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        干擾素-抗體偶聯(lián)物的研究與開發(fā)進展

        2016-07-24 17:31:42李晨晨任學艷張娟
        中國生化藥物雜志 2016年6期
        關鍵詞:半衰期偶聯(lián)干擾素

        李晨晨,任學艷,王,張娟

        (中國藥科大學 生命科學與技術學院,江蘇 南京 210009)

        干擾素-抗體偶聯(lián)物的研究與開發(fā)進展

        (中國藥科大學 生命科學與技術學院,江蘇 南京 210009)

        干擾素(interferon,IFN)抗腫瘤途徑包括:直接腫瘤殺傷效應;免疫激活作用;抑制腫瘤新生血管生成。但IFN半衰期短、系統(tǒng)性毒副作用大等缺點又限制其在臨床的應用。通過將IFN與靶向某些腫瘤抗原的抗體偶聯(lián),得到的偶聯(lián)物可使IFN靶向性地集中于某些腫瘤附近,同時降低IFN在機體其他部位的濃度,減少IFN的系統(tǒng)性毒副作用。本文介紹了現(xiàn)有的抗體(抗體片段)-干擾素偶聯(lián)物,并對其抗腫瘤相關作用機制進行探討,為IFN及抗體為基礎的相關偶聯(lián)物的開發(fā)指明了思路。

        干擾素;干擾素-抗體偶聯(lián)物;抗體;抗腫瘤

        干擾素(interferon, IFN)在臨床上最早應用于抗病毒的治療,隨著在臨床上的應用IFN還表現(xiàn)出了抑制細胞增殖分化、抑制致癌基因的表達及激活T淋巴細胞、自然殺傷細胞和巨噬細胞等作用,IFN也因此被應用于惡性腫瘤的治療,是治療高度轉移性實體瘤的一線藥物[1]。雖然臨床數(shù)據(jù)顯示IFN具有強大的抗腫瘤作用,但半衰期短、系統(tǒng)性毒副作用強,患者順應性差等缺點限制了其在臨床上的應用。為延長IFN的半衰期,研究者將干擾素進行修飾得到長效IFN,如將IFN與PEG[2]、白蛋白、抗體的Fc段偶聯(lián),目前已上市的各種長效IFN,雖能延長IFN在體內的半衰期,但并不能很好地降低其系統(tǒng)性毒副作用。繼長效IFN之后,IFN靶向治療成為新的研究熱點。

        1 干擾素

        干擾素分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型[3]。Ⅰ型IFN包括IFNα,IFNβ,IFNω,在治療腫瘤中應用最多的是IFN-α,應用于臨床的修飾物有:PEG-Intron、PEGASYS等。Ⅰ型IFN的受體是由2個分布廣泛的異源二聚體(IFNAR1和IFNAR2)組成。Ⅱ型IFN有IFNγ,主要用于抗病毒治療。Ⅲ型IFN有IFNλ,其抗腫瘤活性與Ⅰ型相似,目前作為新型干擾素正在接受深入研究。

        2 IFN-抗體及其片段的偶聯(lián)物

        偶聯(lián)物按結構可分為2大類:將IFN通過linker直接偶聯(lián)在抗體或其片段上;或利用DNL法將重組基因工程的產(chǎn)物在體外進行組裝,生成多價和多特異性含幾種分子的偶聯(lián)物。目前在研的IFN-抗體偶聯(lián)物匯總見表 1。

        表1 抗體偶聯(lián)物匯總

        2.1 通過linker直接偶聯(lián)

        2.1.1 將IFN偶聯(lián)在全長抗體的C端:Morrison課題組[4-5]將鼠或人IFNα以及鼠IFNβ偶聯(lián)在抗CD-20的全長抗體(Rituximab)C端,分別得到anti-CD20-mIFNα1、anti-CD20-hIFNα、anti-CD20-mIFNβ(見圖1)。

        圖1 anti-CD20-mIFNα1、anti-CD20-hIFNα、anti-CD20-mIFNβ、anti-HER2/neu-IgG3-IFNα的構建及結構Fig.1 The construction and structure of anti-CD20-mIFNα1,anti-CD20-hIFNα,anti-CD20-mIFNβ and anti-HER2/neu-IgG3-IFNα

