? ? ? ?人類自然殺傷細胞(NK)可以通過其IgG-Fc受體靶向腫瘤抗原，與抗體Fc區(qū)相互作用識別癌細胞表面蛋白質。 ? ? ? ?目前，針對癌細胞抗原的單克隆抗體常被用來治療各種惡性腫瘤。NK細胞通過一種稱為抗體依賴細胞介導的細胞毒性(ADCC)作用殺死抗體結合的腫瘤細胞。本文主要介紹單克隆抗體如何介導人NK細胞發(fā)揮ADCC功能。
? ? ? ?單克隆抗體結構與ADCC作用
? ? ? ?單克隆抗體(mAbs)免疫療法廣泛應用于血液瘤和實體瘤，這種療法的意義在于它們對腫瘤細胞的直接和間接作用，分別由抗體的抗原結合片段(Fab)和片段結晶區(qū)(Fc區(qū))發(fā)揮作用（圖1）。 ? ? ? ?Fab可以以激動或拮抗的方式調節(jié)腫瘤細胞表面標記物的功能，而Fc區(qū)域可以被白細胞上的Fc受體(FcR)識別，通過該受體可以激發(fā)各種效應功能，包括抗體依賴的細胞介導的細胞毒性(ADCC)作用。這一過程是自然殺傷(NK)細胞的關鍵殺傷機制。 ? ? ? ?這些人體內的先天淋巴細胞只能通過IgG-Fc受體CD16A (FcγRIIIA)識別與腫瘤結合的抗體。CD16A的兩個等位基因以較低或較高的親和力與IgG結合。據(jù)報道，CD16A高親和力等位基因的純合癌癥患者對各種惡性腫瘤的單抗治療有顯著更好的反應。研究表明，單抗治療效果與CD16A的高親和力結合呈正相關，通過修飾抗體的Fc部分可以增強NK細胞靶向腫瘤抗原。 圖1. 單克隆抗體結構 ? ? ? ?市場上有超過100種單克隆抗體(mAbs)被用作癌癥免疫療法，它們具有多種作用機制，包括檢查點抑制劑、靶向輻射或毒素、阻斷細胞生長和誘導白細胞效應功能等。超過30種FDA批準的單克隆抗體均靶向各種腫瘤抗原。 ? ? ? ?第一個用于治療癌癥的單克隆抗體療法是利妥昔單抗(Rituximab)，現(xiàn)在仍被廣泛使用。這種治療性的單抗能識別CD20，大大提高了B細胞惡性腫瘤患者的生存率，包括非霍奇金淋巴瘤(NHL)和濾泡性淋巴瘤。接受環(huán)磷酰胺、阿霉素、長春新堿和潑尼松(CHOP)標準化療的濾泡性淋巴瘤患者4年總生存期為69%，而在接受CHOP聯(lián)合美羅華（利妥昔單抗注射液）治療的患者中，這一比例上升至91%(R-CHOP)（圖2）。 圖2. CHOP標準化療聯(lián)合美羅華治療效果 ? ? ? ?抗體依賴細胞介導的細胞毒性(ADCC)作用在利妥昔單抗治療中發(fā)揮了主要作用。這一作用主要由自然殺傷細胞(NK)介導，自然殺傷細胞是天然免疫系統(tǒng)的淋巴細胞，它在機體中尋找轉化和病毒感染的細胞。NK細胞的ADCC是由CD16A介導的，CD16A是一種由FCRG3A編碼的片段可結晶(Fc)受體(FcR)，可與IgG結合。 ? ? ? ?表達CD16A的NK細胞是外周血中的主要亞群（約90%），是增強內源性NK細胞介導的ADCC作用的主要細胞群體（圖3）。改善NK細胞介導的ADCC的機制已被證明可以提高依賴這一過程清除腫瘤的治療效果。有幾種方法旨在提高CD16A與單克隆抗體之間的結合親和力，包括通過氨基酸取代或糖工程直接修飾單克隆抗體，以及修飾Fc受體。 圖3. 人外周血自然殺傷(NK)細胞亞群流式分析
? ? ? ?NK細胞——細胞毒性淋巴細胞
? ? ? ?在單抗治療中，NK細胞是介導抗腫瘤ADCC作用的驅動免疫細胞（圖4）。它們占人循環(huán)淋巴細胞的5-20%，NK細胞不表達T細胞受體。一小部分循環(huán)NK細胞表達高水平的CD56，稱為CD56bright，被認為是不成熟的NK細胞，這些細胞在受到刺激時主要釋放促炎細胞因子。成熟的NK細胞(CD56dim)利用多種活化受體直接附著并殺死靶細胞，這一過程稱為自然細胞毒性。 ? ? ? ?在細胞表面結合的IgG抗體存在下，NK細胞通過FcR間接識別靶細胞，導致ADCC。這些細胞溶解事件由NK細胞和靶細胞之間的界面上形成的溶解突觸啟動。NK細胞中的F-肌動蛋白在突觸積聚，溶解顆粒沿微管組織中心向目標細胞極化，隨后將其內容物(包括穿孔素和顆粒酶B)排出。 圖4. ADCC作用示意圖
