4-1BB是在免疫系統(tǒng)的多種細(xì)胞上表達(dá)的共刺激受體，特別是在CD8+ T細(xì)胞上。由于其廣泛的表達(dá)，和4-1BB增強(qiáng)強(qiáng)效和持久免疫效應(yīng)的能力，使4-1BB成為癌癥免疫治療的臨床靶標(biāo)。

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4-1BB

也叫CD137，和OX40同屬腫瘤壞死因子（TNF）受體家族的成員，由腫瘤壞死因子受體超家族成員9（TNFRSF9）基因編碼。人4-1BB位于染色體1p36，全長(zhǎng)255aa，包含17aa信號(hào)肽、169aa的胞外區(qū)、27aa跨膜區(qū)（p.187–213）和42aa的胞內(nèi)區(qū)。小鼠4-1BB位于小鼠4號(hào)染色體75.5?cM位置，與人4-1BB大約有60%的序列相似性。

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4-1BB是在活化的CD4+和CD8+ T細(xì)胞、NKT、NK細(xì)胞、DC、巨噬細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞以及Tregs上表達(dá)的誘導(dǎo)型共刺激受體。除了在APC和Foxp3+ Tregs上4-1BB組成型表達(dá)，大多數(shù)情況下，細(xì)胞活化后表面誘導(dǎo)表達(dá)4-1BB。利用4-1BB-/-敲除小鼠的多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)4-1BB對(duì)維持免疫穩(wěn)態(tài)具有重要作用，且對(duì)抗腫瘤免疫記憶至關(guān)重要。

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4-1BB配體

4-1BB的配體是4-1BBL。人4-1BBL位于染色體19p13.3，小鼠4-1BBL位于17號(hào)染色體，是含單個(gè)跨膜區(qū)段的II型糖蛋白。其在專(zhuān)職APC上表達(dá)，包括DC和巨噬細(xì)胞以及B細(xì)胞。

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4-1BB在免疫調(diào)節(jié)中的作用

T細(xì)胞活化

在捕獲抗原后，APC處理抗原并在其表面上提呈抗原肽。 APC上的B7-1，B7-2和抗原肽成為幼稚T細(xì)胞的初始激活信號(hào)。作為激活的結(jié)果，T細(xì)胞上的4-1BB和CTLA-4上調(diào)。4-1BB募集TNFR相關(guān)因子TRAF1和TRAF2形成異源三聚體，通過(guò)c-Jun N末端激酶（JNK）途徑，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）途徑，以及通過(guò)β-catenin和AKT途徑加強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，并通過(guò)主轉(zhuǎn)錄因子NF-κB調(diào)節(jié)4-1BB信號(hào)，促使細(xì)胞因子的產(chǎn)生和分泌。NF-κB的激活還通過(guò)增加抗凋亡基因?bcl-XL?和?bfl-l的表達(dá)來(lái)促進(jìn)CD8+ T淋巴細(xì)胞的存活。

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4-1BB：4-1BBL介導(dǎo)的細(xì)胞表面信號(hào)傳導(dǎo)（Adam T C Cheuk, et al. 2004）

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在晚期免疫應(yīng)答或二次免疫應(yīng)答中，CD28被負(fù)反饋受體CTLA-4下調(diào)。而由 APC表面4-1BBL觸發(fā)的T細(xì)胞上的4-1BB提供了共刺激信號(hào)，能維持B-7：CD28介導(dǎo)的細(xì)胞激活并進(jìn)一步增強(qiáng)CD8+?T細(xì)胞增殖和存活能力。對(duì)于CD4 +?T細(xì)胞而言，4-1BB：4-1BBL信號(hào)傳導(dǎo)能誘導(dǎo)細(xì)胞擴(kuò)增，但沒(méi)有延長(zhǎng)細(xì)胞存活的作用。

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4-1BB：4-1BBL途徑在T細(xì)胞活化中的作用?（Adam T C Cheuk, et al. 2004）

其它免疫細(xì)胞

4-1BB作為一種強(qiáng)大的T細(xì)胞特異性共刺激分子，也在許多非T細(xì)胞表達(dá)，如：DC細(xì)胞、單核細(xì)胞、B細(xì)胞、肥大細(xì)胞、NK細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。通過(guò)抗-4-1BB激動(dòng)劑或4-1BBL轉(zhuǎn)染激活4-1BB共刺激信號(hào)，可誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、細(xì)胞因子表達(dá)、殺菌活性和支持T細(xì)胞效應(yīng)器功能。

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例如：DC細(xì)胞中的4-1BB信號(hào)傳導(dǎo)上調(diào)B7-1和B7-2，并增加DC細(xì)胞IL-6和IL-12的分泌。?激動(dòng)性抗-4-1BB單克隆抗體增強(qiáng)了DC刺激T細(xì)胞增殖的能力，增加STAT3磷酸化，從而加強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞反應(yīng)。單核細(xì)胞中通過(guò)固定化抗-4-1BB激動(dòng)劑激活原代單核細(xì)胞，可誘導(dǎo)IL-8和TNF-α的產(chǎn)生，但引起IL-10的下調(diào)；還會(huì)導(dǎo)致B細(xì)胞缺失。在4-1BB被觸發(fā)后，NK細(xì)胞上調(diào)4-1BB并增加細(xì)胞毒性功能以響應(yīng)4-1BB激動(dòng)，但在靜息NK細(xì)胞上的4-1BB激動(dòng)會(huì)減少NK細(xì)胞并損害NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性功能。

