4-1BB也称为CD137，是T细胞表面一种重要的激活型免疫检查点分子，属于肿瘤坏死因子受体家族分子（TNFR），由肿瘤坏死因子受体超家族成员9（TNFRSF9）基因编码。

       4-1BB主要在抗原启动的T细胞上表达，在静止的T细胞上不表达。除了在T细胞表面表达外，4-1BB还在树突细胞(DCl)、NK细胞等细胞表面表达。

       当4-1BB和其配体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。

       通过激活下游NF-κB、JNK/SAPK等信号通路，促进T细胞的增殖，同时也可刺激巨噬细胞产生多种炎症细胞因子，如IL-6、TNF-α等，从而激活机体免疫系统，达到抑制肿瘤发生发展、促进肿瘤细胞清除的功效。

       4-1BB（CD137）的免疫调节机制

       （图片来源：Clin Cancer Res; 21(14) July 15, 2015）

       4-1BB作为激动性受体，与PD-1等抑制性受体“去刹车”功能不同，主要发挥“踩油门”的作用。尽管两者机制迥异，但均可有效增强免疫细胞的抗肿瘤活性。但是靶向4-1BB抗体药物的研发并非一帆风顺。

       单抗研发受限于疗效或毒 性

       Urelumab是第一个进入临床试验的靶向4-1BB的单抗产品，由BMS研发，是一款全人源IgG4单克隆抗体，2005年首次进入人体试验。2008年，Urelumab初步临床数据发布，具有较好的临床疗效。然而在I/II期临床试验中，Urelumab则显示出与药物靶标和剂量相关的肝 脏毒 性，临床开发因此受到阻碍。

       Utomilumab是辉瑞开发的一款靶向4-1BB的人源化IgG2单克隆抗体，与Urelumab作用机制不同，Utomilumab既可激活4-1BB，又可阻断与4-1BBL的结合，因此对免疫细胞的激动能力相对较温和，安全性较高。但临床试验显示，作为单药治疗，Utomilumab抗肿瘤活性十分有限。

       为了克服疗效和毒 性的问题，研究者们开始探索新的开发策略：在最大化4-1BB激动作用的同时，让4-1BB诱导的毒 性降到最小化。这些策略分别有：瘤内给药、双特异性抗体等、蛋白水解活化抗体的研发，以及无Fc段设计等。其中双抗、三抗以及四抗的开发是目前靶向4-1BB药物研发的主流。

       双抗研发进度领先

       双特异性抗体通过对肿瘤细胞表面靶点和4-1BB亲和力不同，有望优先结合肿瘤细胞表面靶点，激活T细胞，杀灭肿瘤细胞。通过精准靶向肿瘤细胞，降低了脱靶毒 性的作用，提高药物疗效和安全性。目前靶向4-1BB的双抗研发布局热烈，国内外多家药企纷纷入局。

       靶向4-1BB双抗药物研发进展

       （资料来源：根据公开资料整理）

       BioNTech SE和Genmab合作研发的GEN1046是一种全长IgG1亚型的PD-L1×4-1BB双抗，基于Genmab专有的DuoBody技术平台，通过单克隆全人PD-L1和4-1BB抗体的Fab臂交换产生，保留了天然IgG的结构和药代动力学。临床前研究显示，GEN1046在较宽的浓度范围内（0.01-1μg/mL）能够同时结合PD-L1和4-1BB表达的细胞。

       GEN1046的结构

       （图片来源：参考2）

       BT7480是Bicycle公司利用特有的双环肽技术开发的一款肿瘤靶向免疫细胞激动剂。双环肽分子集抗体、小分子药物及肽类的特性于一身，具有与抗体类似的亲和性和特异性；同时，其肽类性质则提供了可调控的药物动力学半衰期和肾 脏清除途径。BT7480由3个双环肽偶联而成，一个双环肽可以与Nectin-4结合，另外两个双环肽与4-1BB(CD137)结合。

       临床前研究显示，BT7480不需持续给药，就可以显著激发免疫细胞的浸润，消除动物体内表达Nectin-4的肿瘤。

       BT7480结构示意图

       （图片来源：参考3）

       LBL-024是维立志博研发的一款PD-L1/4-1BB双抗，其以高亲和力结合肿瘤微环境中的PD-L1，使LBL-024靶向肿瘤细胞，避免外周激活4-1BB，降低毒 性，结合PD-L1后，阻断PD-L1/PD-1通路，解除PD-1对于免疫细胞的抑制作用。

