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Nature 综述:CD28共刺激:肿瘤免疫治疗的新视角

Nature 综述:CD28共刺激:肿瘤免疫治疗的新视角
来源于:微信公众号·精诚智研 | 作者:纳米医学网 | 发布时间:2026-09-01 | 浏览:10
Nature 综述:CD28共刺激:肿瘤免疫治疗的新视角

近年来,随着对T细胞信号转导的深入研究,共刺激受体CD28等T细胞共受体的分子机制研究取得了重要突破。这些基础研究成果为肿瘤免疫治疗创新策略的开发提供了关键科学依据,包括免疫检查点阻断性抗体,过继细胞疗法,肿瘤靶向性免疫刺激抗体,以及调节T细胞活化的小分子药物。尽管2006年CD28超激动剂抗体TGN1412的临床试验遭遇重大挫折,但经过技术革新和机制优化,靶向CD28激动剂再次成为技术上可行且临床前景良好的肿瘤免疫治疗策略。在这篇综述中,我们探讨了有关CD28分子功能和调控的最新研究进展,深入分析了CD28信号通路在现有肿瘤免疫治疗中的关键作用,并探讨了CD28靶向治疗研究中发现的新问题,这些发现不仅加深了我们对CD28生物学功能的认识,更为未来肿瘤治疗策略的优化提供了重要指导。

作为T细胞活化信号通路的核心组分,CD28在其发现四十余年后已成为晚期肿瘤免疫治疗开发的核心靶标。20世纪90年代,Allison、Chen及其同事的开创性工作表明,通过抑制共抑制受体CTLA4(其与CD28竞争结合配体CD80或CD86)或通过肿瘤细胞上工程化表达的CD80或CD86导致的CD28活化可以刺激抗肿瘤免疫,这一发现推动了免疫检查点阻断(ICB)疗法在临床肿瘤治疗中的发展。

尽管ICB在肿瘤免疫治疗方面取得了革命性进展,且后续研究进一步确立了CD28在介导不同ICB疗法中的核心作用,但2006年抗CD28超激动剂抗体TGN1412的临床试验遭受挫折,导致了六名健康志愿者因细胞因子释放综合征(CRS)而出现严重的并发症。这一事件促使科研界在过去二十年间发展出多种减轻CRS的新策略,同时推动了T细胞活化免疫疗法测试新规范的建立。随着抗体工程和细胞工程技术的进步,人们对用于肿瘤治疗的CD28激动剂重新关注。

本综述重点关注CD28作为肿瘤临床靶点的重新崛起,其在新兴联合肿瘤免疫治疗策略中的作用,以及对CD28分子生物学机制的最新研究进展。

CD28是20世纪70年代中期杂交瘤技术发展的结果。在80年代初,研究者鉴定出一种可特异性结合44 kDa淋巴细胞表面抗原的单克隆抗体,该抗原不仅在αβ T细胞上高表达,也存在于γδ T细胞及浆细胞上,最终命名为CD28。到90年代初,CD28被确认为一种通过二硫键连接的同源二聚体糖蛋白,在T细胞表面表达,能够刺激T细胞增殖和细胞因子分泌,其功能依赖于与B7家族成员CD80/CD86的结合,这些配体主要表达于树突状细胞和活化B细胞等抗原呈递细胞(APCs)表面。

这些早期研究确立了CD28在T细胞活化中的核心地位,这与Bretscher和Cohn在1970年提出的淋巴细胞活化的双信号模型高度吻合。根据这个模型,TCR与抗原的特异性结合被定义为T细胞活化的第一信号(信号1),而CD28介导的共刺激作用则构成第二信号(信号2)。早期研究还确定了CD28和CTLA4之间的拮抗关系,两者通过竞争性结合相同的配体CD80/CD86。

CD28的分子结构与功能关联

尽管CD28二聚化、配体结合和信号启动的结构与功能关系的研究仍然是一个谜,近期关于CD28与质膜相互作用的研究取得了一定的突破(图 2)。研究发现,在小鼠CD28跨膜结构域中,一个进化上保守的YxxxxT基序对CD28二聚体表达和信号传导具有关键作用。有趣的是,在嵌合抗原受体(CAR)的CD28跨膜区中破坏该基序,可有效抑制CAR与内源性CD28的异源二聚化,从而增加了内源性CD28二聚体在CAR T细胞上的表达。然而,结构分析表明,人类CD28分子中YxxxxT基序并不参与分子内氢键形成,而是由相邻的GxxxxA基序介导同源二聚化。

