双抗和单抗在药理学相关种属选择方面还是有些区别的。单抗比较简单,与对应种属的目标靶点结合或能产生药理学作用,则基本可判定相关与否。双抗则会多出一些变化,会出现单靶点相关、双靶点相关和双靶点均不相关的情形。对于双抗的相关动物种属选择,已上市双抗药物通常开展哪些研究作为判断依据呢?不相关或仅单靶点相关的情况如何处理呢?结合已上市的这16款双抗的案例,一起来看下,总有一款适合你。
已上市双抗的基本信息统计如下表所示:
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已上市双抗的药理学相关动物种属选择依据及毒理用种属统计如下表所示:
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接下来围绕每款双抗的种属选择详细信息,逐一进行介绍:
1、Blinatumomab
Blinatumomab是一款CD19/CD3双抗。相关动物种属选择方面,开展了两项研究。
第一项研究。采用流式细胞术检测发现,blinatumomab能与黑猩猩的B淋巴细胞(CD20+)和T淋巴细胞(CD4+)结合,但不能与SJL小鼠、比格犬、食蟹猴、恒河猴以及狒狒的相应淋巴细胞结合。在黑猩猩外周血单个核细胞(PBMC)样本中,blinatumomab与B和T淋巴细胞结合后,可介导T细胞对B细胞的重定向裂解作用,该效应通过流式细胞术的自体耗竭实验得到证实。
第二项研究。采用流式细胞术评估blinatumomab对非洲绿猴、松鼠猴、大鼠(F344品系)、小鼠(ND4SwissWebster品系)及人PBMC的交叉反应性。结果发现,blinatumomab可与人CD20+B淋巴细胞和CD4+T淋巴细胞结合,但不与非洲绿猴、松鼠猴、大鼠和小鼠的PBMC发生结合。
显而易见,Amgen很想找到一种猴作为相关动物种属,可惜试了多个品系都不结合。最后无奈,只能制备了鼠源替代分子开展小鼠一般毒理研究(IV,QD,给药4周,4周恢复期,对照组+3个给药组)。另外,黑猩猩作为唯一的非人灵长类相关动物种属,也进行了一般毒理学研究(QW,5周,对照组1只雌性,给药组1雌1雄,仅给药1个剂量)。
2、Emicizumab
在正常止血过程中,活化的凝血因子VIII(FVIIIa)在Ca²⁺和磷脂存在下与活化的凝血因子IX(FIXa)形成复合物。该FVIIIa:FIXa复合物作为辅因子,促进凝血因子X(FX)的活化。
在A型血友病患者中,FVIII缺乏或缺失。此时,emicizumab通过分子模拟机制发挥作用:它作为一种支架蛋白,直接结合活化的FIXa和FX,并将其桥接在活化血小板表面,从而促进FX的活化。
结合亲和力研究:采用表面等离子共振(SPR)技术,在浓度高达640nM的条件下,证实了emicizumab能以浓度依赖的方式与人和食蟹猴的天然及活化形式的FIX和FX结合。
对人和食蟹猴凝血因子的辅因子活性评估:通过酶学实验评估了emicizumab在hFIXa存在下对纯化hFX的活化作用。结果显示,当存在hFIXa时,随着emicizumab浓度增加,FXa生成量呈浓度依赖性上升;若无hFIXa,则无FX活化;用FVIIIa替代emicizumab时,也观察到类似效果。
在使用食蟹猴FX(cyFX)的类似实验中,emicizumab同样表现出促进FX活化的作用。
然而,在使用小鼠或大鼠的FIXa和FX进行的实验中,emicizumab未能诱导FX的活化。
所以,通过结合和功能试验确定了食蟹猴为药理学相关动物种属。
3、Amivantamab
Amivantamab是一款EGFR/MET双抗。在结合实验中,amivantamab与人EGFR和MET的结合亲和力(KD值)分别为1.43nM和0.04nM。
Amivantamab能与人和食蟹猴EGFR及MET的胞外结构域(ECD)结合,且EC50值相近;但对大鼠的EGFR或MET无明显结合。
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4、Faricimab
Faricimab(RO6867461)是一款Ang-2/VEGF双抗,结合特性如下:
对Ang-2的结合:
Faricimab通过SPR技术检测,对全长血管生成素-2(Ang-2)表现出高亲和力,且在多个种属中均有效,包括人、食蟹猴、兔和小鼠。此外,faricimab也能高亲和力地结合大鼠Ang-2的受体结合结构域(Ang-2-RBD-Fc)。
