第二代CD47抗体：肿瘤免疫治疗的新热点

2018年底，Celgene低调中止了CD47单抗CC-90002用于治疗急性髓性白血病（AML）和高风险骨髓增生异常综合征（MDS）的单药临床试验。在CC-90002试验中止的当天，CD47领域其他公司，如Trillium、Forty Seven、Surface Oncology的股价均下跌。但是经过短暂的股价震荡后，拥有First-in-class CD47单抗新药5F9的Forty Seven公司的市值又迅速恢复并且维持在5亿美元左右。

2019年3月25日，另一家专注于CD47抗体新药研究的美国生物科技公司Arch Oncology宣布完成5000万美元的B轮融资[1]，用于推动其CD47抗体新药AO-176的单药I期临床试验。值得注意的是，此轮投资方除了几家业内知名的生物医药专业投资基金外，还吸引了拥有较强生物药研发背景的罗氏风投入场。

虽然Celgene从Inhibrx引进的anti-CD47在I期临床折戟，但从自2017年至今多家制药巨头仍争相先后布局CD47相关项目可见，CD47/SIRPα作为自PD-1/PD-L1之后研究进展最为迅速的肿瘤免疫检查点，在临床应用上仍有巨大的吸引力。

CD47靶点的生物学机制较为复杂，但CD47成为肿瘤免疫治疗靶点在理论基础上还是比较清晰的[2]。CD47在许多癌症细胞都高表达，阻断它的信号通路近年成为靶点治疗的亮点。由于肿瘤细胞上高表达的CD47与巨噬细胞表面受体SIRPɑ结合，传递出“别吃我”信号，抵消肿瘤细胞上的“吃我”信号，从而屏蔽巨噬细胞的吞噬功能。所以如果利用单抗等来阻断CD47/SIRPα信号通路，就可以恢复巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬。

图片来源：NEJM

CD47作为新一代肿瘤免疫治疗的靶点可以引起先天性和适应性免疫应答的作用机制，这已经反复在临床试验上得到证实，在单药试验中对血液和实体肿瘤抑制有显着的活性。例如，在皮肤T细胞淋巴瘤患者身上使用Trillium 公司的TTI-621单药会增强巨噬细胞对肿瘤的吞噬作用，同时也有加强T细胞对癌症细胞攻击的趋势[3]。CD47单抗5F9也在Forty Seven公司的实体瘤一期试验中表现出单药活性[4]。

值得关注的安全性问题

Forty Seven、Celgene(Inhibrx)、Surface Oncology等公司作为CD47靶点相关抗体药物研发的先驱，也在临床研究中发现并报道了一系列安全性问题，使得CD47靶点的安全性问题广受关注。

CD47参与维持体内红细胞的平衡。在衰老红细胞表面，由于细胞表面钙网蛋白（calreticulin）等“吃我”信号的提升，最终“吃我”信号超过CD47“别吃我”信号，促进巨噬细胞对衰老红细胞的吞噬[5-7]。CD47主导红细胞在体内的清除和平衡。这就意味着，CD47治疗药物杀伤肿瘤细胞的同时，可能会误伤红细胞，导致出现贫血。

第一代CD47单抗，如Celgene的CC-90002和Surface Oncology公司的SFR231等都试图通过选择体外红细胞凝集反应活性低的抗体来解决这个问题[8-9]。但在实际临床试验中，贫血和药代动力学下沉效应（PK sink effect）还是没有解决，可见红细胞凝集反应不是造成贫血的主要原因。

上面讨论的这些情况在创新药的开发过程中非常常见。很多和靶点有关的疗效和安全性问题也都是需要经过第一代药物分子的试错和经验沉淀后（也就是说为整个行业交学费）用第二代分子才解决的，CD47可能也不例外。

降低CD47药物对红细胞的结合能力有多个策略，其中最有效的一种就是设计筛选出减少或者消除血红细胞结合力的CD47抗体，Arch Oncology公司的产品AO-176就是这样一个抗体。根据公司披露的信息来看，该单抗可以选择性地结合肿瘤细胞而不结合血红细胞[10-11]。尽管具体的试验数据没有披露，但是AO-176单药的成药性应该会是罗氏风险投资做尽职调查时考虑的主要内容之一。如果专利搜寻可以发现另外两个选择性结合肿瘤细胞而基本不结合血红细胞的单抗来自Phanes Therapeutics[12]。两个没有相关性的公司得出同样结果，说明降低CD47药物对红细胞结合策略是可行的。

理论上讲，红细胞表面的CD47和肿瘤细胞表面的CD47可能有不同的构象，或结合不同细胞内和细胞表面蛋白[13-15]。另外，相对于球形的肿瘤细胞，两面中央凹圆饼状的血红细胞的膜表面拓扑构象和膜流动性不一样[16]。如果设计得当，CD47抗体可能会因为红细胞特殊的膜结构而无法和其表面的CD47结合。