CD28胞内结构域(ICD)中的三个保守信号基序已经被广泛表征,蛋白质组学研究进一步揭示了这些基序与信号蛋白的相互作用(图 2a)。在功能上,PYAP基序在CD28信号复合物形成中起主导作用,TCR激活后,TCR-CD28微簇中局部钙离子浓度增加,破坏CD28与质膜相互作用。当CD80/CD86刺激CD28时,酪氨酸激酶LCK能够结合静息T细胞中CD28 ICD的碱性残基。结合的LCK随后磷酸化CD28的YMNM和PYAP基序中的酪氨酸,稳定LCK SH2结构域与磷酸化的PYAP基序的相互作用。

稳定的CD28-LCK复合物随后通过LCK SH3结构域与蛋白激酶PKCθ结合,增强其磷酸化水平。磷酸化的YMNM基序进一步招募磷酸肌醇激酶(PI3K)和衔接蛋白GRB2以启动互补信号通路。此外,酪氨酸激酶ITK被招募到CD28 PRRP基序中,从而激活磷脂酶PLCy1和衔接蛋白SLP76和GADS。这些由CD28触发的信号网络最终汇聚于NF-κB、AP1和NFAT介导的转录激活,以及mTOR依赖的mRNA翻译过程,共同调控T细胞的生存、增殖和细胞因子的产生等过程(图 2b)。

Nature 综述:CD28共刺激:肿瘤免疫治疗的新视角

图2 CD28的表达与功能

T细胞共受体的配体识别存在两种模式,传统的反式作用模式依赖于相邻细胞间的直接接触,而顺式作用模式则表现为同一T细胞表面表达的配体与受体的自主性相互作用。研究发现,T细胞和抗原呈递细胞(APCs)膜表面的功能性B7蛋白可通过顺式方式激活CD28共刺激信号,且该过程依赖于SNX9介导的膜内陷结构形成。CD28-B7顺式相互作用可释放CD28胞内结构域,进而激活下游信号通路。

因此,抑制CD28-B7顺式信号会减弱过继性转移的抗原特异性T细胞的细胞因子分泌、迁移及体内抗肿瘤功效。值得注意的是,顺式信号的形成依赖于初始CD28-B7反式信号通过PI3K途径介导SNX9的募集,这表明CD28顺式信号传导不参与初始阶段的T细胞激活,而是在激活后维持一定水平的CD28信号。这种持续性的信号强化可能影响慢性TCR刺激诱导的T细胞功能耗竭进程。

CD28与E3泛素连接酶的交互调控机制

E3泛素连接酶通过级联反应(E1-E2-E3)介导的靶蛋白泛素化在T细胞功能调控中发挥关键作用。研究发现,蛋白酶体抑制会显著削弱CD28信号传导强度,SCF复合物成员FBW7可以增强抑制性检查点分子PD1的多泛素化,从而促进其在T细胞中的降解,间接增强CD28共刺激信号。类似地,E3泛素连接酶FBXO38和CBL-B可促进PD1的降解,从而增强CD28信号传导。此外,多种E3泛素连接酶和去泛素化酶能够靶向PD1配体PD-L1,进而调控其活性。深入理解E3泛素连接酶和泛素化介导的蛋白质降解对CD28及TCR信号通路的调控机制,将为传统免疫治疗药物的分子靶向策略提供新机遇——例如,将免疫检查点抗体疗法(如PD1或CTLA4)与靶向细胞内蛋白降解剂联合应用。

CD28对mRNA加工的调控作用

早期研究表明,CD28信号通过调控mRNA的命运影响T细胞功能。尽管RNA结合蛋白(RBPs)介导的CD28依赖性细胞因子mRNA稳定性调控已得到广泛研究,且越来越多的证据表明mRNA加工在T细胞活化、分化和功能中发挥关键作用,但CD28信号对mRNA剪接、稳定性和翻译等过程的调控机制仍不完全清楚。