        ① anti-CD20-mIFNα1:38C13-huCD20是表達人CD20的鼠淋巴瘤細胞。體外抗增殖、促凋亡效應實驗中,相比于anti-DNS-mIFNα1,anti-CD20-mIFNα1在對親本細胞(38C13)作用48 h后,產(chǎn)生相似的抗增殖效應;但對于38C13-huCD20,anti-CD20-mIFNα1的效應卻得到105倍的增強。100 pmol/L的anti-CD20-mIFNα1、Rituximab+anti-DNS-mIFNα1,產(chǎn)生的細胞凋亡率分別為50.3%、14.3%(P=0.001),這表明靶向性能顯著提高IFNα的藥效。

        體內抗種瘤活性:對于38C13-huCD20細胞荷瘤鼠。早期腫瘤模型中,Rituximab(500 μg)給藥組療效很差(存活率為38%),而不同劑量(0.4、2、10 μg)的anti-CD20-mIFNα1顯示出有效的劑量依賴性腫瘤清除效應(存活率分別為50%、75%、100%);晚期腫瘤模型中,anti-CD20-mIFNα1(10 μg)連續(xù)給藥3 d,總生存期明顯高于等劑量的Rituximab+anti-DNS-mIFNα1聯(lián)合給藥組(P=0.007),在此基礎上,將anti-CD20-mIFNα1給藥組在12、19 d分別進行2次30 μg的重復給藥,結果顯示,治愈率大為提升(87% vs.29%)。且anti-CD20-mIFNα1在治療顯著的同時,未帶來任何IFN相關的不良反應。

        抗腫瘤機制:研究者構建了38C13-huCD20 IFNAR KD細胞,即敲除38C13-huCD20細胞中的IFNAR基因,使其表面IFNAR含量降低,但CD20的表達量和在鼠體內的藥動學不變。anti-CD20-mIFNα1對38C13-huCD20 IFNAR KD的體外、體內的抑制作用都有顯著的降低。這表明anti-CD20-mIFNα1的抗38C13-huCD20腫瘤的機制基本上是通過IFNα和其表面相應受體作用,直接誘導細胞凋亡。

        ② anti-CD20-hIFNα:anti-CD20-hIFNα對Daudi細胞體外的抗增殖、促凋亡活性,以及體內的腫瘤消除活性,均與anti-CD20-mIFNα1對38C13-huCD20的活性相似。

        ③ anti-CD20-mIFNβ:體外抑制細胞活性:對38C13-huCD20細胞的增殖抑制結果顯示,anti-CD20-mIFN的藥效是anti-CD20-mIFNα的3倍,且遠高于Rituximab。細胞凋亡研究顯示,在對38C13-huCD20細胞作用48h后,anti-CD20-mIFNβ僅需20pmol/L即可產(chǎn)生最大凋亡率,而anti-DNS-mIFNβ卻要2500 pmol/L。這很有力地解釋了融合蛋白可通過CD20和IFNAR兩種信號通路,顯著增強藥效。相比于mIFNα,mIFNβ與受體IFNAR的結合更緊密,因此會有更好的抗腫瘤活性。細胞周期研究顯示:細胞被阻滯在G0/G1期,大多數(shù)細胞不表達Ki-67,表明已退出細胞周期,此外在作用后的某一時間點中,出現(xiàn)DNA的片段化,隨后引起細胞凋亡。anti-CD20-mIFNβ可能通過DNA片段化、細胞周期的改變產(chǎn)生抑制增殖、降低代謝活性效應。

        體內抗種瘤活性:對于38C13-huCD20細胞荷瘤鼠,接瘤后第5天開始,連續(xù)3 d給藥。結果顯示,相同劑量下,anti-CD20-mIFNβ較anti-CD20-mIFNα的療效有明顯的提高。

        更應注意的是,對于anti-CD20-mIFNα治愈無效的38C13-huCD20 IFNAR KD細胞,anti-CD20-mIFNβ也呈現(xiàn)出良好的體外、體內活性。

        ④ anti-HER2/neu-IgG3-IFNα:Huang等[6]將IFNα偶聯(lián)在抗HER2/neu-IgG3的全長抗體的C端,得到anti-HER2/neu-IgG3-IFN-α(見圖1)。

