2022年3月，發(fā)表在《Nature Cancer》雜志上的一項(xiàng)研究表明，Cadherin 17 (CDH17）是胃腸道腫瘤（GIC，包括胃癌、胰腺癌、結(jié)直腸癌）和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤（NET）嵌合抗原受體T細(xì)胞治療的理想靶點(diǎn)。一時(shí)間，CDH17成了各大資訊平臺(tái)報(bào)道的“明星”，同時(shí)也為進(jìn)一步探索腫瘤相關(guān)抗原和開發(fā)治療實(shí)體腫瘤的安全免疫療法提供了新的思路。時(shí)隔2年，我們來看看目前針對(duì)CDH17靶點(diǎn)都有哪些免疫療法的布局。在此之前，我們先來了解下CDH17的基本信息。
1、CDH17的結(jié)構(gòu)
鈣粘蛋白-17（CDH17），又稱為肝腸鈣粘蛋白（LI-cadherin）或人肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-1 (HPT-1)，是鈣粘蛋白（cadherin）超家族中結(jié)構(gòu)獨(dú)特的成員 [1]。cadherin是一類依賴于Ca2+的細(xì)胞粘附分子的超家族，屬于I型膜蛋白。它們都是單次跨膜蛋白，N末端位于細(xì)胞外。cadherin的胞外部分通常由約110個(gè)氨基酸模塊的多個(gè)重復(fù)組成，稱為鈣粘蛋白胞外域(EC)，其中包含幾個(gè)鈣粘蛋白特異性基序。經(jīng)典鈣粘蛋白，例如 E-鈣粘蛋白（CDH1）、N-鈣粘蛋白（CDH2）和P-鈣粘蛋白（CDH3），在胞外域內(nèi)有5個(gè)EC結(jié)構(gòu)域，胞內(nèi)域由150-160個(gè)氨基酸組成，高度保守。
與經(jīng)典鈣粘蛋白不同，CDH17屬于7D-cadherins，由一個(gè)包括七個(gè)胞外EC重復(fù)結(jié)構(gòu)域、一個(gè)單次的跨膜域和一個(gè)短的胞質(zhì)域組成。CDH17的EC1和EC2是源于EC5的兩個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域。經(jīng)典鈣粘蛋白EC1中第2位的保守色氨酸在CDH17中被苯丙氨酸取代。CDH17含有RGD 基序，位于EC6結(jié)構(gòu)域中。該基序?qū)τ谂cα2β1整合素的相互作用以及癌癥轉(zhuǎn)移細(xì)胞中后整合素通路的激活至關(guān)重要。除了胞外EC重復(fù)結(jié)構(gòu)域數(shù)量不同，CDH17和經(jīng)典鈣粘蛋白之間的另一個(gè)顯著差異是CDH17的非常短（20 個(gè)氨基酸）的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，與經(jīng)典鈣粘蛋白的高度保守的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域（150個(gè)氨基酸）或任何其他鈣粘蛋白亞家族的細(xì)胞質(zhì)部分沒有相似性。特別是無法識(shí)別犰狳蛋白（人類中稱為β-連環(huán)蛋白，β-catenin）的結(jié)合位點(diǎn)，而犰狳蛋白是與連環(huán)蛋白相互作用以及與細(xì)胞骨架相互作用所必需的 [3] [4]。
Figure 1. The structure of Classical cadherins and cadherin-17
經(jīng)典鈣粘連蛋白是通過與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的鈣連環(huán)蛋白相互作用來調(diào)控細(xì)胞的粘附功能。盡管CDH17胞質(zhì)區(qū)很短，但其在細(xì)胞粘附過程中同樣發(fā)揮了非常重要的作用。有研究表明，CDH17的胞外部分可能獨(dú)自擔(dān)當(dāng)調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附功能的工具。CDH17在細(xì)胞粘附過程中并不通過與鈣連環(huán)蛋白結(jié)合而發(fā)揮作用，有可能是直接與細(xì)胞支架連接而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞之間的粘附。但具有的作用機(jī)制尚不明確，還需要進(jìn)一步研究。