研究发现,CD28共刺激可诱导显著的新生转录本选择性剪接变化,其影响程度甚至超过基因表达变化。其中,约10%的CD28依赖性可变剪接事件由剪接调控因子HNRNPLL的上调驱动。此外,约三分之一的CD28调控剪接事件依赖于ARS2(一种在胸腺T细胞早期发育中发挥关键作用的RBP)。ARS2能够稳定并分选RNA聚合酶II的新生转录本,同时抑制细胞凋亡。值得注意的是,ARS2在CD8+肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)中表达上调,这一过程可能由CD28胞内结构域(ICD)的PYAP基序介导的信号通路触发。

在机制上,ARS2可促进剪接因子向新生转录本的募集,从而增强PKM2亚型的选择性剪接。PKM2能显著提升活化CD8+ T细胞的代谢可塑性,促进IFNγ的产生,并增强其抗肿瘤效应。未来仍需更多研究以进一步阐明CD28介导的RBP调节途径和T细胞中关键的mRNA加工事件。

CD28对microRNA的调节

多项研究表明,CD28信号可诱导多种参与T细胞活化信号传递的microRNA,包括miR-17~92簇、miR-33和miR-155的表达。此外,Argonaute 2(AGO 2)是RNA诱导沉默复合物的一种组分,成熟microRNA与之结合以介导基因抑制,在T细胞活化后被蛋白酶体迅速降解。因此这一过程加速了现有microRNA库的更新,促使活化T细胞中形成新转录加工的microRNA谱。与此同时,活化T细胞中AGO2结合蛋白GW182水平的升高,增强了新microRNA谱的活性。

CD28对表观基因组的调控

CD28信号传导和表观基因组之间的联系首先在调节性T(Treg)细胞中描述,其中CD28诱导组蛋白甲基转移酶zeste同源物增强子(EZH 2)的表达。在Treg细胞中,EZH2通过与FOXP3协同作用来维持免疫抑制表型。

在常规的CD4+ T细胞中,EEZH2既能自发抑制Th1/Th2细胞亚群的分化,又能确保决定Th1/Th2细胞命运的转录因子正常表达。CD8+ T细胞同样依赖EZH2来调节增殖和分化以及抗肿瘤功能。第二种组蛋白甲基转移酶NSD2,负责H3K36me2标记,是由CD28共刺激诱导的,并且是滤泡辅助T细胞分化期间BCL6表达所需的。

直到最近,体内T细胞活化的经典模型假定初始T细胞由通过TCR、CD28和次级淋巴器官(引流病变组织)中的细胞因子受体的信号共同激活的。在接受所有三种信号后仅24小时,CD8+ T细胞进行增殖并表达效应基因。TCR和CD28信号的协调对于T细胞活化至关重要,使得CD28成为控制T细胞应答的关键检查点。

然而,肿瘤微环境中的T细胞分化可能通过两步活化模型更好地解释,其中肿瘤特异性CD8+ T细胞在肿瘤引流淋巴结中增殖,但不能表达效应分子,因此维持干细胞样表型。重要的是,在肿瘤微环境(TME)内从这种干细胞样状态分化的效应T细胞需要由表达CD80或表达CD86的细胞提供的原位CD28共刺激。根据这种新的模型,我们讨论了CD28作为肿瘤微环境内免疫逃逸的靶标,肿瘤通过进化逃避免疫系统的识别和清除,导致T细胞介导的抗肿瘤免疫失效(图 3a,b)。

显著的免疫逃逸机制包括下调共刺激分子(如CD80和CD86)和/或上调共抑制分子(如PD-L1、LAG3、TIM3和TIGIT)。这些机制限制了肿瘤抗原对T细胞的激活以及随后在肿瘤微环境内的细胞毒性功能,促进免疫逃逸。最近研究表明,VISTA-LRIG1检查点轴还通过降低CD28表达来抑制T细胞活化,LRIG1基因缺陷会导致CD28表达及其下游信号传导增强。此外,CD28的下调是癌症患者以及衰老患者中CD8+ T细胞衰老的标志。事实上,在多种实体瘤和血液肿瘤中已经观察到具有免疫抑制功能的CD8+CD28−衰老T细胞亚群增多。因此,肿瘤诱导的CD28下调与严重的T细胞衰老相关,并且可能是使肿瘤细胞对免疫监视和免疫治疗产生抗性的另一种机制,与肿瘤患者的不良临床预后相关。

