基石药业新引进项目ND021深度分析：肿瘤免疫疗法升级新风向
2019年5月，基石药业宣布与瑞士Numab Therapeutics AG公司达成协议，从后者获得单价三特异性抗体片段分子ND021在大中华区（包括中国大陆、香港、澳门和台湾）、韩国和新加坡的独家开发和商业化权利。
基石药业在创新药项目引进方面的动作令人印象深刻。在ND021之前，基石药业已经从美国Blueprint Medicines和Agios Pharmaceuticals这两家专注精准医疗的明星公司中引进4款皆具全球首创潜力的项目，其中avapritinib（BLU-667）、BLU-285、ivosidenib这3款药物在合计5个适应症上获得过FDA的“突破性疗法”认证， ivosidenib也已在去年7月被美国FDA批准上市，由此可见基石药业的“选药”眼光还是非常精准独到的。ND021是处于临床前阶段的一个项目，又有哪些特质吸引基石药业再次出手呢？今天尝试给大家做一详细分析。
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PD-1/PD-L1并非万能
肿瘤免疫治疗仍有巨大改进空间
在肿瘤新药研发领域，免疫治疗应该是当下最热门的话题。以PD-1抑制剂为代表的免疫治疗药物在市场上大放异彩，默沙东K药和百时美施贵宝O药在2018年的全球销售收入分别达到了71.71亿美元和67.35亿美元，而且从增速来看，距离销售收入峰值还有很大空间。
PD-1抑制剂的作用机制有别于传统化药，提供了“治愈”癌症的可能性。目前K药和O药各有15种左右的适应症获批，是众多癌症患者特别是晚期患者的最后生存希望。不过从临床数据上看，PD-1/PD-L1抑制剂并不是万能的，有许多临床需求尚未满足。比如：
1）PD-1/PD-L1抑制剂对不同种类癌症的疗效差异甚大。譬如在经典霍金氏淋巴瘤和自然杀伤T淋巴细胞瘤中疗效突出，ORR可以达到80%以上，而在结肠癌，乳腺癌，宫颈癌等实体瘤中，PD-1/PD-L1抑制剂则疗效甚微。
2）PD-1/PD-L1抑制剂在不同患者中的应答率是有差异的。PD-L1是否高表达，肿瘤是否携带高基因突变率（TMB）或高微卫星不稳定（MSI-H），是否携带EGFR或ALK基因，都会大程度影响疗效。这也导致实际上只有非常有限的患者能够从这类疗法中获益。在绝大多数未经挑选的实体瘤中，PD-1/PD-L1抑制剂只对20%-30%的患者有效。
3）即使在有效应答的患者中，也会有10%-15%的患者出现疾病复发。而且在一些患者中，PD-1/PD-L1抑制剂的治疗效果不但不如人意，有时甚至能够发现肿瘤生长变得更快（见：Science热议：警惕！PD-1抗体治疗后，肿瘤加速生长）。这些事实提示，在PD-1/PD-L1抑制剂背后存在着复杂的耐药机制。
因此广泛尝试PD-1/PD-L1与其他药物的组合成为提高肿瘤免疫疗法临床疗效的主要策略。从企业角度而言，要想找到肿瘤免疫治疗下一个的金矿，发掘出下一个有潜力的免疫治疗新靶点也是行业热门风向。在PD-1之后，4-1BB是大家最关注的热门潜力靶点之一， 4-1BB与其他靶点组合有弥补PD-1/PD-L1的不足的潜力。而基石此次引进的ND021项目也是基于将4-1BB靶点聚焦于肿瘤微环境来提高免疫治疗疗效的新思路，为克服上述难点提供了一种可能性。
02
4-1BB vs PD-1：踩油门与松刹车
为了便于大家理解ND021的特点，我们先来简单回顾下免疫系统药物靶点的两大阵营。
从作用机制看，一类是对免疫系统有抑制作用的“刹车靶点”，包括已经有药物获批上市的PD-1、PD-L1、CTLA-4，以及一些正在开展临床试验的LAG-3、TIM-3、 BTLA等较新靶点。针对这类靶点的抑制剂可以恢复T细胞对肿瘤细胞的识别，让T细胞重归杀伤癌细胞的第一战场。这类靶点可以理解为“松开刹车，让沉睡的车子前进”的机制。
另一类则是对免疫系统有增强作用的“油门”靶点，代表性的有4-1BB、OX40、CD27、 GITR、CD40等。针对这类靶点的激动剂，可以促使T细胞的增殖和活化，具有更强的肿瘤细胞杀伤作用。可以理解为“踩油门，让车子跑得更快”的机制。这类靶点中，4-1BB算是药界研究较多的一个。
与其他几个免疫激动靶点不同，4-1BB只在T细胞接触到抗原后才上调表达，并长时间地维持T细胞的杀伤活性，这一点对T细胞的抗癌特异性和有效性至关重要。除此之外，4-1BB在树状细胞（DC）和自然杀伤细胞等多种免疫功能细胞上也多有表达，对高效地建立抗肿瘤免疫环境有决定性的功能。
