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形形色色的PD-1单抗,你了解多少?

2021-8-2 17:11| 发布者: 小曲| 查看: 262| 评论: 4|原作者: 小曲

摘要: 抗体是人体发挥免疫反应的重要效应分子,因为抗体有其独特的靶向性,所以抗体类药物迅速发展。包括我们耳熟能详的贝伐珠单抗、赫赛汀以及几乎覆盖全瘤种的免疫检查点抑制剂PD-1/PD-L1单抗,CTLA-4单抗。 市面上有很 ...
抗体是人体发挥免疫反应的重要效应分子,因为抗体有其独特的靶向性,所以抗体类药物迅速发展。包括我们耳熟能详的贝伐珠单抗、赫赛汀以及几乎覆盖全瘤种的免疫检查点抑制剂PD-1/PD-L1单抗,CTLA-4单抗。

市面上有很多免疫检查点抑制剂,进口药物,国产药物,还有双抗类药物,有人问“这么多PD-1单抗,有什么区别呢?”“这些药物共同点是作用靶点都是PD-1分子,但是每个药物结构上存在很大差异。”那么想了解PD-1单抗类药物差异,需要先熟知一下抗体结构。

一、抗体结构基础知识
抗体是一类大分子蛋白质,抗体形状像字母“Y”,由两条完全相同的重链(氨基酸数目多,分子量大)和完全相同的轻链(L链,氨基酸数目少,分子量小)组成(示意图1)
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抗体基本示意图1
蓝色代表重链,黄色代表轻链。两条重链和轻重链之间靠二硫键连接

1.抗体可变区:在“Y字母”头部有一片区域变幻多端,主要是负责识别形形色色的抗原分子,这块区域称为抗体可变区(示意图2左侧标注可变区,右侧图VH和VLCDR1-3区)。抗原和抗体结合反应,就好比钥匙开锁。抗原,也是一类大分子蛋白质,表面有很多抗原表位,就是说一个抗原可以有很多形状各异的锁头,根据锁头的形状铸造出独一无二的钥匙(抗体)才能打开抗原抗体反应的神奇大门。
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抗体分子V区和D区结构示意图2

2.抗体恒定区:可变区以外的序列就是抗体的恒定区,针对不同的抗原的同一类的抗体,V区是不同的,但是恒定区是相同的。

3.抗体分类:根据重链的恒定区的差异,将重链分为五类,μ链,γ链,α链,δ链,ε链,抗体分子共有5类,不同的重链和轻链组成完成的抗体分子,分别称为IgM、IgG、IgA、IgD、IgE。每一类抗体因为重链和轻链连接键不同,又产生了很多亚型,像IgG有四个亚型IgG1-4。IgG类抗体血清半衰期最长,所以在抗体药物中最为常用。IgG四种亚型有不同的生物学功能(下文详解),我们熟知的贝伐珠单抗、赫赛汀属于IgG1型,而PD-1单抗是IgG4型。

二、抗体及抗体类药物生物学功能
抗原抗体反应并不是抗体发挥作用的终极目标,在抗原抗体反应后还能引起”蝴蝶效应“才是抗体最具魅力的一面。

抗体结构分为可变区和恒定区,两个区域的作用,构成了抗体的生物学功能。抗体最重要的功能是靶向性,就是我们讲的抗原抗体反应,抗体本身并不能清除病原体和肿瘤细胞,需要靠激活其他”机关“,比如ADCC和CDC作用(下文详解)消灭肿瘤细胞。这个秘密武器,需要抗抗体恒定区发挥作用。

  • A.抗体与抗原结合后,通过结构改变,激活补体系统。在IgG亚型中,IgG1和IgG3激活补体能力较强,IgG2较弱,IgG4很难激活补体。补体系统在免疫反应中有什么作用呢?补体是人体免疫系统发挥作用的重要物质,补体系统激活最终导致细胞溶解,这一过程称为补体依赖的细胞毒作用(CDC作用)。

  • B.结合Fc受体  在示意图2中,我们看到重链恒定区CH2和CH3区,这两个区域成为抗体的Fc段,主要作用是结合具有Fc受体的细胞(巨噬细胞,DC细胞,NK细胞,B细胞,肥大细胞),介导这些细胞之间杀死靶细胞,我们成为抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC作用)。


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需要注意的是,根据抗体靶细胞的不同,抗体结构是有区别的。