持续的CD28共刺激对于TCF1+PD1+CD8+ T细胞的维持和扩增是必要的。这类具有自我更新能力的T细胞不仅能维持持久的免疫应答,还能在PD1阻断后促使效应样细胞爆发性增殖。然而,CD28的遗传学表明,它在人CD8+ T细胞中的完全丧失是极其罕见的。更常见的活化多态性与自身免疫有关,这表明CD28表达的精确调控对T细胞功能的重要性。

检查点受体对CD28的抑制作用

从癌症的ICB免疫治疗研究中出现的最引人注目的实验数据可能是观察到CTLA4或PD1信号的消除会聚集在T细胞中释放和增强CD28信号(图3c)。这几乎肯定发生在免疫突触的中央超分子激活簇的水平上。

在生理条件下,T细胞信号的负调节因子CTLA4和PD1在T细胞激活时被上调,以避免过度活化。长期以来,人们一直认识到CTLA4作为CD28信号传导的负调控因子,主要通过竞争CD80和CD86配体发挥作用。

此外,最近的研究表明,CD28可能参与决定干细胞样T细胞对PD1阻断的应答,已知PD1阻断是治疗效果的重要因素。因此,PD1信号传导可能通过抑制CD28信号传导(可能与TCR抑制相结合)来抑制T细胞功能,这进一步表明共刺激CD28信号传导途径在调节效应T细胞功能和对抗PD-L1和抗PD1治疗的反应中具有关键作用。

TME中的CD28和T细胞功能减退

目前还不清楚对ICB的反应在多大程度上涉及T细胞从外周的募集,而不是TIL的再活化或延迟进展到通常称为衰竭的功能低下状态。TME内的慢性抗原暴露通过功能低下的早期和终末阶段驱动进行性T细胞分化,其特征在于表观遗传重塑和抑制T细胞功能的表面受体上调。

在早期功能减退状态下,T细胞的细胞毒性可以通过PD1阻断恢复,而表观遗传印记的终末耗竭T细胞状态在很大程度上对抗PD1介导的激活具有抗性。最近发现的PD1+ TIL亚群同时表达耗竭和CD28共刺激的基因特征,表明CD28共刺激在维持TME内的肿瘤反应性T细胞中可能具有持续的作用。事实上,小鼠TIL或人肿瘤抗原特异性耗竭T细胞的功能分析表明,增加的CD28信号传导促进了它们的抗肿瘤活性。嵌合PD1-CD28受体在TCR融合构建体(TRuC)T细胞中的表达能够预防PD-L1诱导的T细胞功能减退,这进一步支持了CD28信号传导在维持TME内T细胞中的作用。

2006年,超激动剂抗CD28二价抗体TGN1412的临床试验导致6名健康人类志愿者出现危及生命的并发症,这导致涉及直接激活人类 CD28 通路的药物测试的停止。在这里,我们描述了细胞工程的进展如何使免疫学家重新审视CD28激动作用,将其作为下一代免疫疗法对抗难以治疗的癌症的策略。

CD28介导的CAR T细胞和TIL的扩增

2024年批准用于黑素瘤患者的lifileucel(商品名Amtagvi)TIL疗法将临床可用的过继细胞疗法的范围扩大到血液系统恶性肿瘤之外,自体CAR T细胞过继疗法改变了患者的预后。CAR转导后CAR T细胞的表观遗传或代谢性质表明,体外培养阶段的CD28信号可能确实是临床功效的关键决定因素。CAR T细胞扩增过程中PI3K信号传导的药理学抑制提高了继发于线粒体含量增加和干细胞样表观遗传改变的抗肿瘤活性。同样,在多激酶抑制剂达沙替尼存在下,CAR T细胞的扩增有利于其表观基因组重编程并提高CAR T细胞效力。

CD28共刺激的CAR T细胞

第一代CAR因缺乏共刺激结构域而活性有限。随后的研究发现肿瘤细胞表达的B7蛋白可通过激活内源性CD28分子增强CAR-T功能。这个发现促使第二代CAR引入了共刺激结构域。目前临床应用的CAR T所采用的共刺激结构域有CD28 (28z)或4-1BB(BBz)。与BBz CAR结构域相比,28z CAR结构域会促使CAR T细胞向终末效应细胞分化,表现为糖酵解代谢增强,具有快速杀伤能力但持久性有限。相反,BBz CAR结构域有利于产生具有中央记忆表型的CAR T细胞,这类细胞表现出更强的线粒体代谢活性和功能持久性。

