CD20：狂奔中的“战马”，新型药研发从未停歇！

2022年8月23日，国家药品监督管理局（NMPA）正式批准神州细胞公司，新型抗CD20单抗瑞帕妥单抗（Ripertamab）上市，也是国产第一款自主研发的全新型抗CD20单抗，用于非霍奇金淋巴瘤（NHL）的治疗。瑞帕妥单抗是一款结构优化、安全升级的新型抗CD20单抗，选用中国人血细胞提取的最常见天然IgG1同种异型G1m（1,17）。与进口利妥昔单抗相比，国产瑞帕妥单抗在CH1区第219位的氨基酸是缬氨酸，而利妥昔单抗则为丙氨酸。使得瑞帕妥单抗在不损失药物有效性的前提下，却拥有更好的临床安全性，可显著降低不良反应的发生率 ^[1]。陆续研究证实抗CD20疗法还与COVID-19病程有关，新冠病毒依然在全球肆虐，极其可能为CD20单抗药及研究带来长期的增长。作为全球第一款治疗肿瘤的单抗，国内外CD20市场竞争激烈，尤其是抗CD20单抗，其临床项目达到100多款。目前，CD20已上市或III期临床的产品接近50余款，包括新型CD20单抗药、生物类似药物、双特异性抗体、小分子化药等创新药。CD20犹如狂奔中的“战马”，新型药研发从未停歇！

1. 什么是CD20?

2. CD20相关的调节机制

• 2.1 CD20与B细胞抗原受体
• 2.2 CD20与钙离子信号传导
• 2.3 抗CD20单抗与B细胞淋巴瘤

3. 靶向CD20的治疗方式有哪些？

4. CD20生物药汇总

 

1. 什么是CD20?

CD20是位于B细胞上的一种非糖基化磷蛋白，主要在前B细胞到成熟B细胞阶段表达。CD20分子属疏水、4次跨膜蛋白，由297个氨基酸残基组成，相对分子质量（Mr）约为33×10³。CD20的表达在不同的B细胞恶性肿瘤之间是高度可变的 ^[2-3]。CD20的分子功能与B细胞受体（BCR）的信号传导倾向有关。CD20被证明与B细胞上的其他多种表面蛋白（如CD40、CD53、CD81和CD82）相互作用。有研究表明，一些表观遗传因子（EZH2、HDAC1/2、HDAC6、Sin3A-HDAC1复合物）和转录因子（USF、OCT1/2、PU.1、PiP、ELK1、ETS1、SP1、NFκB、FOXO1、SMAD2/3）也可调节CD20的表达 ^[4-6]。大量研究已证实CD20是人类B淋巴细胞表面特异性分子标记物，对B淋巴细胞的增殖和分化具有调节作用。绝大部分的B淋巴细胞瘤都有CD20的表达，CD20分子易与抗体结合，且结合后不易脱落、不内化，成为治疗B细胞淋巴瘤的理想靶抗原。目前，抗CD20单克隆抗体是治疗B细胞淋巴瘤（B-cell non-Hodgkin’s lymphoma）的重要靶向药（图1） ^[4]！

图1. 抗CD20单克隆抗体是治疗BCL的重要靶向药 ^[4]

 

2. CD20相关的调节机制

2.1 CD20与B细胞抗原受体

CD20在B淋巴细胞表面以寡聚体形式存在，现有实验证明CD20在B细胞表面形成的是四聚体。CD20与B细胞抗原受体（B cell antigen receptor，BCR）的膜型IgM（sIgM）存在相互作用已被被证实，B细胞活化后，BCR-CD20复合物会解离，磷蛋白、钙调素结合蛋白会暂时被招募到CD20，从而参与胞内信号的传导 ^[2-4]。

2.2 CD20与钙离子信号传导

钙离子流动对细胞的生物学功能有重要影响。钙池可调控钙离子进人（store-operated calcium entry，SOCE），主要是通过钙离子释放激活钙离子（calcium-release-activatedcalcium，CRAC）通道来提高细胞内的钙离子浓度，是淋巴细胞提高胞内钙离子浓度的主要方式。越来越多的证据表明CD20参与了SOCE，CD20对于胞内钙离子浓度有重要的调节作用，而SOCE所引起钙离子流的强度和持续时间，将影响受体与抗原结合后细胞的功能 ^[6-8]。