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4-1BB信號(hào)對(duì)其它免疫細(xì)胞的作用（Dass S Vinay，et al. 2011）

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4-1BB靶向免疫療法的多功能作用

抗4-1BB激動(dòng)劑療法最有效的途徑是通過(guò)增加干擾素γ和多種顆粒酶的表達(dá)來(lái)刺激CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞增殖并增加其效應(yīng)。也可以刺激CD4+效應(yīng)T細(xì)胞擴(kuò)增并產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子。然而，4-1BB刺激對(duì)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的作用仍有很大爭(zhēng)議：?4-1BB激動(dòng)劑治療可以抑制常規(guī)效應(yīng)細(xì)胞分化成Treg，同時(shí)抑制Treg的抑制作用，或者相反地，維持Treg的擴(kuò)增和抑制能力。 NK細(xì)胞也受益于4-1BB激動(dòng)劑治療。4-1BB抗體不僅可以通過(guò)Fc / FcR相互作用刺激抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性，而且活化的NK細(xì)胞表達(dá)4-1BB成為治療的靶標(biāo)。靶向樹(shù)突細(xì)胞的4-1BB激動(dòng)劑誘導(dǎo)DC成熟和抗原呈遞。此外， 4-1BB抗體刺激的DC開(kāi)始表達(dá)IL-12和IL-27以及酶IDO以調(diào)節(jié)T細(xì)胞功能。還可以刺激4-1BB +巨噬細(xì)胞以增加抗原呈遞并產(chǎn)生IL-8以及IDO。

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抗4-1BB療法的免疫調(diào)節(jié)作用。 （A）激動(dòng)性抗-4-1BB mAb療法誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子分泌。 （B）在NK細(xì)胞上，4-1BB的刺激增強(qiáng)ADCC。 （C）激動(dòng)性抗-4-1BB mAb還可以刺激DC和巨噬細(xì)胞以誘導(dǎo)抗腫瘤免疫應(yīng)答，并且4-1BB在腫瘤相關(guān)血管內(nèi)皮中表達(dá)。 （D）靶向4-1BB和腫瘤抗原（例如HER2）的雙特異性抗體可以使免疫效應(yīng)物和靶細(xì)胞緊密接近并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞裂解。（Cariad Chester，et al. 2018）

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4-1BB抗體的臨床研究

盡管可以通過(guò)多種機(jī)制靶向4-1BB，但其作為單一療法治療腫瘤，特別是晚期腫瘤的能力仍是有限的。另外，由于4-1BB的廣泛表達(dá)，4-1BB激動(dòng)劑容易造成系統(tǒng)性不良反應(yīng)。

目前有兩種4-1BB激動(dòng)劑抗體正在進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)：

• Urelumab (BMS-663513，by?Bristol-Myers Squibb)?

• Utomilumab (PF-05082566，by Pfizer)

多個(gè)案例指出Urelumab具有肝毒性和疲勞等不良反應(yīng)；而Utomilumab在安全性具有優(yōu)勢(shì)，但相對(duì)于Urelumab，它對(duì)受體激動(dòng)活性較低。

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為發(fā)揮更強(qiáng)的抗腫瘤效用，同時(shí)限制4-1BB相關(guān)不良反應(yīng)，將4-1BB激動(dòng)劑與其他治療方式聯(lián)合使用不失為有效的手段，例如：與基因治療和溶瘤病毒療法相結(jié)合、與放射治療或化學(xué)療法相結(jié)合、CAR-T細(xì)胞治療相結(jié)合等等。當(dāng)然，最誘人的組合療法也許就是將4-1BB激動(dòng)劑與已經(jīng)批準(zhǔn)或臨床試驗(yàn)的免疫檢查點(diǎn)靶點(diǎn)藥物相結(jié)合，如：CTLA-4阻滯劑、PD-1/PD-L1軸阻滯劑、TNF受體激動(dòng)劑（OX40等），多項(xiàng)臨床研究正蓄勢(shì)待發(fā)。

抗4-1BB激動(dòng)劑聯(lián)合用藥的抗腫瘤臨床研究（Patrick A. Mayes，et al. 2018）

南模生物可提供的成品小鼠：

4-1BB-HU

4-1BBL-HU

PD-1&4-1BB-HU

PD-L1&4-1BB-HU

CTLA4&4-1BB-HU

參考文獻(xiàn)

Cheuk AT, Mufti GJ, Guinn BA. Role of 4-1BB:4-1BB ligand in cancer immunotherapy. Cancer Gene Ther. 2004 Mar;11(3):215-26.

Vinay DS, Kwon BS. 4-1BB signaling beyond T cells. Cell Mol Immunol. 2011 Jul;8(4):281-4.

Bartkowiak T, Curran MA.?4-1BB Agonists: Multi-Potent Potentiators of Tumor Immunity. Front Oncol. 2015 Jun 8;5:117.

Chester C, Sanmamed MF, Wang J, Melero I. Immunotherapy targeting 4-1BB: mechanistic rationale, clinical results, and future strategies. Blood. 2018 Jan 4;131(1):49-57.

Mayes PA, Hance KW, Hoos A. The promise and challenges of immune agonist antibody development in cancer. Nat Rev Drug Discov. 2018 Jul;17(7):509-527.