Science：利用双特异性抗体靶向癌症

2021年3月8日讯/生物谷BIOON/---肿瘤抑制基因TP53（编码的蛋白产物为p53）发生突变后是最常见的癌症驱动基因。然而，在发现p53突变蛋白在癌症中的关键作用数十年后的今天，人们仍然无法获得靶向它的药物。虽然有让发生突变的表皮生长因子受体（EGFR）或BRAF等癌基因编码的蛋白失活的药物，但是肿瘤抑制基因编码的蛋白已经通过突变而失活。通过使用药物制剂重新激活这类蛋白是非常具有挑战性的。因此，人们正在积极寻找新的方法来靶向这些失活的蛋白，包括TP53编码的蛋白。

在一项新的研究中，来自美国约翰霍普金斯大学医学院的研究人员试图开发一种免疫治疗方法来靶向由发生突变的TP53基因编码的蛋白。p53是一种细胞内蛋白，主要位于细胞核内，因此传统的基于抗体的疗法无法达到。然而，蛋白被蛋白酶体（proteasome）降解成肽，这些肽的一部分可以被人类白细胞抗原（HLA）呈递在细胞表面上。这在原则上使得合适设计的蛋白与细胞表面上的HLA结合时，可以识别细胞内蛋白的肽片段。

H2双特异性抗体的作用机制，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abc8697。

密码子175发生的精氨酸到组氨酸的替换（R175H）是最常见的TP53突变，也是所有肿瘤抑制基因中最常见的突变。由p53R175H突变衍生出的多肽HMTEVVRHC（突变氨基酸下划线表示）可以与特定的HLA等位基因（HLA-A*02:01）结合，从而在细胞表面上形成一种肽-HLA复合物。HLA-A*02:01是美国人群中最常见的HLA-A类型。因此，p53R175H/HLA-A*02:01复合物是一个特别有吸引力的治疗靶点，是许多癌症患者共有的。然而，作为一种新抗原（neoantigen），这种肽-HLA复合物通常以低密度存在于细胞表面上，要想达到有意义的治疗效果，需要一种有效的治疗形式。T细胞可以在极低数量的抗原存在下被激活。因此，这些作者试图产生一种基于T细胞的疗法，通过一种新开发的特异性地结合p53R175H肽-HLA复合物的抗体将T细胞与癌细胞联系起来。

利用一种展示各种抗体可变区片段的大型噬菌体库，这些作者鉴定出H2，它是一种与p53R175H肽-HLA复合物具有高亲和力但不与其野生型对应物结合的的抗体片段。他们通过将H2与一种结合T细胞表面上的T细胞受体-CD3复合物的抗体片段融合在一起，将H2转化为一种基于T细胞的免疫治疗剂---双特异性单链抗体（bispecific single-chain diabody）。这种双特异性抗体结合p53R175H肽-HLA复合物的亲和力[解离常数(Kd)=86 nM]高于T细胞受体的典型亲和力，并重新引导T细胞识别表达这种复合物的癌细胞。尽管这种肽-HLA复合物在细胞表面上的密度非常低，但正如质谱法定量确定的那样，这种双特异性抗体有效地激活T细胞分泌细胞因子并杀死靶癌细胞。这种杀伤取决于同源HLA和特定TP53突变的表达。这种双特异性抗体还能使小鼠体内的人类异种移植瘤发生消退，无论是在肿瘤移植后不久就开始治疗，还是在肿瘤已经建立好的情况下开始治疗。

这种H2抗体片段与p53R175H多肽-HLA复合物的结构显示，H2在突变氨基酸（His175）和一个相邻氨基酸（Arg174）周围形成了一个笼状结构。这种笼状结构的稳定性为H2高度特异性识别这种突变肽-HLA复合物提供了结构基础。

综上所示，这些作者开发了一种基于抗体的治疗方法，它以高度特异性的方式靶向一种来自常见TP53突变的新抗原。尽管肿瘤细胞表面的抗原密度很低，但是它在体外和体内都能有效地激活T细胞和裂解肿瘤细胞。理论上，这种方法可以用于治疗含有其他突变的癌症，而这些突变很难用常规手段进行靶向。（生物谷 Bioon.com）