前言:NK細胞結合器(NK Cell Engagers,NKCE)和T細胞結合(T Cell Engagers, TCE)的第一性原理是一樣的。
都通過一段具有特異性識別的蛋白,把腫瘤細胞和免疫細胞拉在一起,形成免疫突觸,激活免疫細胞,從而殺掉腫瘤細胞。
在進行藥物設計時,相同的是腫瘤相關靶點,不同的是TCE靶向T細胞常用anti-CD3,而靶向NK細胞的靶點就非常多了。
1、CD16a
CD16a,也稱為FcγRIIIa(Fc受體,可參考《》),在CD56dim NK細胞中大量表達的激活受體,它錨定在NK細胞膜上,并與CD3ζ和/或FcεRIγ鏈相關。
與IgG抗體Fc結合后,CD16a分子發生聚集,導致CD3ζ和/或FcεRIγ的ITAM基序的酪氨酸殘基被Src家族激酶磷酸化。隨后,在NK細胞中觸發信號級聯反應,激活NK細胞。
CD16a具有非常獨特的特點:它不需要其它額外受體的共同結合就能實現對NK細胞的最佳激活。
這一點非常重要,以T細胞結合器為例,某些雙特異性T細胞接合器(BiTE),需要共刺激受體CD28的接合才能完全激活T細胞。
也因此,CD16a是NKCE開發最受歡迎的靶點!
目前許多靶向CD16a產品處于臨床前或臨床試驗中,最有名的公司是Affimed,進展最快的管線AFM13就是一種靶向CD16a的NKCE。
AMF13分子量為110 kDa,結構是由串聯同二聚體組成的四價的雙特異性抗CD30xCD16a,該藥物是抗CD30和CD16a抗體的Fv重鏈和輕鏈結構域通過9個氨基酸的Linker構建的。
臨床試驗表明,AMF13 可有效治療復發或難治性霍奇金淋巴瘤患者,并且在持續治療期間耐受性良好。隨著 AFM13 的有效性得到證實,具有相似結構的NKCEs也被開發出來分別靶向EGFR vIII(AFM22)、EGFR(AFM24)和BCMA(AFM26)。
CD16a在被激活后,會迅速從NK細胞中裂解。CD16a的下調可以促進NK細胞在細胞溶解后脫離,從而能夠參與下一個靶細胞的降解。不過,這個過程也可能會使靶向CD16a的NKCE效果降低。
另外,中性粒細胞的膜結合CD16b受體胞外結構域與CD16a結構域非常相似,靶向CD16a可能引起中心粒細胞的過度活化。而且血清中也存在可溶性CD16,主要是中性粒細胞表面脫落的CD16b和從NK細胞脫落的少量CD16a,這可能與競爭結合NKCEs,從而大大降低其有效性。
2、NKG2D
NKG2D是一種二硫鍵連接的同二聚體C型凝集素樣受體,在NK細胞、NKT細胞、CD8+ T細胞亞群和γδT細胞亞群中表達。其胞內域缺乏ITAM,但與一種稱為DAP10的接頭蛋白結合。
DAP10的尾部包含一個基于酪氨酸的YxxM基序。在Src家族激酶磷酸化酪氨酸后,DAP10誘導PI3K和Grb2/Vav1/PLCγ信號轉導復合體的募集和激活,從而激活NK細胞。
NKG2D介導的腫瘤細胞殺傷比CD16a介導的腫瘤細胞殺傷更快,但其激活強度相對較弱。此外,在缺乏NKG2D配體的腫瘤中,NK細胞的運動能力更差,這表明靶向阻斷腫瘤中NKG2D 配體可能有助于將腫瘤浸潤的NK細胞保留在腫瘤內。
3、Nkp30
Nkp30是一種Ig樣跨膜蛋白,具有單個V型胞外結構域,在靜息和活化的NK細胞中組成型表達。與CD16a類似,Nkp30也通過和CD3ζ和/或 FcεRIγ鏈的二硫鍵連接完成胞內信號轉導。
Nkp30在被接合時觸發NK細胞脫顆粒和細胞因子釋放,與CD16a不同的是Nkp30在NK激活后不會迅速降解,使其成為比CD16a更有希望獲得療效和持久性的靶標。
目前,Compass therapeutics的藥物CTX-4419(靶向BCMA)已經公布了其臨床前的數據,表現出了優秀抗MM腫瘤效果。
CTX-4419的結構為兩個抗Nkp30的Fab片段連接在抗BCMA IgG1 抗體重鏈的C端。
