全面解析!首个上市的HER3/HER2双抗

文摘   2024-12-06 18:17   江苏  
2024年12月4日,Merus宣布FDA批准其HER2/HER3双抗Zenocutuzumab上市,用于治疗NRG1+ 胰腺癌和非小细胞肺癌,商品名为Bizengri。Zenocutuzumab成为全球首款获批上市的HER2/HER3双抗,也是首款治疗NRG1阳性癌症的双特异抗体

此次获批基于eNRGy研究,该研究是一项多中心、开放标签临床研究,招募了晚期不可切除或转移性NRG1+胰腺癌或NRG1+NSCLC 患者,并且患者在既往全身治疗期间或之后出现疾病进展。在NRG1+ 胰腺癌患者中(n=30),Bizengri组的总体缓解率(ORR)为 40% ,缓解持续时间(DOR)为3.7个月至 16.6个月;在NRG1+ NSCLC患者中(n=64),ORR为33%,中位DOR 为7.4 个月,以下是详细的临床数据。

2023年的ESMO会议上,Merus公布了临床疗效,其临床给药方案如下所示,符合入组条件的NSCLC和PDAC患者接受750mg的药物治疗,每两周接受一次IV注射给药治疗,并在治疗后,每8周接受疗效评估。该一期临床共入组79位NRG1+的NSCLC患者,33位NRG1+的PDAC患者。

NRG1+非小细胞肺癌(NSCLC)疗效

入组的79位NRG1+患者大多数都是通过RNAseq或者DNAseq鉴别,这些患者在接受治疗前72%接受过化疗,另外有11%的患者接受过阿法替尼治疗。NRG1融合中,多少位CD74融合,其次为SLC3A2。

经过Zenocutuzumab治疗后,37.3%的患者达到了客观缓解(95% CI: 26.5 - 48.9; 29/78),临床获益率为61.5%,并且有25%的患者在数据统计时依然接受治疗。该疗法的DoR为14.9 个月(95% CI: 7.4-20.4)。

NRG1+胰腺导管腺癌(PDAC)疗效

33位入组的患者在接受Zenocutuzumab治疗前平均接受过2线治疗,所有患者都有肝转移,其中最常见的是ATP1B1 (55%)融合。

Zenocutuzumab治疗后,客观缓解率为42.4% (95% CI, 25.5–60.8) ,其中有一位患者达到了完全缓解CR,13位患者为ORR,并且45% 的患者病情稳定(SD)。82%的患者在接受治疗后,肿瘤都曾经缩小过,临床的整体受益率为72.7% (95% CI, 54-87)。该疗法的中DORw为9.1 个月 (95% CI, 5.5–12.0,并且在接受评估的27位患者中,有78%的患者CA19-9的水平相比于基线时有高于50%的下降。


安全性方面:Zenocutuzumab在两种患者中的主要副作用为腹泻,注射相关的反应,疲劳,恶心,呕吐和贫血。3级及以上的副作用发生率为6%,没有患者因为副作用停止治疗,因此安全性良好。

看完临床数据,再来看看临床前数据,详细的了解一下该抗体是如何开发的

zenocutuzumab的筛选

为了能够筛选到多种类型的抗体,研究者采用不同的方式免疫C57/BL小鼠,如表达HER2或者HER3的细胞,蛋白,DNA等同时也采用了混合模式的免疫增强策略。免疫后获取可变区VH基因并且与特定的人轻链cCL构建标准噬菌体库进行抗体筛选,最终获得63种HER2单克隆抗体,117种HER3单克隆抗体。其中HER2的抗体根据其结合的表位分为7大类,而HER3的抗体根据其结合的表位,以及对HRG激活的MCF-7的抑制能力分为7类。


首次筛选选取22 HER2 和32 HER3抗体两两配对组装成双特异抗体(抗体的构建利用Merus的Biclonics®双特异抗体平台:DEKK突变防止重链错配:一条重链上为D351,E368突变,另外一条重链上K351,K366突变;共同轻链防止轻链错配)。并利用表达HER2和HER3的BxPC-3细胞测试双抗的抑制作用。

第一轮的筛选表明含有结合HER2第一结构域的双抗具有较好的抑制肿瘤细胞生长的能力,因此研究者囊括了更多类型的HER2第一结构域的抗体,并与HER3的抗体组装成双抗进行第二轮筛选(共545种双抗)。筛选同样考察抗体对BxPC-3细胞的抑制能力(含有HRG和不含有HRG两种条件),结果有192种双抗在没有HRG的条件下可以抑制BxPC-3细胞的生长,236种双抗在HRG存在的条件下抑制BxPC-3细胞生长;并且82种抗体对BxPC-3的抑制能力强于曲妥单抗(已上市HER2单克隆抗体)。进一步验证后选取40个双抗进行进一步筛选(下图)

进一步的筛选检测抗体对MCF-7细胞的抑制能力,并且与已知的HER2或者HER3抗体进行比较(T:trastuzumab抗体,P:pertuzumab抗体;MM-121:一个HER3单抗;MM-111:HER2/HER3双抗)。40个双抗中选取9个抑制能力强于T+P的双抗在BxPC-3接种的动物模型中验证对肿瘤的抑制能力,最终选取4个(PB3710, PB3448, PB3441,和PB3566)对肿瘤细胞具有强劲抑制能力的双抗。



经过验证后选取药效最强的PB3566进行人源化改造,同时进行可开发性以及可制造性优化后获得最终的HER2/HER3双抗PB4188(临床中的MCLA-128)


zenocutuzumab的功能验证


PB4188可以在高浓度的HRG条件下抑制肿瘤

前期是在无差别的条件下筛选到了药效最强的双特异抗体,后续为功能上的进一步验证。与MM-121 HER3单抗相比,PB4188在高浓的HRG条件下依然具有很强的抑制能力,而其它HER2或者HER3抗体在较高的HRG浓度下机会丧失抑制能力(下图C和D)。