从分子机制角度来看,28z和BBz CAR-T细胞因共刺激结构域差异而表现出不同的信号传导特征,28z通过PI3K-AKT等通路诱导快速强烈的蛋白质磷酸化反应,但易导致T细胞耗竭,而BBz则通过非经典NF-κB通路增强细胞持久性。临床观察发现28z CAR-T毒性较高但疗效未显著提升,促使领域倾向BBz的开发,但在实体瘤治疗中,经过优化的28z信号可能因其更强的激活能力而具有独特优势。

最近的临床前研究表明,内源性CD28影响BBz CAR T细胞的体内功能。在BBz CAR-T细胞中,内源性CD28信号缺失会抑制体内细胞因子的释放从而显著削弱抗肿瘤活性,而在分泌IL-12的28z CAR-T细胞中,内源性CD28的缺失反而增强治疗效果。这种效应是由于消除了冗余的CD28信号传导还是与IL-12的信号串扰仍有待确定。

这些发现为临床调节CAR-T细胞功能提供了新思路,包括使用CTLA4-Fc融合蛋白(阿巴西普)抑制或通过CD28靶向双特异性抗体增强CD28信号。这些策略有望实现对CAR-T细胞反应的精准调控,为克服当前CAR-T细胞治疗的局限性提供新的解决方案。

HIT和TAC过继细胞疗法

一种旨在产生更安全、更有效、转基因T细胞用于治疗癌症的新兴方法依赖于选择内源性TCR信号传导。TRAC-HITT细胞在控制小鼠抗原低肿瘤方面略优于TRAC-CART细胞,这可能是由于HIT受体激活信号的阈值降低。然而,重要的是,通过CD80和4-1BBL的共表达向TRAC-HITT细胞添加共刺激显着改善了它们在体内的抗肿瘤功能。在此基础上,通过将CD80的胞外结构域与4-1BB的胞内结构域融合以产生嵌合蛋白(80BB),能够通过CD28刺激内源性顺式信号传导并响应CD28或CTLA4连接启动4-1BB信号,进一步工程化提高了TRAC-HIT细胞的临床前疗效。TRAC-HIT或TCR工程T细胞上80BB嵌合受体的表达增强了它们的抗肿瘤活性,进一步证明了为工程化靶向肿瘤的T细胞提供CD28(和4-1BB)共刺激的必要性。

第二种选择内源性TCR信号传导的策略使用T细胞抗原偶联剂(TAC),这是一种嵌合受体,通过将CD3ε靶向的scFv与肿瘤抗原靶向的scFv连接起来,并使用CD4或CD8 T细胞共受体的铰链、跨膜和细胞内结构域将两者拴在质膜上,从而刺激内源性TCR信号传导。在临床前模型中,TAC修饰的T细胞已被证明比CART细胞更安全、更有效。与HIT受体类似,TAC不会有意参与CD28或其他共刺激受体。然而,募集到TAC的CD4或CD8胞内结构域的LCK与TCR激活相结合可能会触发不依赖B7的CD28激活和/或通过CD28增强顺式信号传导。旨在了解CD28信号对TAC修饰的T细胞抗肿瘤活性和毒性的潜在贡献的研究可能会导致这种新兴治疗技术的改进。

针对CD28的肿瘤靶向抗体

双特异性抗体拓宽了激活和动员抗肿瘤T细胞的治疗策略范围。这些抗体将肿瘤细胞标志物与效应细胞上的激活受体联系起来,可以通过产生人工免疫突触来诱导肿瘤细胞杀伤。重定向有效细胞的各种双特异性抗体已获得批准或正在进行临床试验。早期的双特异性抗体(包括CD28双特异性抗体)存在技术限制,例如需要化学交联或杂交瘤融合,导致抗肿瘤疗效有限并存在安全性问题。