        體外抑制細胞活性:對38C13/HER2 細胞抑制作用,anti-HER2/neu-IgG3-IFNα的藥效是IgG3-IFNα的10倍。相同劑量下,相比于IgG3-IFNα,anti-HER2/neu-IgG3-IFNα導致的死亡率和凋亡率均有所上升。

        體內抗腫瘤活性:38C13/HER2 細胞荷瘤鼠,對于小腫瘤,2.5 μg的劑量下,IgG3-IFNα顯示出一定程度的腫瘤抑制,50d后的存活率為13%,而anti-HER2/neu-IgG3-IFNα組,在50d后沒有產(chǎn)生任何明顯系統(tǒng)毒性時存活率達100%。對于已形成一定體積(體積為100 mm3)的腫瘤,各組5 μg劑量的結果顯示,PBS組和anti-HER2/neu-IgG3組都沒能抑制腫瘤,IgG3-IFNα組顯示出輕微的抑制,以上3組都產(chǎn)生了很大的腫瘤塊,且存活期不超過32 d,相比之下,anti-HER2/neu-IgG3-IFNα組產(chǎn)生了明顯的腫瘤抑制,腫瘤完全消退率達38%。當anti-HER2/neu-IgG3-IFNα組的存活者,50 d后再次接受38C13/HER2 細胞侵襲,對于已形成一定體積腫瘤模型,腫瘤生長受到程度的抑制,而小腫瘤模型未受到抑制。說明anti-HER2/neu-IgG3-IFNα對于大體積腫瘤,可以引發(fā)一定程度的保護性免疫。IFNα僅在大體積的腫瘤中,表現(xiàn)出激活機體的適應性免疫反應,這可能是由于IFN可以刺激DC細胞的分化和成熟,而腫瘤達到一定體積時,可提供更充分的抗原來供DC細胞提呈,還可能因修飾細胞表達的HER2/neu作為外來抗原,可在一定程度上激活機體的免疫系統(tǒng)。

        2.1.2 IFN偶聯(lián)在scFv片段的C端:腫瘤新生血管基質中,常有一些特異性標志物,如纖連蛋白、腱生蛋白C。F8和L19分別是抗纖連蛋白的EDA片段和EDB片段的抗體。

        ① F8-IFNα:Katharina等[7]將抗EDA的抗體(F8)的scFv片段和mIFNα2偶聯(lián),形成的融合蛋白F8-IFNα(見圖2)。用同樣方式偶聯(lián)的KSF-IFNα作陰性對照,F(xiàn)8-IFNα展現(xiàn)出抗原結合特性,以及IFN完整的生物學活性。

        圖2 F8-IFNα的構建及結構Fig.2 The construction and structure of F8-IFNα

        采用2種表達EDA抗原量不同的細胞:F9畸胎瘤細胞與Cloudman S91黑色素瘤細胞。

        白細胞浸潤:分別對腫瘤部位的NK細胞,白細胞,巨噬細胞,表達MHCⅡ分子的細胞(DC細胞,B細胞)進行染色觀察,結果顯示:在F9畸胎瘤和Cloudman S91黑色素瘤移植瘤模型中, 白細胞的浸潤量分別是4%~8%和20%~40%。但在研究對小腫瘤(瘤體積100 mm3)和大腫瘤(瘤體積300 mm3)的消退情況時,相比KSF-IFNα,F(xiàn)8-IFNα未能明顯抑制腫瘤生長。但同是F8與細胞因子偶聯(lián)物的F8-IL2,在相同實驗條件下,引發(fā)大量的白細胞浸潤的同時,完全清除了腫瘤。這表明,EDA可以為藥物的靶向傳遞提供很好的靶點,但F8-IFNα的生物活性卻不足以引發(fā)腫瘤消退。

        ② L19-mIFNγmut4:Christina等[8]將靶向EDB的抗體(L19)的scFv片段和mIFNγmut4(IFNγ的突變體)偶聯(lián),得到融合蛋白(見圖3)。體內實驗結果表明,在荷有F9畸胎瘤細胞的Sv129鼠中,L19-mIFNγmut4給藥24h后,其攝取率在腫瘤部位較低(0.8% ID/g),但在肝臟中較高(0.7% ID/g),且T/B(藥物在腫瘤:血液的中含量比值)(為3)較低;而在荷有F9畸胎瘤細胞敲除IFNγR基因的鼠(G129)中,L19-mIFNγmut4在腫瘤部位的攝取率(4% ID/g)和T/B值(為7)都有相應的提高。這表明,正常組織中的IFNγR可非特異性的結合L19-mIFNγmut4,減少其到達腫瘤部位的量,導致療效降低和不良反應增加。

