CD3單克隆抗體在生物醫(yī)藥與臨床免疫治療中的應用
在細胞生物學和免疫學領域，CD一詞為“Cluster of Differentiation”（分化簇或分化群）的縮寫，又名白細胞分化抗原，它們是細胞膜上的一類蛋白質(zhì)或糖蛋白。它們大多是跨膜蛋白或者糖蛋白，結構中含有胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)。在新細胞形成以后，不同的蛋白質(zhì)會被合成并表現(xiàn)在細胞膜上。這些蛋白質(zhì)可以被識別出來，用來鑒別或分離不同類型的細胞。迄今為止，大約有近400種CD被鑒別出來。這些蛋白質(zhì)是細胞的配體或受體, 能參與細胞間的訊號傳遞, 以及黏著等作用。
部分分化簇（CD）編號分組
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分組 |
CD分子類型 |
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T細胞 |
CD2、CD3、CD4、CD5、CD8、CD28、CD152（CTLA-4）、CD154（CD40L）、CD278（ICOS） |
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B細胞 |
CD19、CD20、CD21、CD40、CD79a（iga）、CD79b（igaβ）、CD80（B7-1）、CD86（B7-2） |
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髓樣細胞 |
CD14、CD35（CR1）、CD64、CD284（TLR4） |
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血細胞 |
CD36、CD41（整合素αII β）、CD51（整合素av）、CD61（整合素β3）、CD62P（P選擇素） |
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NK細胞 |
CD16（FcγRIII）、CD56（NCAM-1）、CD94、CD158（KIR）、CD161（NKR-P1A）、CD314（NKG2D）、CD335（NKp46）、CD336（NKp44）、CD337（NKp30） |
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黏附分子 |
CD11a-CD11c、CD15s（sLex ）、CD18（整合素β2）、CD29（整合素β1）、CD49a-CD49f、CD54（ICAM-1）、CD62E（E選擇素）、CD62L（L選擇素） |
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細胞因子/趨化因子受體 |
CD25（IL-2Ra）、CD95（Fas）、CD178（FasL）、CD183（CXCR3）、CD184（CXCR4）、CD195（CCR5） |
02 CD3為何會備受生物醫(yī)藥研發(fā)人員們的青睞
近年來，利用抗體藥物作為實體器官移植的誘導治療逐漸增加，如1986年美國FDA批準了世界上第一個單抗治療性藥物——抗CD3單抗OKT3進入市場，用于器官移植時的抗排斥反應，使當時抗體藥物的研制和應用達到了科研發(fā)展的頂點。
眾所周知，在細胞生物學和免疫學領域，CD3（分化簇3）與T細胞的共受體是一種蛋白質(zhì)復合物。CD3具有五種肽鏈，即γ鏈、δ鏈、ε鏈、ζ鏈和η鏈，這五種多肽鏈均為跨膜蛋白。CD3分子的跨膜區(qū)通過鹽橋與TCR兩條肽鏈的跨膜區(qū)連接，形成TCR-CD3復合體，共同參與T細胞對抗原的識別。TCR識別抗原所產(chǎn)生的活化信號由CD3轉(zhuǎn)導至T細胞內(nèi)。
CD3主要用于標記胸腺細胞、T淋巴細胞及T細胞淋巴瘤，其胞質(zhì)段含免疫受體酪氨酸活化基序（Immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM），TCR識別并結合由MHC(Major histo-compatibility complex)分子提呈的抗原肽，導致CD3的ITAM的保守序列的酪氨酸殘基被T細胞內(nèi)的酪氨酸蛋白激酶p56lck磷酸化，然后可募集其他含有SH2（Scr homology 2）結構域的酪氨酸蛋白激酶（如ZAP-70）。ITAM的磷酸化和與ZAP-70的結合是T細胞活化信號傳導過程早期階段的重要生化反應之一。因此，CD3分子的功能是轉(zhuǎn)導TCR識別抗原所產(chǎn)生的活化信號。CD3ε或γ鏈基因突變可導致T細胞信號傳導出現(xiàn)障礙[1]。
03 CD3是如何在臨床免疫治療中發(fā)揮作用的
CD3分子具有穩(wěn)定TCR結構和傳遞活化信號的作用。因此，針對CD3分子的單克隆抗體能夠激發(fā)或阻斷T細胞活化信號轉(zhuǎn)導，清除效應T細胞或誘導調(diào)節(jié)T細胞的產(chǎn)生，從而為治療器官移植排斥和自身免疫性疾病提供了新的思路。
CD3關鍵結構
