人癌胚抗原相關的細胞粘附分子5（CEACAM5）是一種腫瘤特異性抗原，由Gold和Freeman于1965年首次在結腸癌中發(fā)現(xiàn) [1] [2]。一直以來，CEACAM5作為結直腸癌臨床診療中常用的腫瘤標志物來幫助診斷和檢測腫瘤發(fā)展。近幾年隨著研究的深入，CEACAM5作為腫瘤靶點用于新藥開發(fā)的潛能也逐步凸顯出來。2023年AACR會議上，賽諾菲和禮新醫(yī)藥分別公布了其CEACAM5 ADC和雙抗的在研進展。那CEACAM5究竟什么？表達有何特點？目前布局CEACAM5靶點的管線又有哪些？涉及哪些適應癥？
1、CEACAM5的結構與分布
CEACAMs分子屬于免疫球蛋白超家族黏附分子，是一類細胞表面糖蛋白家族，共包含12個家族成員，分別是CEACAM1、CEACAM3、CEACAM4、CEACAM5、CEACAM6、CEACAM7、CEACAM8、CEACAM16、CEACAM18、CEACAM19、CEACAM20和CEACAM21。除CEACAM16外，其他CEACAMs蛋白分子N端都有一個108個氨基酸組成的免疫球蛋白可變區(qū)（IgV）樣結構域，而CEACAM16蛋白N端有兩個。不過，它們N端的免疫球蛋白恒定區(qū)(IgC)2型樣結構域數(shù)量從0-6個不等。雖然所有CEACAMs分子都連接在細胞膜上，但不同的是，CEACAM5、CEACAM6、CEACAM7和CEACAM8是通過GPI連鎖與細胞膜結合，而CEACAM1、CEACAM3、CEACAM4、CEACAM19、CEACAM20和CEACAM21是通過跨膜結構域錨定在細胞膜上。CEACAM16是無膜錨定的分泌型。
Figure 1. The structures of CEACAMs [4]
CEACAM5，也稱為CEA（癌胚蛋白）或CD66e，是癌胚抗原相關細胞粘附分子（CEACAMs）家族的首位成員。人源CEACAM5基因位于染色體19q13.2，基因長度約為 21 kb，由9個外顯子和3個非編碼外顯子組成。CEACAM5蛋白由642個氨基酸組成（分子量約為70kDa），具有 28 個潛在的 N 連接糖基化位點。一個CEACAM5蛋白分子中含有24-26個天冬酰胺連接的糖鏈，其最終分子量約為180kDa。該蛋白通過糖基磷脂酰肌醇（GPI）與膜結合，胞外共有7個免疫球蛋白樣結構域，包括一個是可變（lgV）樣結構域和6個lgC樣結構域（A1-B3），lg結構域前有一個34個氨基酸的信號肽 [3] [4]。
與其他在造血細胞中表達CEACAMs分子（如CEACAM1、CEACAM8、CEACAM6等）相比，尚未在造血細胞中檢測到CEACAM5的表達。相關研究表明，CEACAM5的表達始于人類胚胎和胎兒發(fā)育的早期階段（9-14周），并在某些細胞中保持終身表達。在成人正常組織中，CEACAM5主要存在于結腸柱狀上皮細胞和杯狀細胞中，也存在于胃、舌、食道、宮頸、汗腺和前列腺中 [5]。值得注意的是，正常情況下，肺和胃腸道上皮細胞中CEACAM5的表達僅限于上皮細胞膜面向腔內(nèi)的頂端表面，所以不能被免疫細胞識別。
2、CEACAM5與癌癥
在癌細胞中，CEACAM5主要在上皮腫瘤細胞表面高表達，包括結直腸癌、胃癌、胰腺癌、膽囊癌、肺腺癌、小細胞肺癌、乳腺癌、膀胱癌、卵巢癌等。
2.1、 CEACAM5與結直腸癌
CEACAM5在超80%的結直腸癌（CRC）中表達，目前已經(jīng)廣泛用作CRC的預后標志物?，F(xiàn)已明確的是，術前CEACAM5水平升高的患者生存結果較差 [6]。有研究表明，CEACAM5的強制過度表達與失巢凋亡（一種由細胞基質脫離引起的細胞凋亡形式）相關，會增強癌細胞轉移 [7]。復旦大學上海腫瘤中心結直腸外科蔡三軍團隊研究表明結直腸癌轉移可通過FBW7以HIF1α依賴性方式調(diào)控CEACAM5的表達抑制 [8]。
2.2、CEACAM5與胃腸癌
CEACAM5在約90%的胃腸癌（GC）中過度表達，其過度表達可以改變細胞極性和正常組織結構，減緩細胞分化和成熟，最終導致腫瘤形成 [9]。2015年，第四軍醫(yī)大學西京消化病醫(yī)院腫瘤生物學國家重點實驗室聶永戰(zhàn)團隊鑒定出MGd1的抗原是CEACAM5，并利用MGd1研究CEACAM5在非GC和GC組織中的表達。他們的研究結果表明，CEACAM5的表達從正常胃黏膜到慢性萎縮性胃炎、腸上皮化生、不典型增生直至GC逐漸升高。在胃癌前病變（腸化生和不典型增生）中，CEACAM5陽性患者比CEACAM5陰性患者發(fā)生GC的風險更高。此外，CEACAM5與胃腺癌的浸潤深度呈正相關?；谶@些結果，團隊認為CEACAM5可作為胃癌預警和預后的生物標志物 [10]。2022年，江漢大學附屬武漢市第六醫(yī)院消化外科劉念團隊就CEACAM5在胃癌中上游調(diào)控通路開展了研究。研究結果證明了CEACAM5在促進GC細胞遷移、增殖和EMT中的作用。此外，團隊還發(fā)現(xiàn)miR-498能夠通過下調(diào)CEACAM5來控制GC細胞的生長 [11]。
2.3、CEACAM5與非小細胞肺癌
