4-1BB靶点介绍

4-1BB，即CD137，TNFRSF9(TNF receptor superfamily member 9)，它于1989年首次被发现，属于TNF受体超家族。它在抗原启动的T细胞上表达，在静止的T细胞上不表达，除此以外，4-1BB还在树突状细胞（DC）、自然杀伤细胞（NKs）、活化的CD4+和CD8+T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、自然杀伤T细胞（NKT）和肥大细胞中表达。

当4-1BB与其配体4-1BBL结合后，可以产生共刺激信号诱导CD4+和CD8+T细胞的活性，促进T细胞增殖，刺激巨噬细胞产生如如IL-6、TNF-α等多种炎症细胞因子。从而激活机体免疫系统，达到抑制肿瘤发生发展、促进肿瘤细胞清除的功效。

有研究报道，当在进行4-1BB抗体药物研发时，还要需要考虑抗体结合位点在人和小鼠之间存在的差异性。其结合作用仅限于富含半胱氨酸结构域（CRD），小鼠4-1BBL主要与CRDII结合，人4-1BBL主要与CRDIII结合。小鼠4-1BB/4-1BBL是二聚体，人4-1BB/4-1BBL为三聚体，且人4-1BB不与小鼠的4-1BBL相互作用。^[1]

图1. 抗4-1BB疗法的免疫调节作用^[2]

4-1BB药物开发的现状

4-1BB作为癌症免疫疗法中十分有潜力的靶点，针对其进行的药物研发非常火热，全球目前已有至少40款4-1BB激动型抗体进入临床研究阶段。

4-1BB单抗药物

由 BMS研发的Urelumab（全人源IgG4 mAb）是一个4-1BB强激动性的单抗，在I/II期试验中表现出良好的抗肿瘤活性，但在后续治疗过程中发生了两起由肝毒性引起的致命性不良事件。由Pfizer研发的Utomilumab（人源化IgG2 mAb）是一个4-1BB弱激动性的单抗，虽然有较好的肝脏安全性表现，但作为单药治疗抗肿瘤活性十分有限。

因此，此前未能很好的在激动作用和肝毒性之间达到良好的平衡，导致4-1BB单抗产品临床应用空间有限；目前新一代单抗设计通过对Fc功能改造试图保留激动性的同时克服安全性问题，Alligator、Agenus以及国内的礼进生物和天演药业的4-1BB单抗产品表现出良好的初步临床数据。

4-1BB重点单抗产品临床进度

数据来源：Cortellis

4-1BB双抗药物

平衡抗体激动作用强弱和其肝毒性，是4-1BB单抗药物开发的难点，因此为了克服疗效和毒性的问题，研究者们开始探索新的开发策略。其中以4-1BB为靶点的双抗、三抗以及四抗成为研发的一个热点领域，国内外多家药企均有布局。

4-1BB双特异性抗体通过对肿瘤细胞表面靶点和4-1BB亲和力不同精准定位肿瘤微环境，减少肝毒性等副作用。因此双抗疗效相比单抗可以实现更精准的靶向，从而使得临床前的抗肿瘤活性和安全性都得到了提升。

如PD-1/PD-L1就是4-1BB双抗常用的另一候选靶点。去年，BioNTech与Genmab联合研发的PD-L1×4-BB双抗药物GEN1046，是一种全长IgG1亚型的PD-L1×4-1BB双抗，其以临床Ⅰ/Ⅱa期结果发表在著名学术期刊《CANCER DISCOVERY》上的文章中，所使用的PD-L1/4-1BB双靶点人源化鼠由百奥动物提供。文中研究结果表明：GEN1046对于CPI耐药的实体瘤治疗效果良好，安全性高，为免疫联合治疗提供了新的方案。

4-1BB重点双抗产品临床进度

数据来源：Cortellis

通过众多临床试验及以往多年研究积累，4-1BB 靶点被证实是肿瘤免疫治疗十分有潜力的靶点，目前如何最大化激动作用并最小化毒性是未来4-1BB激动剂研发亟需解决的问题。百奥动物自主研发的4-1BB系列人源化小鼠（详情见下表），是靶向4-1BB抗体开发相关药物进行药效评价的优质模型。

B-h4-1BB/h4-1BBL mice

高剂量Urelumab对B-h4-1BB小鼠和B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠均产生肝毒性

用PBS或Urelumab(内部合成)对纯合子B-h4-1BB小鼠和B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠进行治疗 (n=5，雌性，7周龄)。第21天采集血清，检测谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)。与PBS对照相比，使用20mg /kg Urelumab治疗B-h4-1BB小鼠的ALT显著升高，而同样的治疗对B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠没有影响。与PBS对照相比，B-h4-1BB小鼠AST无明显升高，但20ug/mL urelumab治疗可使B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠AST明显升高。在1mg/kg剂量组，B-h4-1BB小鼠和B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠的ALT和AST均无明显变化。表明高剂量urelumab对B-h4-1BB和B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠有肝毒性作用。数值以平均值±SEM表示。

高剂量Urelumab 治疗可导致B-h4-1BB小鼠和B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠肝脏淋巴细胞浸润增加

肝毒性的病理分析。在B-h4-1BB小鼠(G1-G3)中，当urelumab剂量为1mg/kg时，肝脏未见明显异常变化(G2)。当剂量为20 mg/kg (G3)时，观察到血管周围细胞浸润或肝脏慢性炎症，并伴有轻度病变。

在B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠(G4-G6)中，1 mg/kg组(G5) 3/5的小鼠出现病理变化(轻度2/5，轻度1/5)，而在20 mg/kg剂量(G6)时，所有实验动物肝脏均出现中度变化。总体而言，20 mg/kg组(G6)肝脏病变程度和发生率显著高于1 mg/kg组(G5)。

以上结果提示，高剂量(20mg /kg)的urelumab比低剂量(1mg /kg)的urelumab更容易发生血管周围细胞浸润或肝脏慢性炎症。B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠对urelumab毒性作用比B-h4-1BB小鼠更敏感。因此B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠是较好的临床前毒性评价模型。

B-h4-1BB/h4-1BBL药效验证

抗人4-1BB抗体在B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠中的抗肿瘤药效。(A) 纯合子B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠 (雌性，6-8周龄，n=5) 皮下接种小鼠结肠癌MC38细胞系。结果显示抗人4-1BB抗体能够显著抑制MC38肿瘤细胞的生长。(B)治疗期间体重变化。如图A所示，抗人4-1BB抗体在B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠中有效地控制肿瘤生长，这表明B-h4-1BB/h4-1BBL小鼠可为体内评价抗人4-1BB抗体药效提供有力的临床前研究模型。值表示为平均值±SEM。

参考文献

[1].https://mp.weixin.qq.com/s/kvwfybpx63XQn26xdijIZw

https://mp.weixin.qq.com/s/999cX0RaXHLyXxZ8MhIaBw

[2]. Chester C, Sanmamed MF, Wang J, Melero I. Immunotherapy targeting 4-1BB:mechanistic rationale, clinical results, and future strategies. Blood. 2018 Jan4;131(1):49-57. doi: 10.1182/blood-2017-06-741041. Epub 2017 Nov 8. PMID:29118009.