趋势解读 | CD47能否顺利接棒成为后PD-1
2020年9月4日，天境生物公布与艾伯维就明星产品CD47 单抗TJC4在全球的开发和商业化开展合作。此次高达29亿美元的合作标志了中国生物科技公司史上最大对外授权的跨境战略合作。
不到一周，2020年9月8日另一家CD47明星企业Trillium宣布以每股10.88美元的价格向辉瑞出售2,297,794股普通股，总收益为2500万美元。同一天，港交所公告显示赛生药业已提交IPO申请。值得一提的是赛生药业今年7月1.2亿美元从EpicentRx引进RRx-001，一款靶向CD47-SIRPα的小分子免疫疗法。
目前已有超过30家公司正在开发针对CD47或其配体SIRPα的药物，包括单抗、双特异性抗体、融合蛋白和小分子，其中20多款迈入到临床研究阶段。从CD47项目地域分布来看，国内已经成为后PD-1时代竞争最为激烈的赛场。
▲图表一：全球CD47项目清单 数据来源：美柏医健数据库
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事实上全球范围内针对CD47项目的交易层出不穷，今年3月吉利德就以49亿美元的价格收购了主打CD47抗体的公司Forty Seven，投资分析师也预测Trillium Therapeutics的将会是下一个被收购的CD47公司[1]，辉瑞这次的斥资很有可能在做准备工作。
▲图表二：CD47项目历史交易 数据来源：美柏医健数据库
尽管2020年CD47项目喜讯频频，回顾其研发历史也不全是一帆风顺：2017年到2018年间因为毒副作用，Tioma Therapeutics（后改名为Arch Oncology）和新基（CC-90002）先后终止了CD47单抗临床试验。
CD47是否会继PD1后成为下一个肿瘤免疫研发热点？在研的产品又有哪些差异化优势？是否会重蹈新基CD47单抗的覆辙？CD47抗体的商业化面临哪些挑战和机遇？本文将抛砖引玉探讨以上问题。
一、靶向CD47的作用机制
CD47是一种糖蛋白，在1980年代首次被鉴定为人类卵巢癌的肿瘤抗原，之后发现在多种肿瘤中过表达，并且其表达水平和肿瘤的预后相关[2]。CD47与巨噬细胞表面受体SIRPɑ结合后，会释放“别吃我” 信号，帮助癌细胞屏蔽先天免疫系统，诱导免疫抑制。
▲图表三：D47 mRNA表达水平和实体瘤的预后相关
利用特异性抗体等药物阻断CD47/SIRPα信号通路，可恢复巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬，解除“别吃我”信号。基于这一发现，近年来CD47一直被行业认为是后PD-1时代肿瘤免疫领域中最重要的靶点之一。
“我们认为CD47是除了PD-(L)1之外最具开发前景的新一代免疫检查点”。
—宜明昂科董事长田文志
针对CD47-SIRPα信号通路的疗法有多种作用机制，主要包括[3]：
① 阻断CD47与SIRPα的结合，瓦解“别吃我”信号，促进吞噬细胞吞噬肿瘤细胞。
② CD47抗体可通过促进DC细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，随后将抗原呈递给T细胞，刺激抗肿瘤适应性应答。
③ CD47抗体通过NK细胞介导的ADCC和CDC作用杀伤肿瘤细胞。
④ CD47抗体可激活肿瘤细胞凋亡途径，直接诱导肿瘤细胞凋亡。
▲图表四：靶向CD47的四个作用机理。
二、如何有效规避脱靶效应？
鉴于CD47的普遍表达，抗CD47疗法的潜在问题包括脱靶效应。举个例子，CD47在红细胞表面广泛表达，以保护自身不被吞噬。这意味着靶向CD47药物在杀伤肿瘤细胞的同时，也不可避免会误伤红细胞。
严重的贫血反应是靶向CD47抗体药物临床开发的主要障碍，至少有两个项目因为在早期临床中发现3级及以上的红细胞和血小板数量下降的情况而叫停，包括新基的CC-90002。
上述情况在创新药物的开发中非常普遍，功效和安全性问题都是通过第一代药物分子的经验沉淀，以及第二代产品反复试验来解决。新一代CD47抗体从四个角度提出了解决方案：
① 抗体融合蛋白，比如Trilium 的TTI-621和中生尚健的SG404或者纳米抗体，比如洛启生物。
② 启动剂量结合治疗剂量，比如Forty Seven的Hu5F9-G4。
③ 通过结构优化降低CD47抗体和红细胞CD47的结合，比如天境生物的TJC4和ALX Oncology的 ALX148。
④ 结合纳米颗粒等药物传递载体。
TJC4（天境生物）
理论上讲红细胞表面的CD47和肿瘤细胞表面的CD47可能具有不同的构象，并且两侧凹型红细胞的构型和膜流动性也不同于球状肿瘤细胞，因此可以通过筛选，得到实现特异性结合肿瘤细胞，而不是红细胞的CD47抗体。
