从“去刹车”到“踩油门” 4-1BB能否为肿瘤免疫疗法带来新突破？

众所周知，PD-1、CTLA-4等抑制剂可以通过抑制癌细胞中相应的免疫检查点，阻止狡猾的癌细胞逃脱免疫细胞的攻击，这一过程被形象地比喻为“去刹车”。而与“去刹车”的作用原理相反，科学家目前还在探索开发基于共刺激分子的免疫疗法，希望通过“加油门”来增强T细胞对癌细胞的攻击力，4-1BB就是其中一种重要的共刺激分子。目前，4-1BB已被广泛应用于CAR-T产品的结构设计，现有研究也支持4-1BB靶向抗体在肿瘤免疫中的治疗潜力。

4-1BB与肿瘤免疫

我们知道，机体的免疫应答过程需要多种免疫细胞和免疫分子共同参与，其中T细胞的活化则是免疫应答的核心。通常，T细胞被完全激活需要两种不同信号：第一种信号是通过T细胞表达的TCR与由主要组织相容性复合体（MHC）呈现的抗原相结合产生。第二种是激活或关闭T细胞功能的开关的各种刺激信号，例如著名的PD-L1就是一种关闭T细胞功能的配体。

在激活T细胞功能的配体中，4-1BBL（4-1BB的配体）是重要一员。4-1BB是一种T细胞共刺激分子，属于肿瘤坏死因子受体（TNF）超家族的重要成员，主要表达于活化的CD4+和CD8+T细胞，及自然杀伤细胞（NK细胞）等。而4-1BBL则主要表达于活化的抗原递呈细胞（APC），如单核细胞、吞噬细胞、树突状细胞（DC细胞）、B细胞等。

▲4-1BB靶向免疫疗法的多种作用（图片来源：参考资料[1]）

4-1BB与其配体的相互作用可为T细胞的活化提供独立于CD28信号之外的第二信号。当两者结合时，共刺激信号可促进T细胞的增殖和活化，并抑制活化诱导的细胞凋亡（T细胞程序性死亡的一个主要类型，简称AICD），进而增强T细胞的免疫杀伤功能。同时，诱导单核细胞、树突状细胞等活化，促进细胞因子的分泌，使这类细胞在免疫调节中发挥作用。

因此，与4-1BB有关的信号通路，参与了自身免疫性疾病、肿瘤、病毒感染、移植排斥反应、炎症等疾病的免疫调节过程。4-1BB也被认为是增强抗肿瘤免疫的一个极具潜力的靶点。目前，它已被广泛用于CAR-T产品和靶向抗体的开发。

改善CAR-T产品持久性

CAR-T细胞疗法是治疗癌症的革命性疗法之一，然而由于CAR-T细胞持久性有限等原因，患者将面临复发的风险。例如，在早期CAR-T产品的开发中，据统计大约30%-50%接受抗CD19 CAR-T产品的患者，在达到缓解之后癌症会再度复发。为此，科学家们对CAR的结构进行改造，试图通过在CAR的胞内域添加刺激信号片段（如CD28或4-1BB），从而激发T细胞的增长。

比如，第一代的CAR蛋白的胞内域只有一个媒介TCR信号的CD3ζ片段。而第二代的CAR的胞内域添加了CD28或者4-1BB片段，这有望增强T细胞的增殖能力，提升CAR-T细胞治疗的持续时间。在第三代和第四代CAR中，则在胞内域部分整合了3种或4种刺激信号的受体片段，从而使激活T细胞的效率变得更高。

▲CAR的结构自诞生以来经过了多次改进（图片来源：参考资料[3]）

目前，全球多款获批的CAR-T产品均包含4-1BB共刺激结构域。在中国，正在开发的多款CAR-T产品同样在设计时应用了4-1BB片段。其中包括：药明巨诺靶向CD19的CAR-T产品瑞基奥仑赛注射液，传奇生物和杨森公司共同开发的BCMA靶向CAR-T产品（cilta-cel），由西比曼生物开发的双靶向CAR-T产品（C-CAR039），由驯鹿医疗和信达生物合作开发的全人源BCMA CAR-T细胞注射液（CT103A），合源生物的CD19靶向CAR-T产品（CNCT19）等。

4-1BB与抗体新药

除了应用于CAR的结构设计，4-1BB在抗体药物的开发中也极具潜力。研究表明，抗4-1BB激动性抗体可以诱导CD8+T细胞释放更多的效应分子，增加增殖，减少CD8+ T细胞的凋亡，这些都可以增强抗肿瘤免疫力。