使用这些复杂的双特异性形式的问题包括聚集、粘度、溶解度、稳定性、毒性、生产困难、血清半衰期短和潜在的免疫原性。尽管如此,过去十年在双特异性抗体的创造和使用方面取得了显著进展。自2009年卡妥索单抗(结合CD3和EpCAM)临床批准以来,已有11种双特异性抗体获得批准,其中大多数是基于CD3的。然而,由于靶向离瘤毒性、有限的T细胞浸润和免疫抑制TME等因素,它们在实体瘤中的使用很复杂,这可能会影响安全性并限制疗效。

在本节中,我们讨论了使用直接CD28激动剂活化T细胞活化的创新、基于抗体的临床策略的开发,包括CD28双特异性抗体(TAA×CD28)与CD3双特异性抗体(TAA×CD3)的组合(图3d)或与检查点抑制剂(如抗PD1)(图3e),或作为使用TAA×CD3×CD28三特异性或TAA×TAA×CD3×CD28四特异性抗体形式(图3f)的独立治疗。三特异性和四特异性构建体同时向更“固定”抗体几何形状中的T细胞提供信号1和信号2。

根据TGN1412的经验,患者安全是所有这些抗体临床试验设计的重要组成部分。例如,对于其中一些试验,TAA×CD28以低于最低预期生物学效应水平(MABEL)的低起始剂量用作导入,然后添加抗PD1以评估CRS的潜在信号。CD28双特异性抗体设计为仅在信号1(CD3-TCR复合物激活)和TAA存在下起作用。事实上,CD28共刺激双特异性抗体通过聚集T细胞表面表达的CD28和肿瘤细胞表面表达的TAA来发挥作用。然而,在CD28双特异性抗体使用单价或单臂CD28结合的情况下,抗体将阻断CD28信号传导。TME之外的调节性T细胞也是如此。CD28双特异性抗体目前处于临床开发的非常早期阶段,要确定以下哪种方法最有可能成功还为时过早。

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图3 肿瘤微环境中的CD28

TAA×CD28加TAA×CD3双特异性抗体

将T细胞重定向到表达TAA的肿瘤细胞的CD3双特异性抗体对血液系统恶性肿瘤有效,但交叉研究比较表明,它们可能无法达到与CAR T细胞疗法相同的疗效。然而,CAR T细胞疗法可导致严重的不良反应,包括细胞因子释放综合征(CRS)和免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)。此外,其高度个性化的制备工艺和对预处理化疗的要求使得许多患者不符合治疗条件。

为克服这些挑战,研究人员开发了多种优化策略。通过调控CD3结合亲和力,降低细胞因子释放水平,同时优化抗体的组织分布特性。研究表明,CD3亲和力与富含T细胞组织的分布之间存在相关性,较高的CD3亲和力会减少全身暴露,并将双特异性抗体的生物分布从肿瘤转移到含有T细胞的组织。

这种亲和力工程不仅限于CD3结合域,通过选择性调节效应臂的亲和力同时保持TAA结合特性,可获得具有差异化药效学特征的双特异性抗体。此外,共刺激途径(如CD28和4-1BB)或共抑制途径(如PD1和CTLA4)可以增强细胞毒性T细胞对TAA×CD3双特异性抗体的靶细胞裂解。

基于这些发现,新一代双特异性抗体应运而生,它们能同时靶向TAA-CD3和TAA-CD28相互作用,这些共刺激性双特异性抗体已靶向前列腺癌,例如PSMA×CD28加PSMA×CD3或PSMA×CD28加KLK2×CD3,以及卵巢癌,例如,MUC16×CD28加MUC16×CD3(图 3d)。

当与CD3双特异性抗体联合使用时,TAA×CD28双特异性抗体不仅在T细胞和靶细胞之间形成人工免疫突触,而且与单独的CD3双特异性抗体相比,在异种和同基因肿瘤模型中都增强了抗肿瘤反应。表达CD22的肿瘤细胞与表达CD28的T细胞(CD22×CD28)交联的双特异性抗体通过在弥漫性大B细胞淋巴瘤小鼠模型中增强T细胞活化和溶细胞功能来提高CD20×CD3双特异性抗体的疗效。CD20×CD3加CD22×CD28组合的可靠临床前数据支持正在进行的临床试验的启动。同样,最近的临床前数据支持另一项正在进行的临床试验,该试验测试了CD20×CD3加CD19×CD28在复发和难治性非霍奇金淋巴瘤中的联合治疗。更多的临床试验已经启动,并且可能很快开始更多试验,以测试各种实体瘤类型的各种CD28共刺激双特异性抗体。