2017年开始天境生物便开始CD47抗体研发之路，利用全人源抗体文库和噬菌体展示技术，另辟蹊径通过反向筛选最终获得具有基本不结合红细胞并兼具抗肿瘤活性的CD47单抗TJC4。和其他CD47抗体不同，TJC4能够识别独特的CD47抗原表位，而该表位在红细胞上由于糖基化修饰作用使得其不能充分暴露，从而导致TJC4对红细胞的结合力微弱。
TJC4在美国的临床一期研究初步结果显示在安全性方面具有差异化优势以及更优异的药代动力学特征，在没有任何预激给药情况下，TJC4单注射给药从1mg/kg至30 mg/kg剂量范围内显示出良好的耐受性，且在可评估患者中未观察到剂量限制性毒性或严重的血液学不良事件。
和TJC4类似，Arch Oncology的AO-176也可以选择性地结合肿瘤细胞而不结合红细胞。
▲图表五：AO-176和不同细胞的结合 图片来源：Arch Oncology官网
Hu5F9-G4（Forty Seven/吉利德）
Forty Seven的创始人之一Irving Weissman便是发现CD47蛋白的作用机制的始祖。Forty Seven的Hu5F9-G4在临床设计中使用改良的给药方案，先给患者1 mg/kg的启动剂量（Priming dose）来触发体内老化红细胞的清除，虽然会导致暂时性轻度贫血，但同时可以刺激网织红细胞成熟分化产生新鲜的年轻红细胞。
这些新生的红细胞表面表达“吃我”信号较低，对CD47抗体介导的吞噬作用不太敏感，因此可以承受后续Hu5F9 30 mg/kg的较高治疗剂量，并且实现充分的CD47受体占有率，发挥抗肿瘤作用。
Forty Seven去年在ASH会议上公布的Ib期临床实验数据显示Hu5F9-G4在联合阿扎胞苷的情况下对骨髓增生异常综合征（MDS）和急性髓系白血病（AML）患者进行治疗具有良好的效果。24名MDS患者中，总缓解率（ORR）达到92%，50%（12例）达到完全缓解（CR），33%（8例）达到骨髓形态学CR；22名AML患者中，ORR达64%，41%（9例）达到CR。
TTI-621/622（Trilium）
TTI-621是由人SIRPα的N端V结构域与人IgG1 Fc区融合构成的抗体融合蛋白，经过工程改造，可最大限度减少与人红细胞的结合，从而将贫血降至最低。该疗法能够以低治疗剂量进行给药，同时仍保持足够的受体结合。
▲图表六：TTI-621/622和红细胞的结合 图片来源：Trillum公司官网
值得指出的是，在向患者施用TTI-621时观察到了明显的剂量限制性血小板减少症，这可能与使用激活的IgG1有关。Trillium的另一款CD47抑制剂 TTI-622偶联的是IgG4，在与免疫细胞上的Fc受体结合上IgG4表现的更弱一点，这也加强了对表达CD47的非肿瘤细胞的保护作用。
▲图表七：CD47候选药物比较 图片来源：Trillum公司官网
纳米抗体（上海洛启生物）
纳米抗体是一种新型的单结构域抗体片段，源自天然存在的重链IgG抗体。由于其体积小（约12 kDa）、高亲和力和高稳定性等优势，被认为是开发新型生物药物的理想候选。
为了减少阻断CD47-SIRPα相互作用的不利影响，洛启生物正在开发一种对红细胞具有低亲和力的CD47纳米融合蛋白HuNb1-IgG4。
临床前试验显示[4]HuNb1-IgG4增强了巨噬细胞介导的吞噬作用，并在体内显示出强大的抗肿瘤活性。更重要的是在猴体试验中，HuNb1-IgG4不会引起血小板凝集（图表八），显示出很高的安全性。为了进一步提高HuNb1-IgG4的安全性和有效性，洛启生物还建立由HuNb1和利妥昔单抗组成的抗CD47 / CD20双特异性抗体。
药物传递载体
新型的药物传递载体，例如修饰的仿生纳米颗粒等也可降低CD47抗体的脱靶效应。
多功能氧化铁磁性纳米粒子已被开发为选择性治疗胰腺癌的载体，包括同时递送吉西他滨和抗CD47抗体[5]。与游离抗体相比，通过纳米粒子进行的治疗没有额外的细胞毒性，并且纳米粒子介导的CD47抗体向肿瘤细胞的传递有效导致PDAC细胞凋亡。
三、联合疗法策略
参考PD-(L)1的研发轨道，CD47抗体的联用毋庸置疑将会是各大企业下一个必争之地。
事实上，上文已提到Hu5F9-G4联合阿扎胞苷的临床试验，艾伯维引进天境生物TJC4的时候接受记者采访也提到会考虑会将BCL-2抑制剂(Venclexta)作为潜在联用的候选药物。
从科学合理性来说，哪些联用策略是基于理论基础呢？
① T细胞检查点抑制剂：通过CD47阻断巨噬细胞介导的癌细胞吞噬作用后，这些吞噬细胞可将肿瘤抗原呈递给T细胞，从而诱导抗癌T细胞反应。因此与T细胞检查点抑制剂（PD-(L)1）联合使用可进一步增强T细胞反应并增强疗效。多项临床前研究表明CD47与PD-(L)1抑制剂联用可增强抗肿瘤活性[6][7]。