PB4188抑制HRG介导的HER2/HER3异源二聚体


HER家族可以通过异源二聚体激活下游信号,而HER2抗体可以抑制EGF诱导的EGFR/HER2二聚体,或者HRG诱导的HER2/HER4 和HER2/HER3二聚体的形成。而PB4188可以抑制HRG诱导的HER2/HER3二聚体以及EGFR/HER3二聚体的形成(下图A-D)
在毒性方面,有研究报道trastuzumab 单独或者与 pertuzumab联合使用,再和蒽环霉素一起使用会造成心肌细胞相关毒副作用,而PB4188不存在相关毒性(下图E)。
在抑制HER2/HER3相关下游信号通路磷酸化方面,PB4188可以有效的抑制HER3和Akt的磷酸化,从而防止相关通路的激活,进而抑制肿瘤细胞的生长(下图F-G)



与HER2结合的Fab决定抗体的亲合力


在不同的肿瘤细胞中,PB4188与单价的HER2抗体(HER2 X TT: PB4188的Fab臂与不相干的抗体组成的双抗)具有相同的结合能力,这表明不同HER3的表达对抗体亲合力影响较小(下图A)。并且在HER2表达升高的肿瘤细胞中,HER2 X TT的亲和力和PB4188相当,而HER3 X TT的亲和力比PB4188高近10倍,这同样说明PB4188的亲和力由HER2 Fab决定(下表)。该现象同样在小鼠肿瘤模型中得到验证(下图B和C),因为HER3的高亲和力并没有使HER3单克隆抗体更多的集中于肿瘤部位。



PB4188 LF在体内抑制HRG诱导的肿瘤细胞的生长


PB4188 LF为低岩藻糖的PB4188,具有更强的ADCC效应。在对trastuzumab 和T-DM1耐药的JIMT-1肿瘤模型中,PB4188 LF展现了比T+P联合用药更强的肿瘤抑制能力,并且这种抑制具有剂量依赖性(下图A-C)。与对照组相比,PB4188 LF治疗组的小鼠肿瘤细胞上HER2/HER2二聚体含量更低(下图D),并且Akt的磷酸化水平更低(下图E)
在PDX模型中,在用药介绍时(Day20), PB4188 LF治疗组的小鼠存活率为100%,而T-DM1治疗组的存活率仅为40%(下图F)。OV-10-0050 PD模型中,来自于病人高表达HRG的肿瘤,在接受PB4188 LF治疗后,肿瘤完全消退(下图G)。



PB4188对肿瘤细胞的抑制依赖于对HER2 第一结构域的结合

为了验证PB4188对肿瘤细胞的抑制是否依赖于对HER2第一结构域的结合,研究者选择了八个亲和力相当的,针对HER2不同结构域的抗体(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ每个结构域两个抗体)与PB4188中的抗HER3的抗体组合成双抗。体外肿瘤细胞抑制实验表明,只有结合第1结构域的双抗对肿瘤有较好的抑制效果,并且抑制率与HER2的表达,以及HRG的表达相关,(N87为HER2高表达肿瘤细胞,图B中具有更高的HRG含量)


独特的结合方式造就了PB4188强的抑制能力

HER2细胞外结构域与PB4188的复合物结构表明,PB4188结合在HER2第1结构域的C端,两者的相互作用面为683 Å2,并且抗体Fab主要是通过重链的CDR区与HER2的HER2,的143–147 和160–181位的氨基酸相互作用
HER3与PB4188 Fab的复合物结构表明,PB4188的Fab结合在HER3的第3结构域,并且抗体结合的是未激活性的HER3。HER3 第3结构域中突出的loop区的Y424, N425, R426氨基酸正好结合在抗体CDR形成的凹槽内(下图C和D)。与结合HER2的Fab不同,结合HER3的Fab的重链和轻链CDR区都参与的抗体与抗原的结合。另外抗体结合在HER3的第3结构域阻碍了配体HRG与HER3的结合,从而防止HER3的激活。
小角度X射线衍射结果证明PB4188可以同时和HER2,HER3两个抗原结合,并且抗体在两个抗原上的结合位点的距离大约为140 Å(E-G)

 


  总结  


Merus和Zymeworks非常类似,都是技术流派的,依托于MeMo转基因小鼠平台以及Biclonics®双抗和Triclonics多抗平台,目前已经有多个双抗进入临床,而且都展现了良好的药效,除了这次获批的HER2/HER3双抗,靶向EGFR/cMET的双抗也在临床探索中,因为筛选策略和强生类似,临床成功率应该也比较高。

ADC的火热也带动了双抗ADC的开发,Merus前期开发的双抗多数都是双靶向抑制,因此在转型双抗ADC方面可能具有一定的优势,而且从其目前披露的数据来看,基于Biclonics®双抗平台开发的双抗ADC不仅具有良好的成药性,而且在体外也展现了良好的药效。

参考文献:

1、Cecile A.W. Geuijen, Camilla De Nardis, David Maussang et al. Unbiased Combinatorial Screening Identifies a Bispecific IgG1 that Potently Inhibits HER3 Signaling via HER2-Guided Ligand Blockade.Cancer Cell 2018

2、https://ir.merus.nl/news-releases/


共建Biomedical创新生态圈!

如何加入BiG会员?

BiG生物创新社
Biomedical Innovation Group(BiG). To nurture an eco-system for biomedical innovation and imprint China on Global map.
 最新文章