2、CDH17的分布
CDH17最初是在大鼠肝臟和腸道中發(fā)現(xiàn)的，所以也被稱為肝腸鈣粘蛋白。在人體中，CDH17的分布范圍僅限于十二指腸、空腸、回腸、結(jié)腸以及部分胰腺導(dǎo)管，在健康的成人肝臟、腎臟和心臟等其他組織中很少檢測(cè)到 [5]。在腸道上皮中，CDH17主要定位在細(xì)胞的側(cè)面和基底側(cè)膜上。在腫瘤細(xì)胞中，與Claudin18.2等特異性靶點(diǎn)相似，由于缺乏極性，CDH17在腫瘤細(xì)胞表面均表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，CDH17在胃癌、結(jié)直腸癌、膽管癌、胰腺癌及肝細(xì)胞癌中均有不同程度的表達(dá)。而且，CDH17與多種實(shí)體瘤預(yù)后相關(guān)，在胃癌和結(jié)直腸癌患者中其高表達(dá)與更短的生存期和疾病無進(jìn)展相關(guān)。
3、CDH17在腫瘤中的作用機(jī)制
盡管對(duì)于CDH17與腫瘤相關(guān)作用機(jī)制尚未有明確的解釋，但目前對(duì)于相關(guān)作用機(jī)制已開展多項(xiàng)研究。
在肝細(xì)胞癌中,John Luk等人發(fā)現(xiàn)CDH17粘附分子表達(dá)上調(diào)，并且在小鼠中可以轉(zhuǎn)化癌前肝臟祖細(xì)胞為肝癌。siRNA介導(dǎo)的CDH17敲低可抑制原發(fā)性和高度轉(zhuǎn)移性HCC細(xì)胞系的體外和體內(nèi)增殖。CDH17抑制的抗腫瘤機(jī)制涉及Wnt信號(hào)傳導(dǎo)失活，因?yàn)樯L(zhǎng)抑制和細(xì)胞死亡伴隨著β-catenin重新定位到細(xì)胞質(zhì)，并伴隨著細(xì)胞周期蛋白D1的減少和視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的增加 [6]。后來Felix H Shek等人又通過實(shí)驗(yàn)確定SPINK1為肝細(xì)胞癌中CDH17/β-catenin信號(hào)軸的下游效應(yīng)器 [7]。
在胃癌中，Karl-F. Becke等人發(fā)現(xiàn)存在CDH17異常剪接體，尤其是伴有外顯子8或外顯子9缺失的CDH17表達(dá)改變?cè)谖赴┲姓贾鲗?dǎo)地位 [8]。Jin Wang等人驗(yàn)證了CDH17的下調(diào)不僅抑制MKN-45胃癌細(xì)胞的增殖、粘附和侵襲能力，而且還誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯。同時(shí)，NFκB信號(hào)通路也失活，下游蛋白包括VEGF-C和MMP-9減少。此外，沉默CDH17可顯著抑制體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)，并且在沒有CDH17表達(dá)的小鼠中未檢測(cè)到淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 [9]。
在結(jié)腸癌中，CDH17被證明能與α2β1整合素相互作用，并且是α2β1整合素活性調(diào)控細(xì)胞粘附和增殖的關(guān)鍵決定因素，以及能促進(jìn)結(jié)腸直腸癌細(xì)胞獲得肝轉(zhuǎn)移的能力。
4、CDH17靶向藥臨床研究進(jìn)展
目前針對(duì)CDH17靶點(diǎn)的藥物幾乎都處于早期臨床或者臨床前研發(fā)階段，但是藥物類型十分全面，包括單抗、雙抗、CAR-T 和ADC。
4.1 CDH17單抗