TAA×CD28双特异性抗体加ICB

抗PD1 ICB治疗的抗肿瘤疗效可以通过在肿瘤细胞上强制过表达天然CD28配体来增强,从而驱动长期抗肿瘤免疫。机制研究表明,PD-1/PD-L1通路阻断可降低免疫突触中PD-1的相对量,同时恢复CD28表达,这为开发TAA×CD28双特异性抗体联合抗PD-1治疗的策略提供了科学依据(图 3e)。虽然这种方法处于早期临床开发阶段,但I期试验的临床验证表明,REGN5678(PSMA×CD28)与cemipimab(抗PD1)联合治疗转移性去势抵抗性前列腺癌时具有剂量依赖性抗肿瘤活性。

这一突破性进展首次证实,基于CD28的肿瘤靶向免疫联合疗法能够将对抗PD-1治疗耐药的"冷"肿瘤转化为敏感的"热"肿瘤。其他TAA×CD28双特异性抗体,如EGFR×CD28等正在与各种实体瘤中的PD1阻断联合用于评估。

共抑制×CD28双特异性抗体加ICB

促进T细胞共刺激的CD28抗体已经与阻断共抑制分子的抗体配对,以消除T细胞的“刹车”,同时增强T细胞的反应,特别是在可能难治性或对ICB有抗性的肿瘤中。现在进入临床的大多数这些抗体通过靶向肿瘤细胞上的PD-L1和免疫细胞上的共刺激受体,将这些信号结合起来,如针对PD-L1和CD28的双特异性抗体所示。

1991年首次描述了没有恒定结构域Fc结构的三特异性抗体片段。2004年,创建了靶向肿瘤抗原CEA、CD3和CD28的单链三特异性抗体(CEA-scTsAb),其导致高水平的肿瘤特异性细胞裂解。与CEA-scTsAb相比,之后的三特异性抗体TR3H具有较小的分子大小,旨在更好地穿透实体肿瘤。

目前已开发了多种靶向各种TAA、CD3和CD28的三特异性抗体,并且已进入临床验证阶段。

近年来,CD28共刺激信号通路的调控机制已得到深入阐明。研究表明,CD28介导的共刺激信号在调控T细胞活化、增殖及诱导效应分化、刺激细胞因子产生,增强抗肿瘤免疫应答中发挥作用。目前,免疫检查点阻断(ICB)、CAR-T细胞疗法、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)过继转移以及CBL-B抑制剂治疗在内的多种治疗策略,均通过不同方式增强CD28信号传导来发挥抗肿瘤作用。随着技术进步,新一代CD28靶向疗法已显著提高了治疗特异性,有效规避了早期CD28超激动剂TGN1412引发的严重毒性反应,为开发更安全有效的CD28靶向免疫治疗方案奠定了坚实基础。

然而,尽管小鼠模型为CD28生物学研究提供了关键见解,但人类CD28的表达模式与信号传导存在显著差异。特别是CD28表达随衰老下降的特征在人类CD8+ T细胞中更为明显。T细胞活化标志物的调控也与小鼠不同。此外,肿瘤与免疫相互作用的长期动态变化不容忽视,在临床可检测的肿瘤形成前,这一过程可能已持续十余年,导致肿瘤细胞及微环境(如CD80/CD86下调、PD-L1上调)发生适应性进化,进而削弱CD28介导的共刺激信号。因此,在肿瘤患者中,仅依赖TCR-CD28双信号可能不足以完全激活T细胞,而需联合其他共刺激分子增强T细胞功能。

随着CD28靶向治疗进入临床评估阶段,需要建立包括疗效、毒性及免疫记忆等在内的综合评价体系,并深入分析肿瘤抗原特性、免疫微环境特征等因素对临床结果的影响,从而推动下一代肿瘤免疫治疗的精准开发与应用。

Michael T Lotze, Scott H Olejniczak, Dimitris Skokos, Nature Reviews Immunology, 2024 Dec; 24 (12):878. CD28 co-stimulation: novel insights and applications in cancer immunotherapy.

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