? ? ? ?Fc受體的分布情況
? ? ? ?在人體中，有三類Fc受體(FcγRs)可以結合IgG：FcγRI (CD64)、FcγRII (CD32)、FcγRIII (CD16)。 ? ? ? ?白細胞表達的FcγR誘導其激活(CD64、CD32A、CD32C、CD16A和CD16B)或抑制(CD32B)來調節(jié)免疫反應和信號閾值。促炎和抗炎細胞因子可以調節(jié)細胞表面FcγRs的水平。對于CD64，人類基因組包含三個高度同源的FCGR1家族成員(FCGR1A，F(xiàn)CGR1B和FCGR1C)；然而，只有FCGR1A編碼的功能性FcγR，能夠與IgG1和IgG3結合。 ? ? ? ?CD64由單核細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞表達，由激活的中性粒細胞上調。在結合免疫復合物或抗體調理細胞后，CD64通過與FcεR1γ的結合誘導細胞活化，從而產(chǎn)生進一步的吞噬和抗原呈遞。作為人體中唯一高親和力FcγR，CD64與IgG單體結合的親和力比其他FcγRs高一到兩個數(shù)量級。白細胞活化后，由內而外的信號傳導進一步提高了CD64與IgG結合的親和力。例如，在中性粒細胞或單核細胞的細胞因子刺激過程中，CD64通過細胞骨架重排和蛋白磷酸酶1（PP1）的產(chǎn)生在細胞膜上形成更多的簇。
? ? ? ?總結
? ? ? ?單克隆抗體作為現(xiàn)代生物制藥中最大的類別之一，每年處于持續(xù)增長中，隨之也出現(xiàn)了對單抗療法的耐受性，對藥物機制的深入研究有助于揭示耐受機理。 ? ? ? ?最近的研究表明，可通過修飾Fab和Fc區(qū)來解決對mAb療法的耐受。對于后者，這涉及到各種類型的Fc工程來改變糖基化和氨基酸殘基來增強ADCC作用。另一種方法，則是利用增強的FcγRs工程NK細胞間接優(yōu)化單克隆抗體療效。 ? ? ? ?相信隨著對單抗藥物機制和腫瘤耐藥性的進一步研究，免疫療法和靶向藥物將提供多樣化的組合選擇，防止腫瘤逃逸變異，并實現(xiàn)持久治療。 ? ? ? ?原創(chuàng)內容未經(jīng)授權，禁止轉載至其他平臺。
參考文獻： Dixon K J, Wu J, Walcheck B. Engineering Anti-Tumor Monoclonal Antibodies and Fc Receptors to Enhance ADCC by Human NK Cells[J]. Cancers, 2021, 13(2): 312. Fisher R I, LeBlanc M, Press O W, et al. New treatment options have changed the survival of patients with follicular lymphoma[J]. Journal of Clinical Oncology, 2005, 23(33): 8447-8452. Poli A, Michel T, Thérésine M, et al. CD56bright natural killer (NK) cells: an important NK cell subset[J]. Immunology, 2009, 126(4): 458-465. Van der Horst H J, Nijhof I S, Mutis T, et al. Fc-Engineered Antibodies with Enhanced Fc-Effector Function for the Treatment of B-Cell Malignancies[J]. Cancers, 2020, 12(10): 3041. |