Faricimab不结合全长人Ang-1,但能特异性结合Ang-2。
对VEGF的结合:
Faricimab对人和大鼠的VEGF121以及人VEGF165均表现出高亲和力。
由于人、食蟹猴和恒河猴的VEGF121氨基酸序列完全一致(100%同源),因此未对食蟹猴VEGF121进行单独的结合测试。
Faricimab采用兔和猴开展了短期重复给药毒理研究。未选择鼠,可能是与眼部解剖和生理学特点与人差别比较大有关。当然,兔也不是一个理想种属。FDA Lansita博士认为兔并非合适的毒理学研究种属,因为在单次玻璃体内注射(IVT)低剂量(1.5 mg/眼)后即出现严重毒性(可能与种属相关的抗药抗体所致的免疫复合物沉积相关),使得在该物种中开展长期毒性研究不可行,除非探索更低剂量。她支持申办方的提议,仅使用猴进行计划中的6个月慢性毒性研究。
5、Mosunetuzumab
为评估双特异性抗体mosunetuzumab的跨种属体外结合能力与活性,研究对其抗CD3抗体臂与人和食蟹猴CD3εγ抗原的结合亲和力进行了检测。
结果显示:
Mosunetuzumab对人和食蟹猴CD3εγ抗原的结合亲和力相当;在人和食蟹猴的PBMCs中,其介导B细胞杀伤的体外药效也相当。
然而,由于技术限制,未能开发出稳定、可重复且准确的免疫组织化学(IHC)检测方法,用于评估mosunetuzumab在人和食蟹猴组织中的特异性结合及潜在交叉反应性。原因在于:mosunetuzumab作为IHC检测试剂时,分析灵敏度和特异性较差。
此外,未在其他种属(如啮齿类动物、犬或兔)中开展交叉反应性研究。
6、Teclistamab
Teclistamab是一种CD3/BCMA双特异性抗体,其结合活性显示:与人BCMA具有高亲和力,平均Kd为0.18nM;与人CD3的Kd为28.03nM。
在食蟹猴中:与食蟹猴BCMA,平均Kd为6.5nM,约为对人BCMA亲和力的1/36(即弱36倍);与食蟹猴CD3的Kd为38.48nM。
在其他种属中:Teclistamab对啮齿类动物(如小鼠、大鼠),仅表现为微弱结合;不与啮齿类或兔的CD3发生交叉反应。
因此,啮齿类动物和兔不是teclistamab毒性评价的药理学相关种属。
基于上述数据,食蟹猴被确定为teclistamab安全性评价中最合适的药理学相关动物种属。
除了亲和力方面的研究,还开展了体外功能活性验证。
在人源系统中(hBCMA+CHO细胞+人T细胞,效靶比E:T=5:1):诱导T细胞活化的EC50为0.22–0.32nM;介导对BCMA表达细胞的细胞毒性(杀伤作用)的EC50为0.31–0.89nM。
在食蟹猴系统中(cBCMA+CHO细胞+食蟹猴T细胞):T细胞活化的EC50为1.38–3.9nM;细胞毒性的EC50为0.64–3.3nM。
7、Epcoritamab
Epcoritamab是一款CD3/CD20双抗,种属交叉反应性评估:
使用转染了不同物种CD20的HEK293F细胞(包括人、食蟹猴、犬、兔、猪、大鼠、小鼠),评估epcoritamab对非人源CD20的交叉反应性。结果显示,仅食蟹猴和兔的CD20能与epcoritamab发生剂量依赖性结合。其中,食蟹猴CD20的EC50与人CD20相当。
对CD3的交叉反应性研究使用人Jurkat T细胞系和食蟹猴HSC-FT细胞系,结果显示,人与食蟹猴CD3的结合亲和力相当。
根据已发表文献(Conrad,2007,Cytometry),epcoritamab预期与其他非人种属(如犬、鼠、猪等)不结合。
因此,epcoritamab仅在食蟹猴中具有药理学相关性。
8、Glofitamab
Glofitamab在体外以二价模式(bivalent mode)结合人和食蟹猴原代B细胞表面的CD20,且对两者的EC50值相当,表明其在两个种属中具有相似的结合效力。Glofitamab不与常规毒理学实验动物(如啮齿类、犬、兔或小型猪)的CD20发生交叉反应。
同时,glofitamab以单价模式(monovalent mode)结合T细胞受体(TCR)复合物中的CD3ε亚基。由于人与食蟹猴的CD3ε表位高度保守,glofitamab可交叉识别这两个种属的CD3ε;但不能结合上述常规毒理学动物(啮齿类、犬、兔、小型猪)的CD3ε。
9、Elranatamab