然而，激动型4-1BB抗体在早期开发的历程中并不顺利。由于用药后4-1BB广泛表达，过度激活机体T细胞，这会带来潜在的肝毒性和全身免疫反应的风险。另外，低疗效也是阻碍这类产品开发的一个关键因素。

为了克服这些问题，科学家们正在探索新的开发策略，在最大化4-1BB激动作用的同时，让4-1BB诱导的毒性降到最小化。这些策略包括：

瘤内（IT）给药：被认为可最大化地利用4-1BB激动剂，使肿瘤微环境中的淋巴细胞有效活化，因此可以有效控制用药剂量，从而减轻这类产品剂量依赖的肝脏毒性。

双特异性抗体：靶向肿瘤抗原或肿瘤基质成分的4-1BB双特异性抗体，可使诱导的T细胞激活局限于表达靶抗原的组织，从而可减轻系统毒性。

蛋白水解活化抗体：这是指含有一段掩蔽结合肽序列的抗体。掩蔽序列与单抗连接，可以被肿瘤相关蛋白酶切割，然后暴露其抗原结合位点，使得抗体在肿瘤微环境中才发挥功能，进而避免肝脏毒性。

无Fc段设计：研究发现4-1BB 单抗的肿瘤外毒性与其Fc段有关。因此，设计一种不含Fc段的肿瘤靶向4-1BB新型抗体，有望解决毒性问题。

总的来看，这些策略都是围绕提高抗体攻击肿瘤的精准性，或者消除引起毒性的关键因素，从而让4-1BB激动剂实现高效低毒的目标设定。

4-1BB靶向抗体中国研发管线

目前，中国已有多家公司正在研发4-1BB激动剂，既有单克隆抗体，也有双特异性抗体、多特异性抗体等。值得一提的是，这些产品中已有不少已进入早期临床试验阶段，部分产品的临床前/临床研究结果还曾在国际性肿瘤会议中亮相。

1、科望医药：ES101

作用机制：PD-L1/4-1BB四价双特异性抗体

ES101是一个四价双特异性抗体，包含4个结合域，其中两个靶向PD-L1，另外两个靶向4-1BB。它能够在有效持续阻断PD-L1的同时，在肿瘤微环境中有条件激活4-1BB，进而增强抗肿瘤免疫细胞杀伤功能。该药最初由Inhibrx公司开发，科望医药引进其大中华区权益。根据科望医药官网，ES101是其产品管线中进度最快的产品之一，包括正在晚期恶性胸部肿瘤患者中开展一项开放标签、多中心、多队列1b/2期临床试验。

2、天演药业：ADG106

作用机制：4-1BB靶向抗体

ADG106是天演药业研发的靶向4-1BB独特表位的激动型全人源单克隆抗体，它以一种天然的类似配体的方式激活4-1BB，同时也阻断了4-1BB配体介导的负反馈信号，并拥有显著的特异性交联反应。在2020年美国临床肿瘤学会（ASCO）年会上，天演药业已公布了ADG106在中国非霍奇金淋巴瘤和实体瘤患者中开展的1期临床试验结果，并显示出良好的安全性特性和初步的抗肿瘤活性。目前，该产品已进入1b/2期临床研究阶段，是天演药业产品管线中进度较快的产品之一。

3.百利药业：GNC-038、GNC-039、GNC-035

作用机制：均为具有4-1BB靶向的四特异性抗体

GNC-038是百利药业开发的四特异性结构的“靶向免疫”抗体，具有靶向CD19、CD3、PD-L1和4-1BB四个抗原的结构域。它可以激活T细胞的第一信号和第二信号，通过抗CD19、PD-L1结构域靶向并杀伤肿瘤细胞。2020年11月，GNC-038的1期临床试验正式启动。

GNC-039也是一款可同时结合EGFRvIII、PDL1、CD3、41BB四个靶点的四特异性抗体。它能激发机体形成特异性肿瘤免疫杀伤，同时还有望穿透血脑屏障、克服肿瘤靶点异质性表达、逆转抑制性的免疫微环境，从而实现肿瘤的消除。今年3月，该产品治疗实体瘤的1期临床试验正式启动。

