自PD-1、PD-L1、CTLA-4等靶点的单克隆抗体开发成功后，免疫检查点成为了肿瘤免疫治疗的热门靶点，这些检查点在免疫系统中起到一个“刹车”的作用。4-1BB是TNFR家族的成员之一，在T细胞和NK细胞等被激活后，会有很高的表达，是一个对细胞激活具有重要功能的共刺激因子。4-1BB能够活化细胞毒性T细胞和记忆T细胞，促进T细胞增殖和存活，有助于对肿瘤细胞进行杀伤，对于免疫系统，4-1BB起到“油门”的作用。近十几年来，利用4-1BBL或激活型4-1BB单抗，激活4-1BB后刺激T细胞，逐渐在肿瘤免疫中崭露头角。

 

4-1BB的天然结构形态

 

4-1BB天然状态下结合三聚化的4-1BBL，达到成簇的目的，促进后续信号通路的传导，同样可以采用激活型的抗体实现4-1BB成簇目的，但如何能筛选到合适的激动型抗体仍然是一件具有挑战的事情。

 

4-1BB共激活免疫应答过程

 

4-1BB和4-1BBL结合在免疫反应中的作用，激活T细胞需要两个信号，第一是通过TCR:MHC：Ag的结合，第二个信号涉及共刺激信号，比如CD28:B7，4-1BB:4-1BBL等。同时还有黏附因子的相互作用，比如CD40:CD40L，ICAM-1:LFA-1，LFA-3:CD2等，会增加两个细胞保持在一起的时间。

 

4-1BB和4-1BBL结合后，第一，会活化转录因子NF-kB信号通路，增加抗凋亡基因bcl-xL 和 bfl-l的表达，促进CD8+ T淋巴细胞的存活。第二，通过c-Jun N末端激酶（JNK）等途径，促使细胞因子的产生和分泌。

 

 

4-1BB在研临床抗体

 

鉴于4-1BB对T细胞的激活的功能，开发4-1BB的激活型抗体可以激活T细胞，达到肿瘤免疫治疗的目的。目前进展最快的两个单克隆抗体分别是辉瑞的utomilumab和BMS的urelumab，分别进展到临床二期。

 

 

BMS的urelumab是一款全人源IgG4 – kappa型单克隆抗体，激活4-1BB，不阻断4-1BBL的结合，是第一个进入临床试验的4-1BB单抗药物。单药显示对黑色素瘤的客观缓解率ORR为50％，但是同时提示无法避免与剂量相关的肝毒性及副作用。BMS重新启动了低剂量0.1 mg/kg试验，但抗肿瘤活性一直不高。

 

辉瑞的utomilumab是一款全人源IgG2 – lambda型单克隆抗体，激活4-1BB，同时抗体结合表位和4-1BBL有重叠，可以阻断和4-1BBL的结合。Utomilumab是比urelumab作用更弱的激动剂，具有相对较高的安全性，剂量可爬坡至10 mg/kg，但治疗效果依然不理想。

 

 

 

除了上述的utomilumab和urelumab之外，其它处在临床二期的3个，临床一期的10个，公开的临床数据比较少。

 

4-1BB分子设计趋势

 

从在研临床分子结构上来看，单克隆抗体和双特异性抗体较多，比如ND-021是Numab设计研发的一种单价三特异性抗体片断分子，可同时结合PD-L1、4-1BB和HSA三个靶点。根据设计，ND-021中HSA可以延长分子半衰期，并且消除了与任何一种FcγR亚型的结合。由于亲和力的高低不同，ND-021优先结合肿瘤细胞表面上的PD-L1，之后才与4-1BB的独特抗原表位相结合，激活抗癌T细胞，从而可能避免肝毒性。国内科望生物的PD-L1/4-1BB双特异性抗体ES101 (INBRX-105)，是全球第一个进入临床阶段的PD-L1/4-1BB双特异性抗分子。ES101是一个四价双特异性抗体，分别靶向PD-L1和4-1BB。ES101基于PD-L1在肿瘤微环境中高表达这一生物学特性，能够有效持续阻断PD-L1的同时，在肿瘤微环境中有条件激活4-1BB。

 

 

而从在研临床分子设计的整体策略来看，双特异性是明显的趋势，不仅仅可以结合两个肿瘤靶点，同时还可以把4-1BB适度激活，通过肿瘤靶点在细胞膜上的聚集实现4-1BB的成簇，达到肿瘤杀伤的目的。

 

综上：相对阻断型抗体，如PD-1、PD-L1等来讲，激动性抗体，4-1BB抗体开发更具挑战，抗体前期发现要考虑多种因素，包括抗体的亲和力、表位选择、效价、簇形成、FcγR受体相互作用、FC亚型等。从目前临床数据来看，4-1BB的激动型抗体在早期试验中均未能达到之前的预期。4-1BB单抗受限肝毒性的影响，降低剂量或者去除FcγRIIB对抗体Fc的交联作用，是可以调整的两种策略。针对4-1BB的窗口期较窄，后期的联合用药和双特异性抗体的设计是4-1BB抗体很大的发展趋势。