▲图表九：小鼠存活率；HAC：PD-L1抑制剂 图片来源：Nature 545, 495–499 (2017)
从图表一可以看出，在19个双特异抗体中，和PD-(L)1的结合最多(4个)。已有的临床试验也已经开展了CD47抗体和PD(L)1的探索，比如NCT03922477和NCT02518958。
NCT02518958临床试验是确定RRx-001（CD47抗体）和纳武单抗在晚期无标准免疫疗法患者中的安全性和可行性，第12周的客观缓解率为25％，且疾病控制率为67％。
② 其他肿瘤免疫疗法：此类方法可实现增加肿瘤特异性和降低表达CD47健康细胞的靶向毒性。在非霍奇金淋巴瘤的小鼠模型中，CD47抗体与利妥昔单抗（CD20抗体）的协同可促进吞噬作用并根除非霍奇金淋巴瘤[8]。另一针对CD47和CD19的双特异性抗体（NI-1701）也被设计用于B细胞淋巴瘤和难治性白血病[9]。
▲图表十：小鼠存活率 图片来源：Cell. 2010 Sep 3; 142(5): 699–713.
③ 促吞噬药物：鉴于CD47是抗吞噬信号，增加促肿瘤吞噬信号可以与CD47抑制起到很好的协同作用。增强吞噬信号的包括化学疗法（NCT04313881和NCT02953509）、细胞毒性剂、以及诱导细胞凋亡的药物（NCT04435691）。
④ LILRB1：除了CD47，Irving Weissman教授也发现了第二个“别吃我”信号LILRB1，同时抑制CD47和LILRB1相当于上了双重保险。
四、其他挑战和机遇
① 抗原沉默（Antigen Sink）： CD47普遍表达意味着药物可能需要大剂量或频繁给药才能实现对CD47的有效治疗性阻断。临床前研究表明，诱导吞噬作用需要40-60％的受体占有率[10]。Hu5F9-G4的临床试验中使用高治疗剂量便是出于这个考虑。
② 靶向SIRPα：除了CD47，现有在研管线不少是靶向SIRPα。与CD47相比，SIRPα的组织学分布更受限制，作为靶标可能会降低毒性。但SIRPα在髓样细胞以及中枢神经系统和外周神经系统细胞中高度表达，因此SIRPα疗法应考虑潜在的神经系统副作用。此外由于其序列相似性，其他SIRP家族成员（SIRPβ和SIRPγ）之间可能发生交叉反应。
③ 动物模型：在评估早期CD47项目时，动物模型的选取非常关键。数据显示人类CD47和SirpαNOD模型SIRPα的结合亲和力是和人SIRPα结合的约10倍[11]，因此数据很难复制到人体临床试验。并且SirpαNOD是免疫缺陷小鼠，无法还原诸如ADCC等重要机制。理想的异种移植模型应该是SIRPα对CD47的亲和力低于NOD，但高于C57BL / 6，BALB / c可能是这样的候选者[12]。
④ 生物标记物：从PD-(L)1抑制剂的开发经验来看，生物标记物对精准治疗起到关键作用，对临床试验中患者招募优化也起到重要作用。
作者介绍：
Ginger博士，美柏医健投资分析总监，德州医学中心及哥伦比亚大学咨询俱乐部顾问。曾就职霍华德·休斯医学研究所及MD安德森癌症中心，期间参与的肿瘤脑转移临床前研究获得美国国立卫生研究院RO1、Susan G.Komen、日本大鹏制药等资助。
资料整理：
陈李星，美柏医健投资分析师。凯基研究生院及Drucker管理学院双硕士。曾作为研究生顾问为Samumed及SomaLogic公司提供过战略咨询服务。
【参考文献】
[1] Why Gilead Sciences, Forty Seven, and Trillium Therapeutics Are Moving Higher Today
[2] PNAS 2012;109:17:6662-6667
[3] Crit Rev Oncol Hematol. 2020 Aug;152:103014
[4] J Nanobiotechnology. 2020; 18: 12.
[5] Biochim Biophys Acta Gen Subj. 2017 Jun;1861(6):1597-1605
[6] MAbs. Feb/Mar 2018;10(2):315-324
[7] Nature 545, 495–499 (2017)
[8] Cell. 2010 Sep 3;142(5):699-713
[9] Mol Cancer Ther. 2018 Aug;17(8):1739-1751
[10] PLoS One. 2015 Sep 21;10(9):e0137345
[11] Immunology 2014;143:61-7. 10.1111/imm.12290
[12] Exp Hematol. 2014 Mar;42(3):163-171.e1.