CEACAM5約在20%的NSCLC腺癌患者中高表達。2020臨沂市中心醫(yī)院Xinwen Zhang等人通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)，CEACAM5在NSCLC組織和細胞系中表達升高；利用IHC分析87 名患者腫瘤中CEACAM5的表達發(fā)現(xiàn)，CEACAM5的表達與腫瘤分期、淋巴侵襲和組織學分級顯著相關。此外，這項研究中的體外實驗證實CEACAM5可通過抑制p38-SMAD2/3信號通路來刺激NSCLC細胞增殖和遷移[9]。
3、靶向CEACAM5臨床管線研究進展
在臨床開發(fā)方面，研究人員正在全面開發(fā)CEACAM5作為多種新型治療靶點的生物療法，包括 ADC、雙特異性抗體和嵌合抗原受體 T 細胞療法。這些研究大部分集中在結直腸癌和其他胃腸道惡性腫瘤上。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前處于臨床前或臨床階段的靶向CEACAM5療法大約有25項，其中12項單抗、5項ADC、3項雙特異性抗體、5項car-t療法。這里重點展示了進入臨床階段的幾項療法。
3.1、tusamitamab ravtansine
Tusamitamab ravtansine（代號：SAR408701）是Sanofi從ImmunoGen引進的一款新型抗體偶聯(lián)藥物（ADC），這款ADC由抗CEACAM5人源化單克隆抗體和DM4通過ImmunoGen開發(fā)的可切割鏈接子（SPDB）偶聯(lián)而成。DM4是細胞毒性美登木素生物堿，可特異性靶向表達CEACAM5的腫瘤細胞。目前處在臨床III期，針對的主要適應癥為非小細胞肺癌。
正在進行的II期臨床試驗CARMEN-LC05研究旨在評估tusamitamab ravtansine在雙聯(lián)（+Keytruda）、三聯(lián)（+Keytruda+含鉑化療）和四聯(lián)（+Keytruda+含鉑化療+培美曲塞）組合療法在晚期/轉移性非鱗狀NSCLC患者中的療效和安全性。在所有治療組中，患者每3周接受 150 mg/m2或170 mg/m2的tusamitamab ravtansine靜脈注射。在所有劑量水平中，總體緩解率(ORR)為52%，中位治療持續(xù)時間為24.3周。而且36%的患者病情穩(wěn)定，12%的患者病情進展，疾病控制率為88%。在所有PDL1表達水平組均觀察到應答，在CEACAM5中/高表達組均觀察到應答，雙聯(lián)組的療效尤其突出 [12]。
3.2、Labetuzumab govitecan
Labetuzumab govitecan（IMMU-130）是Immunomedics開發(fā)的一款ADC藥物，由抗CEACAM5單克隆抗體和SN-38通過PH敏感型連接子組成。SN-38是抗腫瘤藥伊立替康的活性代謝物。目前處在臨床II期，針對的適應癥主要是結直腸癌。
2017年8月17日，刊登在《J Clin Oncol》雜志上的1/2期試驗研究評估了Labetuzumab govitecan治療復發(fā)或難治性轉移性結直腸癌（mCRC）的效果。該項試驗研究入組了86例難治性結直腸癌患者（之前平均已經(jīng)接受過5次治療），這些患者每周接受一次8和10 mg/kg 的Labetuzumab govitecan治療，或在每個周期（以3周為一個周期）的第1周和第2周每周接受兩次4和6 mg/kg 的Labetuzumab govitecan治療。結果表明38%的患者出現(xiàn)了不同程度的腫瘤縮小。一名患者取得了部分緩解，且持續(xù)緩解超過2年，42名患者達到了疾病穩(wěn)定，中位總生存期為6.9個月。這表明labetuzumab govitecan 單藥治療顯示出可控的安全性和治療活性 [13]。
3.3、cibisatamab
Cibisatamab是羅氏開發(fā)的CEACAM5xCD3雙特異性抗體，是一種T細胞雙特異性抗體，結合癌細胞上的CEACAM5（又稱CEA）和T細胞上的CD3。該結構使得Cibisatamab的一只“手臂”附著在CEACAM5上，另一只手臂將T細胞拉過來并激活，促使其攻擊腫瘤。Cibisatamab在T細胞上有1個CD3ε鏈的單結合位點和2個CEA結合位點。目前處于臨床II期研究，針對的適應癥主要是結直腸癌。羅氏臨床開發(fā)并沒有采用cibisatamab單藥，當前進行的臨床I/II期試驗共有兩項，一項（NCT04826003）是將FAP/4-1BB雙抗RO7122290（共刺激雙抗）與cibisatamab聯(lián)用，另一項（NCT03866239）是將 PD-L1單抗atezolizumab（T藥）與cibisatamab聯(lián)用。研究人群是既往接受過治療的轉移性、微衛(wèi)星穩(wěn)定、CEACAM5高表達的結直腸腺癌患者。目前，二者研究均處于招募中。
Figure 2. The structure of cibisatamab
3.4、MG7-CAR-T