Elranatamab是一款CD3/BCMA双抗,用于相关动物种属选择的结合亲和力研究结果:
对BCMA和CD3εδ的结合(SPR):通过SPR测定了elranatamab对人、食蟹猴、小鼠和大鼠BCMA的结合亲和力;同时测定了其对人和食蟹猴CD3εδ的结合亲和力。
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对CD3εN端肽段的结合(BLI):在1µM浓度下,elranatamab不结合小鼠和大鼠CD3ε的N端肽段,进一步说明其对啮齿类动物CD3缺乏交叉反应性。
故,通过亲和力研究确认,食蟹猴为本品唯一药理学相关动物种属。
10、Talquetamab
Talquetamab是一款CD3/GPRC5D双抗,相关种属选择方面开展了以下研究。Talquetamab与人、猴T细胞结合,EC50分别为15.1、2.8nM。说明,CD3这端,猴是相关动物种属。
不过,GPRC5D这端,talquetamab不与表达猴GPRC5D的细胞结合。其它种属方面,未开展具体实验验证,从蛋白序列层面就排除了结合的可能性。
所以,仅CD3一端相关是没有意义的,talquetamab无合适的药理学相关动物种属。最终选择开发了一款结合猴CD3和GPRC5D的替代双抗分子开展的毒理研究。
11、Odronextamab
Odronextamab是一款CD3/CD20双抗。相关动物种属选择方面开展了如下研究:
在人和食蟹猴全血中评估了odronextamab诱导以下效应的能力:PBMC增殖;T细胞激活及细胞因子释放;T细胞介导的CD20阳性细胞裂解。结果显示,在共刺激抗体抗-CD28存在下,odronextamab可有效诱导人和食蟹猴PBMC增殖,其EC50分别为55pM、33.3pM。
细胞结合方面,Odronextamab不与小鼠或大鼠来源的B细胞或T细胞结合,说明其种属特异性较强。
不难看出,食蟹猴为本品药理学相关动物种属。
12、Tarlatamab
Tarlatamab是一款CD3/DLL3双抗,药理学相关动物种属选择主要开展了以下试验:
SPR亲和力研究表明,tarlatamab可以结合人、猴CD3,KD值约为14.9、12nM。
细胞结合研究表明,tarlatamab可以结合过表达人、猴DLL3的CHO细胞,KD值约为0.64、0.5nM。
另外,tarlatamab可以结合人、猴T细胞,不结合小鼠、大鼠、兔、犬和小型猪的T细胞。
所以,从结合层面考量,食蟹猴被选为本品的毒理学研究种属。但是,考虑到DLL3在健康细胞和组织中仅表达于胞内,并非表达在细胞表面,所以严格意义上讲,健康食蟹猴也未必是合适的药理学相关动物种属。
13、Zenocutuzumab
Zenocutuzumab是一款HER2/HER3双抗。
流式分析结果显示,Zenocutuzumab能结合表达人和食蟹猴HER2或HER3的CHO细胞。
然而,在体外实验中,其抗-HER2 Fab不与啮齿类(大鼠/小鼠)结合。
序列同源性分析显示:食蟹猴与人HER2/HER3的氨基酸序列相似性高达98–99%;而人与啮齿类的HER2相似性为85–88%,HER3为91–93%。
基于上述结合特性和高序列保守性,食蟹猴被确认为zenocutuzumab毒性研究的药理学相关种属。
14、Zanidatamab
Zanidatamab是一款HER2双表位抗体。
申办方并未对逐个表位的种属结合差异进行研究,而是采用不同物种HER2胞外结构域(ECD)开展的结合亲和力研究。
结果显示:zanidatamab对人和食蟹猴HER2ECD的结合亲和力相近,KD分别为0.74nM和0.47nM;对犬的亲和力较低(Kd=4.07nM);对啮齿类动物(大鼠/小鼠)则无明显结合。
基于上述数据,食蟹猴被确定为zanidatamab最合适的非临床相关种属。
15、Cadonilimab和Ivonescimab
Cadonilimab 和Ivonescimab是康方开发的两款双抗,分别是PD-1/CTLA-4双抗、PD-1/VEGF-A双抗。未看到具体种属选择性研究资料。从经验判断,目前已上市所有PD-1抗体均不结合啮齿类动物PD-1。已上市VEGF-A抗体Avastin不具备啮齿类动物药理学活性。从CDE披露的技术审评报告,两款抗体均采用的食蟹猴开展的毒理研究。
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