2.3 抗CD20单抗与B细胞淋巴瘤

抗CD20单克隆抗体可以杀死B细胞来源的肿瘤，大量证据表明，抗CD20单克隆抗体与三种作用机制有关，即抗体依赖性细胞毒性（ADCC）、补体依赖性细胞毒性（CDC）和抗体与CD20分子结合引起的直接效应，包括抑制细胞生长、改变细胞周期和细胞凋亡。ADCC是指涂有抗CD20的B细胞通过一种基于细胞的机制被杀死。CDC是指补体膜攻击复合物在细胞表面组装起来。除在正常B细胞中表达外，CD20还在B细胞来源的淋巴瘤、白血病等的肿瘤细胞表达，以及涉及免疫疾病和炎症疾病的B细胞中表达，所以，CD20抗原成为淋巴癌、白血病和某些自体免疫等疾病治疗的目标靶点 （图2）^{[3, 9-12]}。

图2. 抗CD20单抗抗肿瘤调节作用 ^[3]

 

3. 靶向CD20的治疗方式有哪些？

靶向CD20的治疗的药物，主要有三种形式，抗CD20单克隆抗体、CAR-T和双特异性抗体。众多已上市和在研的生物制剂集中在CD20单克隆抗体。根据人源化程度以及Fc片段修饰，抗CD20单抗可分为三代，其中第一代是以利妥昔单抗为代表的嵌合或者鼠源单抗，第二代是以奥法木单抗为代表的人源化单抗，第三代的抗CD20单抗以奥妥珠单抗为代表，其抗体的Fc片段经过了糖基化修饰 ^[13-15]。

第一代抗CD20治疗性单克隆抗体药利妥昔单抗，临床多用于联合治疗，特别是难治愈和复发性的淋巴瘤，常用的联合用药方式是R-CHOP，即利妥昔单抗、环磷酰胺、阿霉素、长春新碱、和泼尼松联合使用；第二代抗CD20单抗包括Ofatumumab、Veltuzumab和Ocrelizumab等，降低了第一代抗体的免疫原性，如Ofatumumab能有效诱导利妥昔单抗抵抗的细胞和CD20低表达的恶性B细胞的补体依赖性细胞毒性；第三代单抗奥滨尤妥珠Obinutuzumab，通过糖基化修饰抗体Fc片段，增强靶点结合力，使得ADCC效应增强 ^[13-15]。

 

4. CD20生物药汇总

来自Synapse数据统计显示，全球共有184种针对CD20的生物制剂处于临床开发阶段（表1）。全球已上市约26款抗CD20单抗。国内有3款抗CD20单抗获批，来自复宏汉霖的汉利康、信达生物的达伯华，以及最近获批的神州细胞的瑞帕妥单抗（SCT400）。此外，正大天晴、华兰生物、优科生物、恒瑞医药、诺诚健华、海正药业、深圳信立泰、上海生物制品研究所、AbbVie、Roche、Vaccinex、Immunomedics等国内外企业都在布局抗CD20单抗药物。抗CD20抗体三代的较量正处于火热阶段，更多创新药也蓄势待发，如CD20的双抗、ADC、CAR-T等等！