MG7是糖基化CEACAM5蛋白，是一種具有高特異性和敏感性的胃癌相關性抗原。MG7-CART是由吉凱基因開發(fā)的抗MG7抗體改造嵌合抗原受體療法。吉凱基因在2017年AACR會議上展示的結果表明MG7-CART在胃癌腫瘤病人的PDX模型中能夠顯著抑制PDX腫瘤生長并清除了60%小鼠的腫瘤，治療效果顯著。目前處于臨床II期研究，針對的適應癥主要是結直腸癌和胃癌。
4、締碼CEACAM5蛋白抗體助力CEACAM5靶向藥物研發(fā)
締碼生物是一家專注于提供可成藥靶點臨床前研發(fā)產(chǎn)品和服務的生物技術公司。公司擁有創(chuàng)新型功能膜蛋白開發(fā)、單B細胞先導抗體發(fā)現(xiàn)、抗體工程改造與功能驗證平臺，旨在讓藥企跨過單抗平臺建立和先導分子篩選的門檻，加速推進臨床管線。針對CEACAM5靶點，締碼生物提供CEACAM5靶點全系列產(chǎn)品及服務，包括以現(xiàn)貨形式提供的活性蛋白、兔單抗和陽參抗體。此外，針對CEACAM5靶點，我司還構建了CAR分子，并完成了CAR分子體外驗證實驗，以上產(chǎn)品均可滿足CEACAM5抗體藥相關研究。
4.1、CEACAM5活性蛋白
Human CEACAM5 Protein, His Tag (PME100071)
Figure 3. Validation data of purified Human CEACAM5 Protein, His Tag (PME100071). Human CEACAM5 Protein, His Tag on SDS-PAGE (left); CEACAM5 Protein (PME100071) can bind Anti-CEACAM5 Antibody (BME100035) in a linear range of 2.56-320 ng/ml (right).
4.2、CEACAM5兔單抗
Anti-CEACAM5 antibody(DM120); Rabbit mAb (DME100120)
Figure 4. Validation data of Anti-CEACAM5 antibody(DM120) Rabbit mAb (DME100120). Flow cytometry analysis with Anti-CEACAM5 (DM120) on HEK293 cells transfected with human CEACAM5(Blue) or irrelevant protein (Red) (left). Anti-CEACAM5 antibody(DM120) (DME100120) can bind His tagged protein (PME100071) in a linear range of 0.1-50 ng/ml (right).
此外，締碼已成功制備CEACAM5單B細胞種子庫，最快20天可實現(xiàn)更多CEACAM5先導抗體分子篩選，點擊了解更多締碼B細胞種子庫>>
4.3、CEACAM5參照抗體
Anti-CEACAM5 (labetuzumab biosimilar) mAb (BME100035)
Figure 5. Validation data of Anti-CEACAM5 (labetuzumab biosimilar) mAb (BME100035); Flow cytometry analysis with Anti-CEACAM5 (labetuzumab) on HEK293 cells transfected with human CEACAM5 (Blue) or HEK293 transfected with irrelevant protein(Red) (left). His tagged protein (PME100071) can bind Anti-CEACAM5 Neutralizing antibody(BME100035) in a linear range of 2.56-320 ng/ml (right).
4.4、CEACAM5抗體人源化服務
采用通用模板進行人源化，CEACAM5抗體親和力完全丟失；采用締碼人源化抗體庫進行篩選后，獲得比嵌合抗體親和力更高的克隆。
4.5、CEACAM5 CAR分子體外殺傷試驗
Figure 6. 24-hour in vitro killing test of CEACAM5 CAR T cells carrying humanized scFv constructs developed by DIMA. The results show that most of these CAR T cells effectively killed MKN-45 cells (naturally expressing CEACAM5) while not killing K562 cells (negative control). IL-2, TNF-α, and IFN-γ were detected 24 hours after the killing experiment at the effect target ratio of 3:1.
4.6、產(chǎn)品列表
參考文獻
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