        圖3 L19-mIFNγmut4的構建及結構Fig.3 The construction and structure of L19-mIFNγmut4

        2.2 DNL方法構建IFN偶聯(lián)物 Rossi等利用DNL復合物構建IFN偶聯(lián)物。DDD(二聚化和碼頭結構域)和AD(錨定結構域)分別是人蛋白激酶A(PKA)的調節(jié)亞基和A激酶錨定蛋白。DDD結構域自發(fā)形成的二聚化結構可與AD結構域結合形成DNL復合物。

        2.2.1 IgG-Fc-IFN偶聯(lián)物:在抗體的2個重鏈C端各偶聯(lián)2個IFNα。通過構建 CH3-AD2-IgG模塊(IgG的重鏈C端偶聯(lián)AD2序列)和IFNα2b-DDD模塊(IFNα2b的N端偶聯(lián)DDD序列),IFNα2b-DDD可以通過DDD結構域形成二聚體,二聚化的IFNα2b-DDD2再和AD2偶聯(lián)。從而獲得不同的IgG-Fc-IFN偶聯(lián)物:Rossi等[9-10]通過此方法構建了20-2b-2b,C2-2b-2b(見圖4),它們的IgG分別為人源化抗CD20抗體(veltuzumab),人源化抗HLA-DR抗體(hL243)。此外,他們還構建了734-2b-2b(非靶向融合蛋白)和20-C2-C2(偶聯(lián)4個hL234γ4p的Fab片段的Veltuzumab)。

        圖4 20-2b-2b 、C2-2b-2b的構建及結構Fig.4 The construction and structure of 20-2b-2b,C2-2b-2b

        ① 20-2b-2b:體外抑制細胞活性:體外增殖抑制表明,對IFNα2b高度敏感的Daudi細胞,只需0.25 pM的20-2b-2b即表現(xiàn)出很強的抑制作用;而對IFNα2b低度敏感的Jeko-1細胞,需在高濃度下才能表現(xiàn)出抑制。

        Fc段功能:對于2個NHL細胞(Daudi,Raji),相比于Veltuzumab,20-2b-2b表現(xiàn)出增強的ADCC作用。通過DNL方法構建的偶聯(lián)物,其補體固定部位被破壞,因此20-2b-2b不表現(xiàn)任何CDC作用。

        半衰期:20-2b-2b在人全血(6d)或血清(10d)中有很好的穩(wěn)定性。相比于PEGASYS(t1/2為14.9h)和PEG-Intron(t1/2為9.3 h),20-2b-2b的半衰期(17 h)有所延長。良好的藥動學性質可以降低20-2b-2b的給藥頻率,改善藥效。

        體內抗腫瘤活性:荷有Daudi細胞的SCID鼠。對于早期模型,僅需0.7pmol/L的20-2b-2b即可將MST提高到100 d以上,且19 w后7只LTS體內無任何可見性腫瘤。對于晚期模型,70 pM的Veltuzumab的MST為24 d;70 pM的長效IFN(PEGASYS或734-2b-2b)的MST為42 d;劑量為0.7、7、70 pmol/L的20-2b-2b得到的MST分別為38.5、80.5、105 d,且70 pmol/L濃度下的LTS為100%。由此可見,單獨使用Veltuzumab或IFNα2b,都不能有效清除腫瘤,而20-2b-2b在低劑量時,即表現(xiàn)出很好的治療效果,相比于聯(lián)合用藥(Veltuzumab+IFNα2b),20-2b-2b的藥效有顯著的提高,這很可能是由于Veltuzumab和IFNα2b的交叉作用所致:靶向性提高了IFNα2b在腫瘤附近的局部濃度,抗體結合在CD20上可阻止I型IFN受體的內化或下調,這些綜合作用導致IFN誘導的細胞毒作用可得到長時間有效的發(fā)揮。