PA-0661是由Protein Alternative（簡(jiǎn)稱ProAlt）開發(fā)的一款針對(duì)鈣粘蛋白17-RGD基序（CDH17-RGD）的單克隆抗體，被ProAlt作為治療晚期轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌（mCRC）的第一個(gè)開發(fā)候選藥物，并已于2018年底完成了抗體人源化。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，PA-0661可顯著抑制由CDH17-RGD介導(dǎo)的β1整合素的激活，繼而抑制細(xì)胞粘附、遷移和增殖，從而延遲了所有接受治療動(dòng)物的癌癥轉(zhuǎn)移進(jìn)展，并避免了50%的接受治療個(gè)體的轉(zhuǎn)移形成。該藥目前仍然處于臨床前的人源化和POC確認(rèn)階段。
4.2 CDH17雙抗
BI905711是勃林格殷格翰（Boehringer Ingelheim）首創(chuàng)的雙特異性、四價(jià)治療性抗體，可同時(shí)靶向促凋亡腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體受體2（TRAILR2）和CDH17。TRAILR2與CDH17交聯(lián)誘導(dǎo)CDH17依賴性TRAILR2聚集，在共表達(dá)TRAILR2和CDH17的腫瘤細(xì)胞中誘導(dǎo)激活選擇性凋亡。
Figure 2. The mechanism of BI905711
臨床前實(shí)驗(yàn)表明，與第一代TRAILR2激動(dòng)劑lexatumumab相比，BI 905711效力提高了近1000倍。BI 905711在體外可誘導(dǎo)CDH17陽性腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制pt來源的結(jié)直腸癌(CRC)異種移植物中的腫瘤生長(zhǎng)，并且未觀察到肝毒性。2020 年9月10日，勃林格殷格翰宣布BI 905711 已進(jìn)入針對(duì)晚期胃腸道 (GI) 癌癥患者的首次人體臨床試驗(yàn)（NCT04137289）。這項(xiàng) Ia/Ib期研究旨在確定BI 905711在晚期難治性GI患者中的安全性、最大耐受劑量 (MTD)、藥代動(dòng)力學(xué) (PK)、藥效學(xué)和初步療效。目前，這項(xiàng)臨床I期研究clinicaltrials.gov顯示的狀態(tài)是完成，但結(jié)果暫未公布。
ARB202是Arbele利用TriAx技術(shù)構(gòu)建的一種人源化抗CDH17xCD3的IgG4雙抗，對(duì)CDH17和CD3獨(dú)特的差異結(jié)合親和力使其具有高特異性和細(xì)胞毒性，在保證高特異性和高殺傷活性的同時(shí)，同時(shí)避免了T細(xì)胞的“脫靶”過度激活。臨床前數(shù)據(jù)顯示，ARB202可以有效增加T細(xì)胞和表達(dá)CDH17的靶癌細(xì)胞之間的相互作用。2022年8月，Arbele宣布ARB202進(jìn)入臨床（NCT05411133），用于晚期胃腸道癌癥患者治療。該I期臨床研究是一個(gè)連續(xù)的多中心、開放標(biāo)簽、劑量遞增試驗(yàn)，適用于上升劑量和劑量范圍，目的是確定ARB202的耐受性和/或使用劑量。該項(xiàng)研究目前正處于招募狀態(tài)。Arbele在2023年度ASCO突破性會(huì)議上公布了其首款CDH17xCD3雙特異性T細(xì)胞參與抗體ARB 202的早期安全性數(shù)據(jù)。
Arbele除了ARB202，還有兩款CDH17靶向藥處于臨床前階段，ARB204和ARB011。ARB204是一款雙特異性抗體，同時(shí)靶向CDH17和PD-1。ARB011是一款靶向CDH17的CAR-NK療法。
4.3 CDH17 CAR-T
CHM 2101（CDH17 CAR T）是由Chimeric Therapeutics 開發(fā)一款第三代 CDH17 CAR T，具有CD28和4-1BB共刺激結(jié)構(gòu)域。CHM 2101于2023年10月獲得FDA IND批準(zhǔn)。CHM 2101預(yù)計(jì)成為首個(gè)進(jìn)入臨床的CDH17 CAR T細(xì)胞療法。此次臨床試驗(yàn)的獲批是建立在2022年3月由領(lǐng)先的免疫治療科學(xué)家Xianxin Hua博士及其團(tuán)隊(duì)在賓夕法尼亞大學(xué)艾布拉姆森家族癌癥研究所發(fā)表在杰出科學(xué)雜志《Nature Cancer》上的臨床前研究的基礎(chǔ)上。這些實(shí)驗(yàn)表明，CHM 2101能夠根除七種癌癥模型中已形成的腫瘤，并且對(duì)正常組織沒有毒性。 隨著 FDA IND的批準(zhǔn)，Chimeric Therapeutics 將針對(duì)CHM 2101開始在晚期結(jié)直腸癌、胃癌和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤患者中啟動(dòng)1/2期多中心臨床試驗(yàn)（NCT06055439）。該研究計(jì)劃于 2024 年開始患者入組。