       同时，LBL-024对4-1BB共刺激作用依赖于交联作用，只有当LBL-024结合到肿瘤细胞上表达的PD-L1后，同时结合免疫细胞上的4-1BB并形成交联，才能激活4-1BB通路。

       LBL-024结构示意图

       （图片来源：维立志博官网）

       目前，LBL-024正在进行I/II期临床试验，旨在评估LBL-024在晚期恶性肿瘤患者中的安全性、耐受性及初步有效性。

       TJ-CD4B是天境生物创新双抗管线的重点产品，它能同时靶向Claudin 18.2和4-1BB，与这两个靶点特异结合后，可增加淋巴细胞肿瘤浸润并增强肿瘤免疫应答。临床前研究表明，TJ-CD4B即便在Claudin 18.2低表达的情况下，仍能与肿瘤细胞结合，并产生较好的免疫活性。基于独特的4-1BB结合表位，TJ-CD4B仅在与Claudin 18.2结合时才会激活T细胞。从而防止了肝毒 性的产生。目前TJ-CD4B正处于临床I期研究。

       ATG-101是德琪医药和原启生物合作开发的一款新型PD-L1/4-1BB双抗。临床前研究表明，ATG-101在抗PD-1/L1复发耐药的动物肿瘤模型中显示了强效的抗肿瘤活性，并在药物非临床研究质量管理规范（GLP）毒理研究中展现了极 佳的安全性。作为澳大利亚首 款进入临床的PD-L1/4-1BB双抗，ATG-101目前正在在澳大利亚、中国和美国三地开展临床试验。

       ATG-101临床前疗效

       （图片来源：J Immunother Cancer 2021;9(Suppl 2):A1–A1054）

       三抗、四抗渐入佳境

       除了双抗药物外，国内基石生物和百利药业还开发了靶向4-1BB的三抗和四抗药物。

       国内靶向4-1BB三抗、四抗药物研发进展

       （资料来源：根据公开资料整理）

       NM21-1480是基石药业研发的一款靶向PD-L1、4-1BB和HSA的多特异性抗体。NM21-1480仅在与肿瘤细胞表面上的PD-L1结合的情况下才会与4-1BB的独特抗原表位相结合，从而激活T细胞，杀伤肿瘤细胞的同时，可避免出现传统4-1BB激动剂单抗所出现的肝毒 性问题。另外，NM21-1480独特的单价结构和对PD-L1的超高亲和力，有望实现降低患者的给药频率、克服对PD-1/PD-L1抗体的原发性和继发性耐药等临床问题。

       GNC-038是百利药业开发的四特异性结构的“靶向免疫”抗体，具有靶向CD19、CD3、PD-L1和4-1BB四个抗原的结构域。它可以激活T细胞的第一信号和第二信号，通过抗CD19、PD-L1结构域靶向并杀伤肿瘤细胞。

       GNC-039也是一款可同时结合EGFR、PD-L1、CD3、4-1BB四个靶点的四特异性抗体。它能激发机体形成特异性肿瘤免疫杀伤力，同时还有望穿透血脑屏障、克服肿瘤靶点异质性表达等难题。

       GNC-035可同时结合ROR1、PD-L1、CD3、4-1BB四个靶点，激发机体形成特异性肿瘤靶向免疫杀伤，并长期维持对肿瘤细胞的杀伤能力、逆转抑制性的肿瘤免疫微环境等。目前，这三款药物均处于临床I期阶段。

       小 结

       4-1BB作为经典的激动型免疫检查点靶点，虽然其单抗研发受疗效及肝毒 性的影响，进展受阻。但是目前研发人员围绕最大化激动作用并最小化毒 性来开发新一代4-1BB激动剂，已经取得了一定的成果。未来期待该靶点能有进一步突破，为肿瘤免疫治疗开辟一条新路径。

       参考：

       1. Sharma P, Siddiqui B A, Anandhan S, et al.The Next Decade of Immune Checkpoint Therapy[J].Cancer Discov,2021, 11 (4): 838-857.

       2. Preclinical Characterization and Phase I Trial Results of a Bispecific Antibody Targeting PD-L1 and 4-1BB (GEN1046) in Patients with Advanced Refractory Solid Tumors.

       3. Hurov et al., (2021). BT7480, a novel fully synthetic Bicycle tumor-targeted immune cell agonist? (Bicycle TICA?) induces tumor localized CD137 agonism. Journal of ImmunoTherapy of Cancer,

       http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-002883.

       4.https://www.i-mabbiopharma.com/cn/article-788.aspx.