        ② C2-2b-2b:體外抑制細胞活性:22種造血干細胞瘤(6種NHL細胞,8種白血病細胞,8種骨髓瘤細胞)。這些細胞對IFN和hL243γ4p的敏感性以及hL243γ4p的含量差異都很大。對于Ramos細胞(HLA-DR的表達量低于CD20),C2-2b-2b的治療指數(shù)(TI)仍是20-2b-2b的2倍以上,對于對hL243γ4p和IFNα都不敏感的細胞,C2-2b-2b的抑制率至少為50%,可見,TI與細胞的HLA-DR的表達豐度有關,但并不正比于HLA-DR的表達量。C2-2b-2b的TI同樣高于其2個單獨組分的聯(lián)合用藥,顯示出靶向治療的重要性。

        抗腫瘤機制:C2-2b-2b可誘發(fā)細胞中的ERK1/2和JNK1/2的表達,且含量高于hL243γ4p和IFNα2b的單獨作用,說明,C2-2b-2b產(chǎn)生了協(xié)同作用,加強了ERK和JNK的信號。對于MM細胞,C2-2b-2b可同時磷酸化STAT1和STAT3,但STAT1的磷酸化程度及持續(xù)時間更強,使得腫瘤細胞保持在促凋亡狀態(tài)。

        體內抗腫瘤活性:采用荷有Daudi細胞或CAG細胞的SCID鼠。C2-2b-2b劑量為1 μg時,中位數(shù)存活期(>139d)較生理鹽水組(42d)有顯著的提高(P<0.001),當劑量上升為10 μg時,可分別使Daudi和CAG荷瘤鼠模型的LTS達到70%和80%,且不引起急性或慢性毒副作用。

        ③ 20-C2-2b:Rossi等[11]將IFNα2b二聚體、hL243的Fab片段偶聯(lián)在抗CD20全長抗體的重鏈C端,即在20-2b-2b的基礎上,用hL243的Fab片段取代與一個重鏈連接的IFNα2b二聚體,從而獲得一個雙特異性免疫細胞因子:20-C2-2b(見圖5)。

        圖5 20-C2-2b 的構建及結構Fig.5 The construction and structure of 20-C2-2b

        體外抑制細胞活性:12種血液瘤細胞(4種NHL,8種MM)。結果顯示,對于NHL細胞,在Daudi細胞中,20-C2-2b的藥效是20-2b-2b的5倍。在Raji細胞(HLA-DR的量是CD20的6倍)和Ramos細胞(HLA-DR的量和CD20相等)中,20-C2-2b的藥效分別是20-2b-2b的59和15倍。和20-2b-2b相比, 20-C2-2b增加了2個HLA-DR結合位點,同時減少了2個IFNα2b,形成4個腫瘤抗原結合位點。由于在很低的濃度(0.08 pmol/L)下,20-C2-2b不足以通過HLA-DR產(chǎn)生更多的信號,故20-C2-2b很可能是通過在Daudi細胞表面更多更有效的結合,形成局部更高濃度的IFNα2b,來發(fā)揮更強的細胞毒作用。對于MM,在KMS12-BM細胞(HLA-DR和CD20雙陽性)中,20-C2-C2、20-C2-2b、C2-2b-2b、hL234γ4p的IC50分別是0.06、0.2、0.4、3.47 nmol/L。這表明,在KMS12-BM細胞中,HLA-DR和CD20介導的信號通路可以相互影響。20-C2-2b由3個活性部分組成,但含有這3個活性基團的混合物的療效不如20-C2-2b,這說明,20-C2-2b的3個組成部分發(fā)揮的作用可以相互影響,從而產(chǎn)生額外效應。

        2.2.2 IgG-Cκ-IFN偶聯(lián)物:Rossi等[12]在20-2b-2b的基礎上,改變IFNα2b的偶聯(lián)位置,使二聚化的IFNα2b偶聯(lián)在2個輕鏈的C端,形成的同樣含2個二聚化的IFNα2b的抗CD20單抗,記作20*-2b-2b(見圖6)。方法主要是:通過構建 Cκ-AD2-IgG模塊(IgG的輕鏈C端連接AD2序列)和IFNα2b-DDD2模塊(IFNα2b的N端連接DDD2序列),并用DNL法將其偶聯(lián)起來。得到的20*-2b-2b,與20-2b-2b相比,其抗原的結合力和相應的細胞毒性不變。但其t1/2、最高血藥濃度均約為20-2b-2b的2倍。