众多在研公司也将安全性问题纳入到分子设计研究中，这些公司在前人的基础上开发第二代CD47抗体，并且已有较大的进展。可以预见，下一代不结合或者少结合红细胞的CD47单抗将在保留该类新药在临床试验中表现出的药效的前提下，消除或降低贫血等副作用，为癌症患者提供更多的治疗手段。

CD47双抗的想象空间

CD47单抗独一无二的潜力在于它能克服癌细胞对先天免疫系统巨噬细胞抑制，开辟肿瘤免疫治疗的全新途径。近期Trillium公司做的一个肿瘤特定位点注射的临床试验表明，CD47的阻断可能引起免疫系统对肿瘤细胞特异抗原的识别，从而加强T细胞对癌症细胞的攻击[17]。如果这个结果在下一步更大的临床试验中被证实，CD47单抗和PD-1或PD-L1单抗联用会大大提高它们单药的效率。

同样，CD47单抗如果和一些有选择性的肿瘤免疫治疗靶点做成双抗，也可能给肿瘤治疗带来意外的惊喜。而刚刚闭幕的AACR 2019也宣示了CD47靶点的研发方向。这个全球抗癌药物研发的盛会上展示了3个有关CD47靶点的壁报。其中两个是不结合或少结合红细胞的二代单抗品种，一个是双抗品种。单抗有ArchOncology的OA-176[11]和GeneScience的GenSci-059[18]，双抗是Novimmune的anti-CD47 / Methothelin[19]。

总而言之，第二代CD47抗体无论作为单药还是联合用药，甚至双抗，都有超过PD-1和PD-L1单抗的潜力。好事多磨，我们期待这一天尽快到来。

参考资料

1.Arch OncologyRaises $50 Million Series B Financing. https://www.archoncology.com/arch-oncology-raises-50-million-series-b-financing/

2.Takimoto, C.H. et al, TheMacrophage 'do not eat me' signal, CD47, is a clinically validated cancerimmunotherapy target. Ann Oncol. 2019;30: 486-489.

3.Querfeld, C. et al, Intralesional administrationof the CD47 antagonist TTI-621 (SIRPαFc) induces responses in both injected andnon-injected lesions in patients with relapsed/refractory Mycosis Fungoides andSe?zary Syndrome: interim results of a multicenter phase I trial. ASH 2018.

4.Sijic, B.I., A first-in-class, first-in-humanphase 1 pharmacokinetic (PK) and pharmacodynamic (PD) study of Hu5F9-G4, ananti-CD47 monoclonal antibody (mAb), in patients with advanced solid tumors.ASCO 2018.

5.Gardai, SJ, Cell-surface calreticulin initiatesclearance of viable or apoptotic cells through trans-activation of LRP on the phagocyte.Cell 2005; 123: 321-334.

6.Chao, M.P., Calreticulin is the dominantpro-phagocytic signal on multiple human cancers and is counterbalanced by CD47.Sci Transl Med. 2010; 2: 63ra94.

7.Osman, R., calreticulin release at an earlystage of Death Modulates the clearance by Macrophages of apoptotic cells. FrontImmunol. 2017; 8: 1034.

8.Non-Platelet Depleting and Non-Red Blood CellDepleting CD47 Antibodies and Methods of Use Thereof. WO2014123580.

9.Anti-CD47 antibodies and uses thereof. US2017/0081407 A1.

10.Puro, R. et al, AO-176, A humanized anti-CD47 monoclonalantibody that directly kills human tumor cells and has additional unique functionalcharacteristics. AACR 2018.

11.Charkraborty, P. et al, AO-176, a normal cellsparing humanized anti-CD47 antibody. AACR 2019.

12.  Anti-CD47 antibodies and uses thereof.WO2019/027903.

13.Pan, Y. et al, Studying themechanism of CD47–SIRPa interactions on red blood cells by single moleculeforce spectroscopy. Nanoscale. 2014; 6: 9951-9954.

14.  Sosale, N.G. et al, Cell rigidity and shapeoverride CD47’s ‘self’ signaling in phagocytosis by hyperactivating myosin-II.Blood 2015;125: 542-552.

15.Lv, Z. et al, Loss of cell surface CD47‘clustering’ formation and binding avidity to SIRPα facilitate apoptotic cellclearance by macrophage. J Immunol. 2015; 195: 661–671.

16.Burger, P. CD47 functions as a molecularswitch for erythrocyte phagocytosis. Blood. 2012; 119: 5512-5521.

17.Liu, X. et al, CD47 blockade triggers Tcell–mediated destruction of immunogenic tumors. Nat Med. 2015; 21: 1209-1215.

18.Feng, X. et al, Discovery of a novelanti-CD47 antibody with anti-cancer therapeutics potential and minimal RBCbinding. AACR 2019.

19.  Shang, L. et al, Selectively targeting CD47with bispecific antibody to efficiently eliminate mesothelin-positive solidtumors. AACR 2019.

来源： 医药魔方   作者：擎炬