不過當Nkp30用作NCKE開發的靶標時,Nkp30的較低表達量可能是一個問題。研究表明,每個NK細胞表面大約1000個Nkp30分子,遠低于 CD16a的密度(~7萬個)。
4、Nkp46
Nkp46是與Nkp30具有許多相似特征的NK激活蛋白。但Nkp46具有兩個細胞外C型Ig結構域,而Nkp30只有一個Ig結構域。
單獨結合Nkp46僅微弱激活NK細胞,與其他激活受體(如2B4、DNAM1或CD2)共同結合可顯著增強NK細胞活化。
Nkp46在多種癌癥(包括肺癌、急性髓性白血病和乳腺癌)的腫瘤浸潤 NK細胞中表達,因此有望成為NKCE開發的靶標。
Cytovia therapeutics的四價Nkp46xCD38(CYT-338)正在開發中。CYT-338具有IgG1骨架,其Fc區介導NK細胞ADCC,Fab區域識別 Nkp46,靶向腫瘤抗原CD38的Fab片段對稱地附著在IgG骨架重鏈的N 端(FLEX-NK)。在IgG的恒定區引入突變,以最大限度地減少重鏈和輕鏈的錯配。
CYT-338與MM細胞系的結合比Daratumumab 高3倍,并且顯示出更強的劑量依賴性。
5、Nkp80
Nkp80又稱為KLRF1,是一種類似于NKG2D的同型二聚體C型凝集素樣受體,它主要在NK細胞中表達。
Nkp80的胞漿尾部帶有一個半ITAM 樣序列(YxxL),結合后,該序列與Lck和Syk結合。Nkp80唯一已知的天然配體是C型凝集素(AICL)。
然而,相對較低的表面表達Nkp80(每個NK細胞約5000個)可能需要一些特殊的NKCE設計考慮,如增強靈活性和多價,以提高靶向Nkp80 的功效。
6、NKG2C
NKG2C,也稱CD159a,是一種特異性識別HLA-E的激活受體。它與 CD94形成異二聚體,并通過其跨膜結構域中帶正電荷的殘基與DAP-12 結合。
NKG2C主要在缺乏NKG2A的成熟NK細胞中表達,其表達增加表示“記憶”NK 細胞表型。
與CD16a類似,NKG2C可以單獨激活NK細胞。不過NKG2C在激活NK 細胞后不會迅速降解,使其成為 NKCE開發的有前途的候選者。
然而,與CD16a相比,NKG2C的局限性是它的表達水平較低且可變,因此,由于NKG2C+ NK細胞群較少,NKG2C-NKCE 可能對某些患者無效。
7、其它潛在激活受體
其它可能的受體包括KIR2DS和KIR3DS,CD160、DNAM-1以及2B4等。
KIR2DS和KIR3DS是抑制性NK細胞Ig樣受體(KIR)家族成員,不過他們是兩種激活受體。與其他KIR共享兩~三個Ig樣胞外結構域,但胞內沒有ITIM。研究表明,KIR2DS的表達與NK活化和細胞因子產生呈正相關。因此,KIR2DS和KIR3DS 是 NKCE 開發的潛在候選者。然而,和抑制KIR的胞外結構域的高同源性可能使獲得區分這兩種類型KIR的特異性CDR序列變得具有挑戰性。
CD160是一種Ig樣跨膜蛋白,類似KIR受體,在一部分具有高細胞毒性的NK細胞和一部分T細胞中表達。與其配體HLA-C結合后,CD160可活化NK細胞,導致高效的腫瘤細胞殺傷和細胞因子釋放, 使其成為NKCE 開發的潛在靶標。然而,CD160已被證明在激活NK細胞后發生下調。
DNAM-1,也稱為CD226,是另一種在NK細胞、T細胞和某些髓系細胞中組成型表達的激活受體。它是一種跨膜糖蛋白,具有兩個Ig樣結構域。DNAM-1 在 NK 細胞上的表面表達較低。因此,未來DNAM-1 參與的 NKCE 開發需要更具體的設計策略。
2B4 (SLAMF4,CD244)屬于SLAM(信號轉導淋巴細胞激活分子)家族,在NK和CD8+ T細胞中表達。它有兩個Ig樣胞外結構域和一個細胞質尾部,具有四個基于免疫受體酪氨酸的開關基序(ITSM),它可以與Nkp46、NKG2D和DNAM-1協同作用,從而顯著增強NK細胞活化。
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