CD40与CD40配体(CD40L)的相互作用是功能性T细胞和B细胞成熟的关键。为了抑制自身免疫时的这种相互作用,Karnell和他的同事造出了一种CD40L结合蛋白。在第一阶段的研究中,这种蛋白显著降低了类风湿关节炎患者的疾病活动性,并且安全性良好。
CD40在抗原呈递细胞上表达。这种分子与CD40L的相互作用能活化T细胞,是适应性免疫反应所必需的。此外,CD40对B细胞的刺激促进了B细胞的扩增、分化和同型转换。携带CD40突变或CD40L突变的人会发展成X连锁高IgM综合征,因为这些人缺乏许多抗体亚型,容易受到感染。
因此CD40L是一个有吸引力的治疗靶标,但先前阻止该蛋白与CD40结合的努力遇到了安全问题:抗体既结合了血小板的CD40L,又结合了相邻血小板上的Fc受体FcγRIIa,导致血栓栓塞不良事件的发生。Karnell及其同事用一种小的蛋白质支架Tn3取代了抗体,Tn3有免疫球蛋白样折叠体,包括类似于互补决定区(complementarity-determining regions,CDRs)的环状结构。这些CDRs是随机的,可复制,被发现可阻止CD40-CD40L相互作用。
为了进一步增强结合能力,Karnell在二价抗体结合的启发下,使用一种柔性连接体加入了两份Tn3。这种二价版本在抑制CD40下游信号通路方面比一价版本强1000倍。此后,随机诱变和自然选择进一步提高了该蛋白抑制CD40-CD40L相互作用的能力。随后,将二价蛋白与血清白蛋白融合,增加蛋白的大小,从而延长其在血液循环中的半衰期,这就是临床候选蛋白VIB4920。在体外,VIB4920对血小板聚集无影响。
利用重组CD40L和白介素-21刺激人原代B细胞3天后,VIB4920完全抑制了人原代B细胞的扩增和分化。在小鼠,注射绵羊红细胞后,VIB4920剂量依赖性地阻止了由此导致的小鼠生殖中心B细胞的扩增和免疫球蛋白G (IgG)的产生。
VIB4920随后在健康志愿者中进行了单剂爬坡研究。单次静脉注射3mg~3000 mg后,VIB4920的平均半衰期为8天。可溶性CD40L (sCD40L)的水平被用来推断检测目标,因为这个大型的sCD40L - VIB4920复合物可留在血循环中。血浆中sCD40L的最高水平出现在3000毫克组,给药84天之后出现。本研究未发现与药物相关的不良事件。
在健康志愿者中,VIB4920降低了血蓝蛋白(KLH)免疫后的抗体反应。在最高剂量的VIB4920下,抗KLH抗体滴度较安慰剂组分别降低78%和86%,8名参与者中有7名检测不到抗KLH抗体。
研究者随后对中度至重度类风湿关节炎患者进行了多剂量递增试验研究。在单次静脉注射VIB4920后,RA患者在临床和统计学上均显著降低了疾病活动指标,特别是接受高剂量药物的患者。在1500毫克和1000毫克剂量组中,分别有75%和50%的患者在12周时的疾病活动度较低或处于临床缓解状态。
蛋白质治疗中的常见情况未能幸免——许多患者对这种治疗产生了抗药抗体(anti-drug antibodies,ADAs),但ADAs在接受高剂量VIB4920治疗的患者中并不常见,支持了这种分子的抗炎作用。
本研究证明了靶向CD40-CD40L相互作用的可行性,并说明了非抗体的蛋白途径也有助于克服与抗体治疗有关的问题。(编译:李伟)
参考文献:Science Translational Medicine 2019;11:eaar6584