在T細胞表面，CD3分子與TCR以非共價鍵結合形成TCR/CD3受體復合物。CD3包括四種亞型，分別為CD3δ, CD3ε, CD3γ和 CD3ζ，其中CD3δ/CD3ε, CD3γ/CD3ε以異源二聚體形式和TCR的α/β鏈形成TCR-CD3復合物。
T淋巴細胞介導的細胞免疫應答大致分為三個階段：①T細胞特異性識別抗原；②T細胞活化、增殖、分化；③效應T細胞（Th細胞、CTL細胞和記憶性T細胞）的產(chǎn)生及發(fā)揮效應。第②階段的T淋巴細胞活化需要雙信號的刺激，其中第一信號為特異性抗原識別信號，即成熟的T淋巴細胞受體（TCR）同抗原提呈細胞（APC）表面的主要組織相容性復合體分子（MHC）所提呈的抗原多肽進行特異性結合[2]。
TCR/CD3復合體結構
為激活啟動免疫細胞激活的必要下游通路，TCR的α/β鏈需要通過鹽橋與信號分子復合物CD3蛋白的異源二聚體形式γ/ε鏈形成8條肽鏈的穩(wěn)定TCR/CD3復合體結構，才能將T細胞的刺激信號轉(zhuǎn)導入細胞內(nèi)，啟動胞內(nèi)級聯(lián)反應。
靶向CD3的抗體藥物通常識別形成天然異源二聚體的CD3ε，從而激活T細胞，使其行使腫瘤殺傷功能。然而，在重組表達生產(chǎn) CD3ε/CD3δ，CD3ε/CD3γ異源二聚體蛋白的過程中，CD3ε與CD3δ或CD3γ極易形成單體比例不均一的復合物，無法保證異源二聚體蛋白的結構和功能，并造成較大的批間差異，這也成為時下許多雙抗藥物開發(fā)的瓶頸。
CD3蛋白作為在早期信號轉(zhuǎn)導階段活化T細胞不可或缺的重要元素，已經(jīng)成為靶向治療策略中的常見靶點。自20世紀90年代以來，CD3單克隆抗體開始應用于CIK細胞治療技術中，激活T細胞增殖及活化，在其他細胞因子IL2、IL1a等的共同作用下，產(chǎn)生具有增殖速度快、殺瘤活性高、殺瘤譜廣及非MHC限制性殺瘤特點的CIK細胞，對癌癥、慢性白血病、肝病及神經(jīng)性疾病等多種疾病的治療具有顯著療效。
04 CD3臨床藥物研究
早在2019年8月，美國耶魯大學Kevan C. Herold研究小組通過研究發(fā)現(xiàn)：一種以靶向CD3為抗體的藥物“Teplizumab”，可有效延緩高危人群患上1型糖尿病，這一研究成果也發(fā)表在國際頂尖學術期刊《新英格蘭醫(yī)學雜志》上[3]。該研究顯示，Teplizumab可持續(xù)表現(xiàn)出有效緩解β細胞損傷并減少外源性胰島素使用需求。此外，在2019年的美國糖尿�。ˋDA)年會上，Provention 公布了Teplizumab針對一型糖尿病高危人群的Ⅱ期臨床試驗 At Risk數(shù)據(jù)。相比于安慰劑，Teplizumab能夠?qū)㈩净家葝u素依賴的T1D但尚未有癥狀的患者的疾病發(fā)生時間平均推遲約3年，達到臨床終點。
Teplizumab是一款人源化抗CD3單抗，通過阻止CD3-TCR復合物形成，阻止T細胞攻擊胰島β細胞。在2011年開展的一項III期試驗中，Teplizumab未能顯示緩解Ⅰ型糖尿病初期患者的癥狀，宣告臨床失敗。2018年，Provention引進該藥物，重啟Ⅲ期臨床。Provention接手之后，Teplizumab被成功盤活，并在后續(xù)的臨床試驗中意外地取得了積極結果。Teplizumab此前已獲得FDA的突破性治療稱號和EMA的“PRIME”稱號。若成功獲得批準，Teplizumab的成功開發(fā)是自胰島素作為糖尿病治療/管理問世一個世紀以來，首個在糖尿病治療領域取得的重大突破。
即使當年風靡一時的靶向CD3ε單抗藥物因其引發(fā)的不良反應而遺憾退市，但迄今為止靶向CD3抗體藥物的研究開發(fā)卻從未停止過。2022年6月30日，Provention Bio公司宣布，F(xiàn)DA已將其CD3單抗Teplizumab的上市審查延長了三個月，延期的處方藥使用者費用法案(PDUFA)目標日期為2022年11月17日。
結語：CD3抗體在免疫識別及應答等免疫活動中，尤其在揭示T細胞受體本質(zhì)方面，它不僅作為一種重要的被研究角色，更是早已被用作具有獨特優(yōu)點的實用“元素”。近年來有關CD3抗體在臨床免疫治療中應用的發(fā)現(xiàn)，毫無疑問，這在揭示免疫調(diào)控新現(xiàn)象的同時，更能引發(fā)科研人員對臨床免疫治療研究和應用方面的全新思考。
同立海源GMP級CD3
產(chǎn)品特點
- 高純度、高安全性
- 高活性、高穩(wěn)定性
- 人源化改造及細胞制備
- 批次穩(wěn)定性高，現(xiàn)貨供應
實驗數(shù)據(jù)
1.純度測試數(shù)據(jù)
2.活性測試數(shù)據(jù)
參考文獻：
[1]Deconstructing the form and function of the TCR/CD3 complex.Immunity.2006 Feb;24(2):133-9.
[2]Structural basis of assembly of the human T cell receptor-CD3 complex.Nature.2019 Sep;573(7775):546-552.
[3]An Anti-CD3 Antibody, Teplizumab, in Relatives at Risk for Type 1 Diabetes.The New England Journal of Medicine，DOI: 10.1056/NEJMoa1902226.