        圖6 20*-2b-2b 的構建及結構圖Fig.6 The construction and structure of 20*-2b-2b

        2.2.3 (Fab)2-IFN偶聯(lián)物:Liu等[13]通過DNL法將IFN-λ1的171位Cys點突變?yōu)镾er,即分別構建Fab-DDD和AD2-IFN-λ1??乖禺愋缘腇ab-DDD可在體外形成Fab-DDD2,和AD2-IFN-λ1結合形成2(Fab)-λ1(見圖7)。

        圖7 (Fab)2-IFN的構建及結構圖Fig.7 The Construction and Structure of (Fab)2-IFN

        Rossi利用這種方法將hRS7(抗Trop2),hMN-15(抗CEACAM6),hL243(抗HLA-DR),和h225(抗EGFR)的Fab片段和IFN-λ1偶聯(lián),并評價他們的抗病毒和抗增殖活性。結果顯示,hRS7-Fab-λ1對ME-180(表面過表達Trop2抗原)細胞的增殖抑制作用較rhIFN-λ1有所增強。在抗病毒方面,hMN-15-Fab-λ1在抗腦心肌炎病毒感染的A549人肺癌細胞中,以及h225-Fab-λ1在抗丙肝病毒感染的Huh-7人肝癌細胞中均顯示出良好的抗病毒活性,效果分別是rhIFN-λ1抗相應病毒感染模型的效果的210倍和10倍。

        3 IFN的抗腫瘤途徑

        IFN主要是通過以下途徑發(fā)揮抗腫瘤效應:直接的細胞毒作用;抗血管生成;激活機體免疫系統(tǒng)。

        IFN誘導凋亡效應主要有以下途徑:①經(jīng)典的JAK/STAT信號通路,即Ⅰ和Ⅲ型IFN激活的受體通過JAK1和TYK2激酶,激活STAT1和STAT2形成異二聚體,進入細胞核啟動凋亡基因[14];②上調ERK1/2和JNK信號通路,通過線粒體途徑或激活Bcl-2家族促凋亡蛋白(Bak和Bax)[15];③下調PI3K/AKT信號通路,抑制細胞增殖;④上調TRAIL及相應的受體,啟動細胞內的Caspase凋亡途徑[16]。

        IFN激活免疫系統(tǒng)作用是通過以下途徑:①激活DC細胞的功能,促進造血祖細胞向DC細胞的分化以及DC細胞的成熟,增強DC細胞向腫瘤部位的浸潤,加強DC細胞向T細胞的抗原遞呈;②激活的T細胞產(chǎn)生對腫瘤細胞的特異性免疫;同時通過NF-κB途徑,使T細胞免于凋亡,維持T細胞的長期存活狀態(tài);③還可以通過激活單核細胞使其轉變?yōu)榫奘杉毎奘杉毎ㄟ^釋放腫瘤殺傷因子(如TNFα)產(chǎn)生腫瘤殺傷效應[17]。

        IFN抗血管增生作用主要是通過下調促血管生成因子的表達,其中VEGF和bFGF為2個最主要的因子。IFN可以通過下調HIF-1α的表達[18],或抑制PI3K及MAPK信號通路[19],從而抑制VEGF及bFGF的合成和分泌,來抑制腫瘤血管的增生。

        4 抗體-IFN偶聯(lián)物的抗腫瘤途徑

        抗體(抗體片段)-IFN融合蛋白主要是針對血液瘤(F8-IFNα和L19-IFNγmut4除外),這些偶聯(lián)物目前都只在動物上測試活性,沒有應用于臨床。有些偶聯(lián)物在低濃度時即能很有效的抑制腫瘤,表現(xiàn)出良好的應用前景。研究者通過檢測與細胞表面抗原的結合能力,以及IFN部分的生物學活性,表明構建的融合蛋白中2個部分都具有相應的活性。