来源：Cariad Chester et al. Blood. 2018;131(1):49-57
4-1BB对T细胞功能的重要性和有效性也从另一个角度在临床上得到了验证。比如全球首个上市的CAR-T产品Kymriah的共刺激区就选择了使用4-1BB。Kymriah之前的第一代CAR设计中除了TCR本身外并没有共刺激区，因此第一代CAR-T细胞的活性非常差，在体内存活时间非常短。经过多种筛选，将4-1BB插入至CAR-T细胞后，与使用其他共刺激区的CAR-T细胞相比，4-1BB CAR-T细胞能够更有效地清除肿瘤，作用更加有效和持久。2018年ASCO年会上的一项摘要显示，4-1BB CAR-T细胞治疗组患者的客观应答相较其他共刺激区CAR-T更高。
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4-1BB单抗安全窗过窄，成药难度大
4-1BB对T细胞有重要的调控功能，是肿瘤免疫治疗的重要临床靶标，自然也吸引了不少企业投入。据医药魔方NextPharma数据库调查，全球在研的4-1BB相关项目有27个。
第一个进入临床试验的4-1BB项目是百时美施贵宝/小野制药的urelumab（BMS-663513），单药或与O药联用均显示出了令人鼓舞的疗效，但是I/II期结果同时提示其严重肝毒性无法避免，且可能与药物标靶和剂量有关。辉瑞utomilumab 是另一款开发进度较快的4-1BB单抗，可以激活4-1BB，但与urelumab不同的是同时也能阻断4-1BB与4-1BBL的结合，是活性相对弱一些的激动剂。虽然安全性上有了提升，但疗效方面似乎打了折扣。
因此，怎样安全有效地利用4-1BB信号通路进一步刺激抗癌T细胞的活性，成为肿瘤免疫界药物研发的下一个关口。
既然4-1BB单抗难以成药，PD-1/PD-L1又留下了巨大的临床疗效提升空间，一种新的开发策略自然而然就出现了。如果一个分子能够同时针对PD-1/PD-L1和4-1BB两个靶点，理论上讲可以同时实现“松刹车”和“踩油门”，让T细胞发挥更强的杀伤作用，在疗效上就可能优于PD-1/PD-L1药物单药，等同甚至超越一些联合疗法，但是这究竟是否可行呢？
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下一代肿瘤免疫抑制剂：4-1BB/PD-L1双功能抗体
双特异性抗体是靶向两个靶标设计的工程化抗体。由于其能同时阻断或激活双靶点信号通路，将免疫细胞和肿瘤细胞联合在一起，因而有希望获得强于单靶点抗体的疗效，同时也具备比传统组合疗法更具特异性，避免毒性的优势。基于其的独特生物学机理和优势，双特异性抗体逐渐在药物研发的舞台上占据一席之位。
据不完全统计，国内外已有近40家公司在双特异性抗体领域布局，研发基于各类机理的新药。利用双特异性抗体技术，将4-1BB或其它免疫刺激分子聚焦于肿瘤或肿瘤微环境中一直是肿瘤免疫界的一个重点课题。
目前，以4-1BB为靶点的双特异性抗体已有十几个候选药物在研发阶段。2019 AACR年会上有报道4-1BB/HER2和4-1BB/FAP组合的双特异性抗体在临床实验中已显现疗效和优势。相比而言，以PD-L1为主导，和4-1BB组合的双特异性抗体，可以针对更广泛的肿瘤适应症，有望成为新一代广谱肿瘤 “免疫逃逸”抑制剂。
医药魔方之前文章《双特异性抗体热潮》中对此有过总结。目前仅是PD-L1/4-1BB双抗，全球已有至少6个候选药物在紧锣密鼓向前推进，其中科望生物从Inhibrx引进的PD-L1/4-1BB双抗ES101处于I期临床阶段。Merus/Incyte合作开发的MCLA-145于本月9号公布进入I期临床试验。
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ND021的独特优势
候选药物分子的主要构建原则是应有最大的安全窗口潜力和广谱抗癌作用。ND021是一种针对三个靶点的特异性抗体片段分子，可以同时结合PD-L1与4-1BB，并且还可以结合人血清白蛋白（HSA），在分子设计和理念上与上面提到的PD-L1/4-1BB双抗药物ES101、MCLA-145有很大不同。
ND021结构示意图（来源： Numab官网）
ND021独特的单价（monovalent）结构使其在安全窗和抗癌谱方面有很大的优势，也正是由此吸引了基石药业的注意力。具体表现在以下几个方面：