药物	靶点	作用机制	药物类型	在研适应症	在研机构	最高研发状态
Ripertamab 瑞帕妥单抗	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	弥漫性大B细胞淋巴瘤；非霍奇金淋巴瘤	神州细胞工程有限公司	批准上市
Mosunetuzumab	CD20 | CD3	CD20抑制剂 | CD3抑制剂	双特异性抗体	滤泡性淋巴瘤；弥漫性大B细胞淋巴瘤；B细胞淋巴瘤；非霍奇金淋巴瘤；B细胞慢性淋巴细胞白血病	罗氏(中国)投资有限公司; Roche Registration GmbH	批准上市
Ocrelizumab 奥瑞珠单抗	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	多发性硬化症；慢性进行性多发性硬化；复发-缓解型多发性硬化；桥本脑炎	F. Hoffmann-La Roche Ltd.; Genentech, Inc.; Roche Holding AG	批准上市
Rituximab/Hyaluronidase 利妥昔单抗/透明质酸酶	CD20 | Hyaluronic acid	CD20抑制剂	单克隆抗体 | 酶	B细胞慢性淋巴细胞白血病；弥漫性大B细胞淋巴瘤；滤泡性淋巴瘤	Roche Holding AG; Genentech, Inc.; Halozyme Therapeutics, Inc.	批准上市
Obinutuzumab 奥妥珠单抗	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	滤泡性淋巴瘤；非霍奇金淋巴瘤；B细胞慢性淋巴细胞白血病；边缘区B细胞淋巴瘤；系统性红斑狼疮；肾病；膜性肾小球肾炎；肾小球肾炎；狼疮性肾炎；弥漫性大B细胞淋巴瘤；结直肠癌；巨球蛋白血症；B细胞淋巴瘤；淋巴浆细胞性淋巴瘤；移植物抗宿主病；中枢神经系统肿瘤；套细胞淋巴瘤；淋巴瘤；肾细胞癌；实体瘤；肾病综合征	上海罗氏制药有限公司; Genentech, Inc.; Biogen, Inc.; Chugai Pharmaceutical Co., Ltd.; Nippon Shinyaku Co., Ltd.	批准上市
Ofatumumab 奥法妥木单抗	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	复发-缓解型多发性硬化；多发性硬化症；淋巴细胞白血病；B细胞慢性淋巴细胞白血病	Novartis Pharma AG; GSK Plc; Novartis AG; Novartis Pharmaceuticals Corp.; Genmab A/S; Novartis Ireland Ltd.	批准上市
Ibritumomab Tiuxetan 替伊莫单抗	CD20	CD20抑制剂	治疗用放射药物 | 放射标记抗体 | 单克隆抗体	套细胞淋巴瘤；非霍奇金淋巴瘤	Acrotech Biopharma LLC; CASI Pharmaceuticals, Inc.; Spectrum Pharmaceuticals, Inc.; Mundipharma KK	批准上市
Rituximab 利妥昔单抗	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	淋巴细胞白血病；血小板减少性紫癜；肾移植排斥反应；肝移植排斥反应；肾病综合征；血管炎；结节性多动脉炎；肉芽肿伴多血管炎；显微镜下多血管炎；B细胞慢性淋巴细胞白血病；类风湿关节炎；弥漫性大B细胞淋巴瘤；天疱疮；系统性硬皮病；滤泡性淋巴瘤；B细胞淋巴瘤；非霍奇金淋巴瘤；伯基特淋巴瘤；霍奇金淋巴瘤；多发性骨髓瘤	Roche Holding AG; 上海罗氏制药有限公司; IDEC Pharmaceuticals Corp.; Chugai Pharmaceutical Co., Ltd.; Genentech, Inc.; Cipla Ltd.; F. Hoffmann-La Roche Ltd.; Roche Pharma (Schweiz) AG	批准上市
304 (3SBio)	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	非霍奇金淋巴瘤	三生制药集团	申请上市
Epcoritamab	CD20 | CD3	CD20定向的溶细胞作用 | CD3抑制剂 | CD20抑制剂	双特异性抗体	弥漫性大B细胞淋巴瘤；大B细胞淋巴瘤；滤泡性淋巴瘤；血液肿瘤	AbbVie, Inc.; 艾伯维医药贸易（上海）有限公司; Genmab A/S; Genmab MN, Inc.; Vetter Pharma-Fertigung GmbH & Co. KG	申请上市
Glofitamab	CD20 | CD3	抗体依赖的细胞毒作用 | CD3抑制剂 | CD20抑制剂	双特异性抗体	弥漫性大B细胞淋巴瘤；滤泡性淋巴瘤；非霍奇金淋巴瘤；淋巴瘤；B细胞淋巴瘤	Roche Holding AG; F. Hoffmann-La Roche Ltd.; 罗氏(中国)投资有限公司; Genentech, Inc.; Hoffmann-La Roche, Inc.	申请上市
Ublituximab	CD20	CD20抑制剂	单克隆抗体	复发-缓解型多发性硬化；多发性硬化症；弥漫性大B细胞淋巴瘤；滤泡性淋巴瘤；套细胞淋巴瘤；边缘区B细胞淋巴瘤；B细胞慢性淋巴细胞白血病；非霍奇金淋巴瘤；视神经脊髓炎；自身免疫性疾病；肿瘤	TG Therapeutics, Inc.; Ildong Pharmaceutical Co., Ltd.	申请上市

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表1. 数据来源：Synapse部分

为鼎力协助各药企针对CD20在淋巴癌、白血病和某些自体免疫等疾病治疗领域上的研发，CUSABIO现有CD20活性蛋白产品（Code：CSB-MP015007HU），助力您在CD20机制方面的研究或其潜在临床价值的探索（点击查看CD20全系列产品）。

Recombinant Human B-lymphocyte antigen CD20(MS4A1)-VLPs (Active)

High Specifity Validated
by WB

CSB-MP015007HU is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.

Bioactivity Validated
by Functional ELISA.

Immobilized human CD20 at 2 μg/ml can bind Anti-CD20 recombinant antibody (CSB-RA015007A1HU), the EC50 is 3.243-7.085 ng/mL.

Correct Structure Validated
by TEM

The presence of VLP-like structures was confirmed by TEM

LC-MS/MS Analysis

Based on the SEQUEST from database of Mammalian Cell host and target protein, the LC-MS/MS Analysis result of CSB-MP015007HU could indicate that this peptide derived from Mammalian Cell-expressed Homo sapiens (Human) CD20.