如果抗体类药物直接作用在肿瘤细胞上,我们的目的肯定是要把肿瘤细胞消灭的片甲不留,那么这类抗体类药物要选择对补体激活能力强的,比如HER2抗体就是IgG1型。

如果抗体类药物不是直接作用在肿瘤细胞,而是靶向保护我们的免疫细胞,那就尽量把CDC和ADCC作用最小化,比如PD-1单抗,仅仅是为了阻碍PD-1与PD-L1的结合,让T细胞活跃起来,一般这类抗体要选择不能激活补体系统的IgG4亚型。

PD-1单抗发挥作用时,抗体的Fc段可能与巨噬细胞Fc受体结合,巨噬细胞就把T细胞当成猎物绞杀,消耗T细胞。所以替雷利珠抗体号称可以对Fc段进行改造,使抗体失去结合巨噬细胞Fc受体能力,理论上可以保护T细胞,增强免疫效果。

不知道大家有没有注意到PD-L1单抗都是IgG1亚型,理论上PD-L1单抗的靶细胞是肿瘤细胞,但是一些免疫细胞表面也有PD-L1分子的表达,PD-L1单抗获批的适应症并没有PD-1单抗多,原因不得而知。


三、不同PD-1单抗在结构上异同

1、相同点:

IgG的血清半衰期最长。因此,目前开发的重组单克隆抗体均是以IgG为主体开发的,而且PD-1单抗都选择IgG4亚型,因为具有独特的生物学特性,难以激活补体,并且与FcγR亲和力较低,可以降低CDC作用和ADCC作用,减少对T细胞消耗。

2、不同点:

a. 抗原表位的CDR区不同

根据前面讲到的抗体和抗原反应,我们把PD-1单抗想象成"钥匙",那么它要去结合T细胞表面的PD-1受体蛋白,而PD-1受体蛋白表面有很多抗原表位,也就是有很多"锁头",PD-1单抗研发的过程中,可以选择众多"锁头"中一位即可,这就注定了每种PD-1单抗结构上的差异。
4.jpg
对这几种PD-1单抗结构研究发现:

  • 帕博丽珠单抗钥匙齿纹和纳武利尤单抗钥匙齿纹完全不同;
  • 特瑞普利单抗和纳武利尤单抗钥匙齿纹比较相似,但是与帕博利珠单抗的不同;
  • 信迪利单抗钥匙齿纹与帕博利珠单抗和纳武利尤单抗都不同;
  • 替雷丽珠单抗钥匙齿纹与帕博利珠单抗很相似。


钥匙和锁头的完美结合(结合的面积,表位差异)其实也是影响药效的一个因素,但是目前还没有临床试验能证实到底哪种PD-1单抗是最好的。即使PD-1单抗齿纹非常相似,但是因为翻译修饰,抗体类药物之间依然存在很大差异。

b. 抗体人源化程度

不同抗体药物按照人源化程度,可以分为鼠源抗体、嵌合抗体、人源化抗体和全人源化抗体4类,抗体人源化程度越高,那么对鼠抗体的免疫原性越小,人体内出现抗药物抗体(ADA)就会越少。现在PD-1单抗都是人源化或全人源化抗体,两类抗体都有很低的鼠免疫原性,成为抗体药物发展的主要趋势。
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四、不同PD-1单抗互换意义大吗?

病人问”既然信迪利单抗和另外两种进口PD-1单抗的齿纹都不同,那是不是可以通过更换进口PD-1单抗延缓耐药呢?“

还有很多很多因素影响PD-1单抗类药物疗效,这个结构的异同对药效影响有多大?不得而知。

确实临床上看到了少数客观上有效的病例,但是根据目前的循证数据和临床实践,大多数患者,单纯进行PD-1单抗内部的互换,并没有显著提高疗效。因此不建议患者通过同类PD-1单抗互换提高疗效,而且指南也不支持同类PD-1单抗互换延缓耐药。
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已有 4 人参与

最新评论

全部评论(4)
引用 bz9872 2021-7-29 07:23
不知道我们能不能用上免疫治疗
引用 hwy1368 2023-7-1 09:53
纠正一下哈,贝伐单抗是靶向药,不是免疫治疗药物。
引用 hwy1368 2023-7-1 09:54
赫赛丁也是靶向药类
引用 hwy1368 2023-7-1 09:54
说得不对的话,进群指正

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