        半衰期結果顯示,IgG的平均t1/2為200h,重組IFN的t1/2為3-5h,PEG化的IFN:PEGASYS、PEG-Intron的t1/2分別為14.9、9.3h。anti-CD20-mIFNα1、20-2b-2b、20*-2b-2b的t1/2分別為:8、17、36h。IFN和抗體偶聯(lián)后,t1/2有一定的延長,基本可以達到PEG修飾的長效IFN水平。但t1/2長短和偶聯(lián)方式有關,由于抗體的穩(wěn)定性與Fc段有很大關系,F(xiàn)c段可以通過結合FcRn受體,保護其不被降解,進而延長半衰期。全長抗體與干擾素偶聯(lián)后,由于其Fc段被不同程度的修飾,造成了與FcRn受體結合能力的差異,這也導致了半衰期的差異。在20*-2b-2b中,干擾素偶聯(lián)在抗體κ鏈上,對Fc段的影響很小,半衰期也有相應的延長。

        體外細胞活性結果顯示,對單獨抗體不敏感的細胞,能被相應的干擾素偶聯(lián)物有效抑制,其IC50可達到pmol/L級。原因可能有:結合在細胞表面的抗體不足以引發(fā)細胞凋亡的信號,但由此聚集于表面的IFN卻能有效的發(fā)揮其細胞毒作用;IFN和靶向抗體都會上調對方在細胞表面的相應受體,實驗表明,IFN存在下,CD20在細胞表面的含量增加,而CD20在被結合后,也能上調IFN受體的表達。

        在對免疫系統(tǒng)激活機制的研究中,通過檢測腫瘤部位的免疫細胞浸潤情況和完全治愈的荷瘤鼠對腫瘤細胞再次侵襲的抵抗能力,來分別反應對先天性和適應性免疫的激活。體內活性顯示,F(xiàn)8-IFNα和L19-IFNγmut4能引起一定數(shù)量的多種免疫細胞浸潤,而anti-HER2/neu-IgG3-IFNα在當一定數(shù)量的腫瘤細胞存在時,可以激活免疫系統(tǒng)引起免疫記憶。

        總之,文中所述的抗體-IFN融合蛋白最主要的抑瘤方式是直接的細胞毒作用,即通過抗體的靶向性,將IFN集中在特定部位殺傷細胞,同時還可能激活免疫系統(tǒng),使機體產(chǎn)生對腫瘤細胞的先天或適應性免疫反應。更值得注意的是,這些融合蛋白在不帶來系統(tǒng)毒副作用的情況下,發(fā)揮抑瘤活性,即便是在很高的濃度下,也不產(chǎn)生明顯的毒性。

        5 結語

        本文闡述了10種抗體(7個全長抗體,3個抗體片段)-IFN偶聯(lián)物,這些融合蛋白展現(xiàn)了很好的藥效:對靶細胞的抑制作用有顯著增強,同時延長了半衰期,很好的靶向性使得即便是在大劑量使用時,也未表現(xiàn)出相應的IFN毒性,此外,在某些體內模型中,也體現(xiàn)出一定的免疫系統(tǒng)激活作用。臨床上將IFN與抗腫瘤抗體聯(lián)合用藥,雖取得一定的療效,但并未能顯著降低系統(tǒng)毒副作用[20-25]。本文所述IFN-抗體(抗體片段)偶聯(lián)物顯示出一定的靶向性,在延長IFN半衰期及增強藥效的同時,并不產(chǎn)生毒副作用,因此構建靶向性IFN偶聯(lián)物對于擴大干擾素在臨床上的應用具有重大意義。

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        (編校:王儼儼)

        Progress in research & development of interferon-antibody conjugates

        LI Chen-chen, REN Xue-yan, WANG Min, ZHANG JuanΔ

        (School of Life Science & Technology, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009,China)

        Interferon (IFN) kills tumor through: direct tumor killing, stimulating immune response to tumor cells by activating the immune system and inhibiting tumor angiogenesis.However, its clinical application has been restrained by the deficiencies such as short half-life and severe side effects.IFN-antibody fusion can bring IFN to the vicinity of tumors using tumor specific antibody, while reducing the concentration of IFN in the rest parts of the body.Thus, system toxicity caused by IFN can be significantly lessened.We herein summarized the research and development of preclinical antibody-interferon conjugates and provide new thought on the development of IFN or antibody based fusion proteins.

        interferon; IFN-antibody conjugates; antibody; anti-tumor

        10.3969/j.issn.1005-1678.2016.06.05

        李晨晨,女,碩士,研究方向:抗體藥物,E-mail:15250969402@163.com;張娟,通信作者,女,博士,副教授,研究方向:抗體藥物,E-mail:juancpu@126.com。

        R730.5

        A

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