Based on the SEQUEST from database of Mammalian Cell host and target protein, the LC-MS/MS Analysis result of CSB-MP015007HU could indicate that this peptide derived from Mammalian Cell-expressed Homo sapiens (Human) CD20.

 

CD20 ( MS4A1) Antibodies

ELISA

MS4A1 Monoclonal Antibody
(CSB-RA015007A1HU)

ELISA

MS4A1 Monoclonal Antibody
(CSB-RA015007MA3HU)

ELISA

MS4A1 Monoclonal Antibody
(CSB-RA015007MA3HU)

WB

MS4A1 Antibody
(CSB-PA015007LA01MO)

WB

MS4A1 Antibody
(CSB-PA001433)

WB

MS4A1 Antibody
(CSB-PA006161)

IHC

MS4A1 Antibody
(CSB-PA015007DSR2HU)

IHC

MS4A1 Antibody
(CSB-PA015007DSR2HU)

IHC

MS4A1 Monoclonal Antibody
(CSB-MA000204)

 

参考文献：

[1] Shi, Yuankai, et al. "Comparison of efficacy and safety of ripertamab (SCT400) versus rituximab (Mabthera®) in combination with CHOP in patients with previously untreated CD20‐positive diffuse large B‐cell lymphoma: A randomized, single‐blind, phase III clinical trial." Hematological Oncology (2022).

[2] Wu, Xin, et al. "The Efficacy and Safety of Anti-CD20 Antibody Treatments in Relapsing Multiple Sclerosis: A Systematic Review and Network Meta-analysis." CNS drugs (2022): 1-16.

[3] Schilhabel, Anke, et al. "CD20 Expression as a Possible Novel Prognostic Marker in CLL: Application of EuroFlow Standardization Technique and Normalization Procedures in Flow Cytometric Expression Analysis." Cancers 14.19 (2022): 4917.

[4] Pavlasova, Gabriela, and Marek Mraz. "The regulation and function of CD20: an “enigma” of B-cell biology and targeted therapy." Haematologica 105.6 (2020): 1494.

[5] Shree, Tanaya, et al. "CD20-targeted therapy ablates de novo antibody response to vaccination but spares preestablished immunity." Blood cancer discovery 3.2 (2022): 95-102.

[6] Cree, Bruce AC. "All anti-CD20 monoclonal antibodies have similar efficacy and safety risks: Yes." Multiple Sclerosis Journal 28.12 (2022): 1843-1844.

[7] Schuster, Stephen J., et al. "Characterization of CD20 expression loss as a mechanism of resistance to mosunetuzumab in patients with relapsed/refractory B-cell non-Hodgkin lymphomas." (2022): 7526-7526.

[8] Walshe, Claire A., et al. "Induction of cytosolic calcium flux by CD20 is dependent upon B Cell antigen receptor signaling." Journal of Biological Chemistry 283.25 (2008): 16971-16984.

[9] Liu, Jinny L., et al. "Selection and characterization of single domain antibodies against human CD20." Molecular Immunology 78 (2016): 146-154.

[10] Schneider, Dina, et al. "Trispecific CD19-CD20-CD22–targeting duoCAR-T cells eliminate antigen-heterogeneous B cell tumors in preclinical models." Science Translational Medicine 13.586 (2021): eabc6401.

[11] Grandjean, Capucine L., et al. "Imaging the mechanisms of anti-CD20 therapy in vivo uncovers spatiotemporal bottlenecks in antibody-dependent phagocytosis." Science Advances 7.8 (2021): eabd6167.

[12] Pozzo, Federico, et al. "SF3B1-mutated chronic lymphocytic leukemia shows evidence of NOTCH1 pathway activation including CD20 downregulation." haematologica 106.12 (2021): 3125.

[13] Goldenberg, David M., and Robert M. Sharkey. "Sacituzumab govitecan, a novel, third-generation, antibody-drug conjugate (ADC) for cancer therapy." Expert Opinion on Biological Therapy 20.8 (2020): 871-885.

[14] Asano, Teizo, et al. "Epitope mapping of an anti-CD20 monoclonal antibody (C20Mab-60) using the HisMAP method." Monoclonal antibodies in immunodiagnosis and immunotherapy 40.6 (2021): 243-249.

[15] Luo, Chengxin, et al. "Efficacy and safety of new anti-CD20 monoclonal antibodies versus rituximab for induction therapy of CD20+ B-cell non-Hodgkin lymphomas: A systematic review and meta-analysis." Scientific reports 11.1 (2021): 1-14.