4.4 CDH17 ADC
TORL-3-600是由TORL BioTherapeutic開發(fā)的一款新型 CDH17 靶向抗體藥物偶聯(lián)物 (ADC)，由完全人源化的 CDH17 mAb 通過MMAE與可裂解接頭綴合生成的。TORL-3-600與細(xì)胞表面CDH17的結(jié)合誘導(dǎo)蛋白質(zhì)-ADC復(fù)合物的內(nèi)化和易位至溶酶體，以釋放MMAE有效負(fù)載。臨床前研究表明，TORL-3-600在CDH17陽性人結(jié)直腸癌模型中能誘導(dǎo)顯著消退和腫瘤生長(zhǎng)抑制，而且這些模型的反應(yīng)在停止治療后可持續(xù)長(zhǎng)達(dá)九周。此外，本研究中測(cè)試的每種劑量在小鼠中均具有良好的耐受性，未觀察到劑量限制性毒性。目前TORL-3-600正處于I期臨床測(cè)試 (NCT05948826)。
5、締碼生物CDH17相關(guān)產(chǎn)品助力CDH17生物藥開發(fā)
締碼生物科技有限公司是一家專注于可成藥靶點(diǎn)臨床前研發(fā)產(chǎn)品和服務(wù)的生物技術(shù)公司。締碼現(xiàn)可提供CDH17靶點(diǎn)全系列產(chǎn)品與服務(wù)。產(chǎn)品包括活性蛋白、參照抗體和流式驗(yàn)證單克隆抗體；服務(wù)涵蓋多種屬蛋白抗體定制服務(wù)、抗體人源化和親和力成熟服務(wù)。此外，為加速CDH17生物療法的開發(fā)，締碼還制備了CDH17靶點(diǎn)單B細(xì)胞種子庫，最快28天可獲得先導(dǎo)抗體分子；同時(shí)，我們目前已篩選出有41個(gè)CDH17先導(dǎo)分子，其中有36個(gè)驗(yàn)證了人猴蛋白交叉反應(yīng)，客戶第二天可以拿到分子進(jìn)行功能評(píng)估驗(yàn)證；針對(duì)部分分子，我們也正在進(jìn)行ADC內(nèi)吞活性及殺傷驗(yàn)證，具體數(shù)據(jù)歡迎垂詢。
- CDH17蛋白&抗體
| 產(chǎn)品類型 | 產(chǎn)品貨號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
| 重組蛋白 | PME100199 | Human CDH17(567-667) Protein, hFc Tag |
| PME101384 | Human CDH17(567-667) Protein, mFc Tag | |
| PME100801 | Human CDH17 Protein, His Tag | |
| PME-M100098 | Mouse CDH17 Protein, His Tag | |
| PME-C100029 | Cynomolgus CDH17 Protein, His Tag | |
| 流式驗(yàn)證抗體 | DMC100485 | Anti-CDH17 antibody(DMC485); IgG1 Chimeric mAb |
| 參照抗體 | BME100198 | Anti-CDH17(ARB102 biosimilar) mAb |
- CDH17先導(dǎo)分子研究進(jìn)度
參考文獻(xiàn)：
[1] Qiu HB, Zhang LY, Ren C, et al. Targeting CDH17 suppresses tumor progression in gastric cancer by downregulating Wnt/β-catenin signaling. PLoS One. 2013;8(3):e56959.
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