1）ND021中的4-1BB抗体片段为单价，单分子在游离状态（如血液中）没有活性。4-1BB属于TNF家族成员，三聚体是基本的活性分子单元。所以只有ND021结合肿瘤上的PD-L1后，4-1BB抗体片段才能形成三个以上的多聚体，继而有效的激活T细胞上的4-1BB分子。这种设计大大地增加了扩大药物安全窗口的可能性。
2）除了全新的独特的结合表位（epitope）外， ND021所用的4-1BB抗体片段属于常规亲和力，而不是特意将亲和力降低的抗体片段。这样的分子，确保了完整的4-1BB激活潜力（油门作用），最大限度地刺激抗癌T细胞的生存与扩增。
3）ND021所用的PD-L1抗体片段具有超级亲和力，比常规的药用PD-L1抗体强10倍以上。超级亲和力不但确保了单价情况下对PD-1/PD-L1的有效阻断，更重要的是减低了对肿瘤表面PD-L1绝对表达量的要求。换句话说，ND021有更广谱的抗癌潜力。不但对PD-L1高表达的肿瘤有效，对中、甚至低PD-L1表达的肿瘤也有效。同时也可以克服肿瘤内部PD-L1表达的不均一性，做到治疗均一有效。
4）ND021结构中，PD-L1和4-1BB抗体片段的亲和力差异性甚大，在25倍左右。这种独特的设计使得ND021优先与PD-L1结合，在肿瘤表面形成多聚体，然后才会与4-1BB的独特抗原表位相结合，激活抗癌T细胞。根据药物动力学模型推断，ND021对PD-L1的超高亲和力使得4-1BB多聚体形成和T细胞激活只依赖于ND021药物浓度，并成正比线性关系，与肿瘤PD-L1表达水平无关。在临床上，这个特性可以更准确地推断药物暴露量，更容易更准确地给药。
5）与已报道的PD-L1和4-1BB双特异抗体不同，ND021没有使用抗体的Fc片段，而是使用了HSA抗体片段，以与HSA结合延长药物的半衰期。没有Fc功能，完全消除了与任何一种FcγR亚型的结合，最大限度地限制PD-L1阳性肿瘤细胞以外的4-1BB激活，进一步增加ND021的安全性。简单讲，ND021通过结合HSA，实现了更长的体内半衰期，可以减少给药次数，使病患用药更方便，同时也能进一步促进ND021的肿瘤靶向作用。
6）以HSA抗体片段延长半衰期，还将ND021总分子量降至80kD，只是常规抗体的二分之一。增加了ND021在肿瘤内的穿透率，达到最好的疗效。
ND021作用机制示意图（来源： Numab官网）
综上所述，ND021相比组合疗法有给药更方便的优势，独特的结构设计让其仅在肿瘤微环境中产生抗癌作用，不会在血液中活跃而“流窜”全身，能够极大程度地控制毒性。同时，ND021还可能克服PD-L1单抗癌种受限、疗效受限、人群受限的问题，覆盖更广泛的患者人群。
动物模型数据也能佐证这一点。在食蟹猴实验中，ND021未发现毒性问题。单次给药后肝功能检测未见ALT/AST升高，也未发现4-1BB脱靶激活。药代动力学数据显示ND021的半衰期和普通单抗相当。与PD-1/PD-L1单抗+4-1BB单抗的组合疗法相比，ND021对T细胞的刺激活化作用更明显。在小鼠试验中，ND021的抗肿瘤效果优于PD-L1单抗，疗效与PD-L1/4-1BB联用相当，但拥有更高的客观应答率。
安全、比联用更方便、疗效可能相当于PD-L1/4-1BB联用并拥有更高应答率，ND021在临床前试验中显示出了成为下一代同类最佳药物的潜力，被视为可以代替目前PD-1/PD-L1抗体的“下一代免疫检查点抑制剂”。
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结语
基石药业此次引进的ND021进一步丰富了公司的产品管线，增加了联合疗法的资源。此外，基石药业的临床推进能力也让人叹服，其核心产品CS1001曾在一年内实现从I期患者入组到III期患者入组给药。PD-L1/4-1BB这个领域的临床开发在国内还属于起步阶段。同道竞速能者胜，谁能赢在临床推进策略和执行，就能赢得丰厚的市场回报。
中国肿瘤药物市场增长迅速。2017年中国肿瘤药物市场为1400亿元左右，根据多个机构预测，抗肿瘤药物增速在这几年会保持在15%-17%之间，至2020年或达2000亿元以上。但是国内的市场形势也比之前更为激烈和严峻，医保控费、药品降价、新药物迭代速度变快、研发进程缩短，国内做肿瘤新药研发的企业也得对此保持警醒。随着PD-1/PD-L1的争斗渐入白热化，下一波热潮会否由双抗、三抗、多抗带来？谁先布局，又将掀起怎样的争战，让我们拭目以待。