表达与NK活化和细胞因子产生呈正相关。因此,KIR2DS和KIR3DS 是 NKCE 开发的潜在候选者。然而,和抑制KIR的胞外结构域的高同源性可能使获得区分这两种类型KIR的特异性CDR序列变得具有挑战性。

CD160是一种Ig样跨膜蛋白,类似KIR受体,在一部分具有高细胞毒性的NK细胞和一部分T细胞中表达。与其配体HLA-C结合后,CD160可活化NK细胞导致高效的肿瘤细胞杀伤和细胞因子释放, 使其成为NKCE 开发的潜在靶标。然而,CD160已被证明在激活NK细胞后发生下调。

DNAM-1,也称为CD226,是另一种在NK细胞、T细胞和某些髓系细胞中组成型表达的激活受体。它是一种跨膜糖蛋白,具有两个Ig样结构域。DNAM-1 在 NK 细胞上的表面表达较低。因此,未来DNAM-1 参与的 NKCE 开发需要更具体的设计策略。

2B4 (SLAMF4,CD244)属于SLAM(信号转导淋巴细胞激活分子)家族,在NK和CD8+ T细胞中表达。它有两个Ig样胞外结构域和一个细胞质尾部,具有四个基于免疫受体酪氨酸的开关基序(ITSM),它可以与Nkp46、NKG2D和DNAM-1协同作用,从而显著增强NK细胞活化。

胖猫的生命科学札记
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