靶向HER2分子不同表位双特异性抗体的抗肿瘤作用及其机理

抗人HER2受体的人源化单克隆抗体Trastuzumab已于1998年获得批准用于HER2高表达转移性乳腺癌的治疗。但临床数据显示Trastuzumab的治疗有效率仅为30%，而且它对HER2低表达的转移性乳腺癌不产生抗肿瘤活性，其原因主要是由于Trastuzumab不能完全阻断HER2受体的激活途径。为了提高HER2抗体的疗效，扩大适应症范围并进一步阐明其抗肿瘤作用机制，在本项目中，我们拟通过基因工程技术构建由靶向HER2不同表位的两个单抗组成的双特异性四价抗体，它同时具有与HER2分子的两个互不重叠的表位（分别位于细胞外II区和IV区）相结合及四价抗体的性质，可最大程度阻断HER2同源及异源二聚体形成，抑制受体激活，诱导肿瘤细胞凋亡并抑制其生长。我们将通过体内外实验探讨双特异性四价抗体的抗肿瘤作用并阐明其机理，为HER2阳性（包括HER2低表达）乳腺癌的治疗提供有效的靶向抗体制剂。

抗人HER2 的人源化抗体Trastuzumab 于1998 年获得批准用于HER2 高表达乳腺癌的治疗。但是，trastuzumab 对HER2 低表达的乳腺癌不能产生抗肿瘤活性，即使在HER2 高表达乳腺癌，也仅有1/3 的病人对trastuzumab 的治疗发生反应。研究表明Trastuzumab不能完全抑制HER2异源二聚体激活途径，这可能是Trastuzumab耐药产生的重要原因。在本研究中，我们通过基因工程技术构建由靶向HER2 不同表位的两个单抗（trastuzumab 和pertuzumab）组成的双特异性四价抗体TPL。竞争结合实验表明TPL可有效竞争抑制Trastuzumab和Pertuzumab与HER2分子的结合，即TPL具有Trastuzumab和Pertuzumab的双特异性。我们采用ELISA方法测定TPL的亲和力，发现其与Trastuzumab的亲和力相似但明显高于Pertuzumab的亲和力。药代动力学实验表明TPL的药代动力学参数与传统IgG分子相似，提示其具有高度稳定的结构。与Trastuzumab和Pertuzumab联用相比，TPL能够更为有效地阻断配体非依赖和配体依赖的HER2异源二聚体的形成，我们推测其原因可能是由于TPL造成的空间位阻作用和/或引起HER2分子构象改变。与此一致的是，TPL还显示出比Trastuzumab和Pertuzumab联用明显增强的抑制HER2分子及其下游信号通路激活的作用。利用Trastuzumab敏感（HER2高表达细胞株BT-474和SK-BR-3)和耐药乳腺癌细胞系(HER2高表达细胞株HCC-1954和HER2低表达细胞株MCF-7，MDA-MB-231，MDA-MB-468)，我们对Trastuzumab、 Pertuzumab、Trastuzumab plus Pertuzumab及TPL的抗肿瘤活性进行了比较。实验结果表明，与其他HER2抗体相比，TPL体现出显著增强的体内外抗肿瘤作用。综上所述，我们研制的靶向HER2分子不同表位的双特异性抗体TPL可能发展成为用于治疗Trastuzumab耐药乳腺癌的新型抗体制剂，它的应用可望大大拓宽HER2靶向抗体的适应症范围。