下文预告:如果TCE双抗有两个anti-CD3的臂,会使免疫细胞互相攻击么?从亲和力的结合速率ka来探讨。
~本~文~提~要~
对于TCE双抗:
【1】为什么通过加快解离速率kd,来削弱anti-CD3亲和力?
【2】为什么不能强化anti-CD3亲和力?
【3】为什么不通过减慢结合速率ka,来削弱anti-CD3亲和力?
1.1【细胞与TCE双抗】
TCE (T cell engager)双抗被用于连接肿瘤细胞与T细胞。
↓ ↓ ↓ 下图左侧:肿瘤细胞表面,有肿瘤相关抗原(TAA)。
↓ ↓ ↓ 下图右侧:T细胞表面有CD3ɛ。
↓ ↓ ↓ 下图:双抗(BsAb)为1+1 Format,既抗TAA,又抗CD3。
↓ ↓ ↓ 下图左侧:Anti-TAA端为慢解离,即持续结合。↓ ↓ ↓ 下图右侧:Anti-CD3端为快解离,即短暂结合。
↓ ↓ ↓ 下图左侧:BsAb遇到肿瘤细胞,并牢固结合TAA。BsAb的绿色ani-CD3端,准备与CD3结合。↓ ↓ ↓ 下图右侧:BsAb遇到T细胞,并结合CD3,但由于解离迅速,每个BsAb只能短暂停留。呈现出“迎来送往”的景象。如果抓拍任一时刻快照,只能看到1个BsAb在T细胞表面。
↓ ↓ ↓ 下图:右侧T细胞,前去结合左侧肿瘤细胞。
↓ ↓ ↓ 下图:一个BsAb连接起两个细胞,这个连接是暂时的,因为红色箭头的结合,其解离速率很快,相当于倒计时。
↓ ↓ ↓ 下图:在解离倒计时之内,左侧的【TAA+BsAb】复合物,与右侧的【CD3】,如果刚好随机移动到两细胞交界面,很容易形成【TAA+BsAb+CD3】,就暂时无法逃离,此处相当于一个陷阱。
↓ ↓ ↓ 下图:在局部形成多个【TAA+BsAb+CD3】连接,才能进而形成免疫突触。然后T细胞消灭肿瘤细胞。
↓ ↓ ↓ 下图左侧:有一个其他的免疫细胞,表面表达了FcγR受体(CD16、CD32、CD64)。这个免疫细胞也处于“迎来送往”的状态,与体内各种抗体短暂结合。FcγR受体与抗体Fc之间,大都也是弱亲和力。↓ ↓ ↓ 下图右侧:T细胞表面牢固结合了很多BsAb。↓ ↓ ↓ 下图:左右两个免疫细胞相遇并结合。两侧细胞膜紧密贴合,导致两种免疫细胞表面各种免疫受体,互相结合成功的概率(即结合速率ka)大大增强,可谓是免疫受体结合的狂欢,免疫激活与免疫抑制共同迸发。引燃细胞因子风暴(CRS),直到这时,T细胞可能都还没遇见肿瘤细胞的TAA呢。Q:那把Fc Silencing突变,比如LALA突变等方案,可以么?A:Fc沉默突变,通常无法彻底消除抗体与FcγR的亲和力,实验依然能检测到很弱的结合信号。只要连接点足够多,即结合价数足够多(Multivalent),很弱的亲和力也能使两个细胞连接。
↓ ↓ ↓ 下图:BsAb牢固结合肿瘤细胞,BsAb也牢固结合T细胞。在BsAb浓度过量的情况下,两种细胞却无法结合,即Bell-Shape曲线的问题。
↓ ↓ ↓ 下图:在某一时刻,T细胞表面只有一个BsAb,左侧FcγR与右侧BsAb之间虽有弱结合,但会迅速解离,不会产生实质性影响。
Q:本文通过加快解离速率kd,来削弱anti-CD3亲和力。那换个思路,通过减慢结合速率ka,来削弱anti-CD3亲和力,是不是一样呢?A:↓ ↓ ↓ 下图,本文曾提及:“如果抓拍任一时刻快照,只能看到1个BsAb在T细胞表面”。需要有快速的解离速率kd,才能产生这种稳态steady state的效果。A:↓ ↓ ↓ 下图,从结合曲线上观察,把结合阶段时间延长。对于绿色的快速解离,任意浓度下,很快就会形成这种稳态steady state的效果。结合阶段其实是结合动作与解离动作同时在发生。新结合的分子与新解离的分子,刚好在binding signal上互相抵消。对于橙色的缓慢结合,只要结合阶段时间足够长,binding signal会持续上升。↓ ↓ ↓ 下图:红色是CD64,是FcγR之中一种受体。黄与绿是抗体重链,白色是抗体轻链。CD16、CD32也结合于相同位点。(ProA、ProG、FcRn与抗体Fc都是二价结合,即一个Fc Dimer能结合两个ProA。但FcγR、C1q都是单价结合)↓ ↓ ↓ 下图:假如强行让一个白色Fc,结合红与蓝两个CD64,那红与蓝之间会有空间位阻。说明:Fc只能结合一个CD64。大自然为什么要让抗体单价结合FcγR呢?假设是二价结合,那表达FcγR的免疫细胞,很容易就与路过的抗体形成二价结合,免疫细胞表面将铺满抗体。
如果只知道亲和力KD数值,而没有结合速率ka,也没有解离速率kd,其实很难猜测抗体具体性质。尤其是对于anti-CD3的设计,其亲和力很关键。Lim, KyoungSoo et al. “Clinical Pharmacology Strategies for Bispecific Antibody Development: Learnings from FDA-Approved Bispecific Antibodies in Oncology.” Clinical pharmacology and therapeutics vol. 116,2 (2024): 315-327. doi:10.1002/cpt.3308在这篇Review中,作者辛苦搜集了各个亲和力KD,其中很多KD数据极难查找。在很多其他Review中,都并未展示亲和力相关数据。
Q:小编写本文,是打算重点推荐TCE双抗么?
A:小编优先推荐双抗ADC设计。前文链接如下:
《传奇生物亲和力启示》 《传奇生物亲和力续篇》
↓双抗ADC,亲和力设计:
双抗ADC两步结合优势:TME的肿瘤细胞高表达靶点A与B,靶点A在健康器官1中也有表达,靶点B在健康器官2中也有表达。双抗只有先结合靶点A,才能再结合靶点B。两步验证后,才启动攻击。
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24~25分钟……【Proposal】纯化…高通量筛选抗体!
Q: 多位朋友问小编:这个公众号是由小编一个人写的么?
A: 是的,这个公众号是小编我一个人写的。四集抗体长视频也是小编一个人制作的。