GNC-035是百利药业创新药研发管线上第3个四特异性抗体，已于今年7月启动治疗实体瘤的1期临床研究。GNC-035可同时结合ROR1、PDL1、CD3、41BB四个靶点，激发机体形成特异性肿瘤靶向免疫杀伤，外周激活T细胞浸润肿瘤并长期维持对肿瘤细胞的杀伤、克服肿瘤靶点异质性表达、逆转抑制性的免疫微环境，从而实现肿瘤的消除。

4.德琪医药：ATG-101

作用机制：新型PD-L1/4-1BB双特异性抗体

ATG-101为新型PD-L1/4-1BB双特异性抗体，拟用于治疗血液系统恶性肿瘤及实体瘤。临床前研究表明，ATG-101的疗效优于PD-L1及CD-137抗体联用的疗效，可能是因为ATG-101能同时结合肿瘤细胞及T细胞，有效促进了肿瘤局部T细胞活化。目前，ATG-101正在转移性/晚期实体瘤和成熟B细胞非霍奇金淋巴瘤患者中，开展首次人体1期试验。

5.礼进生物：LVGN6051

作用机制/靶点：4-1BB单克隆激活性抗体

LVGN6051是礼进生物开发的一款靶向4-1BB的单克隆激活性抗体。它可通过激活4-1BB信号转导刺激NK细胞和T细胞增殖并产生抗肿瘤活性，产生持久的记忆应答。根据礼进生物早前发布的新闻稿，LVGN6051有选择性地在肿瘤微环境中局部激活4-1BB，减少正常组织免疫副反应。目前，LVGN6051正在开展多项单药或与PD-1抑制剂帕博利珠单抗联合用药的1期临床试验。

6、免疫方舟医药：西达珠单抗

作用机制：4-1BB单克隆抗体

免疫方舟医药聚焦于免疫激动性抗体的开发，其中进展最快的是4-1BB单克隆抗体（西达珠单抗）。据悉该产品目前正在晚期实体瘤、黑色素瘤和尿路上皮癌患者中，开展多中心、开放性1a/1b期临床试验。值得一提的是，在双特异性激动抗体方面，该公司还有一款4-1BB抗体双功能分子已完成中试工艺研究，进入中试生产和临床前研究阶段。

7、天境生物：TJ-CD4B（又称ABL111）

作用机制：靶向Claudin 18.2和4-1BB的双特异性抗体

TJ-CD4B是一款同时靶向Claudin 18.2和4-1BB的创新双特异性抗体，它与这两个靶点特异结合后，可增加淋巴细胞肿瘤浸润并增强肿瘤免疫应答。临床前研究表明，即便在Claudin 18.2低表达的情况下，TJ-CD4B仍能与肿瘤细胞结合，并产生较好的免疫活性，它还具有独特的4-1BB结合表位，使其仅在与Claudin 18.2结合时才会激活T细胞。这一特性能避免因4-1BB广泛表达而过度激活T细胞所引起的肝毒性和降低全身免疫反应风险。今年4月，TJ-CD4B获美国FDA批准开展1期临床研究。

除了上述产品外，其他4-1BB靶向疗法还有齐鲁制药的QL1806注射液，怀越生物的PE0116注射液，维立志博的PD-L1/4-1BB双抗LBL-024，和铂医药TAA/4-1BB新型双特异性抗体HBM7008等。

此外，这个领域还达成了多项合作，例如，2019年5月，基石药业通过合作获得了Numab公司研发的单价三特异性抗体ND021（靶向PD-L1、4-1BB和HSA）在大中华区、韩国和新加坡的独家开发和商业化权利。2020年11月，复宏汉霖宣布与Binacea Pharma签订许可和共同开发协议，将公司研发的一款双特异性抗体HLX35（靶向EGFR和4-1BB）的中国海外权益授权给后者。

限于篇幅有限，本文不再对这些产品与合作一一介绍。希望这些在研4-1BB疗法均能在临床研究中取得突破，早日为更多患者带来新的治疗选择。

参考资料：

[1] Todd B , Curran M A . 4-1BB Agonists: Multi-Potent Potentiators of Tumor Immunity[J]. Frontiers in Oncology, 2015, 5:117.

[2]陈捷(综述), 王兰兰(审校). 共刺激分子4-1BB在T细胞活化效应中的作用[J]. 四川医学, 2006.

[3]Engineered T cells: The promise and challenges of cancer immunotherapy[J]. Nature reviews. Cancer, 2016, 16(9):566-581.

[4] Chester C , Sanmamed M F , Wang J , et al. Immunotherapy targeting 4-1BB: mechanistic rationale, clinical results, and future strategies[J]. Blood, 2017:blood-2017-06-741041.