納米抗體,免疫療法導(dǎo)致結(jié)腸炎的終結(jié)者?
2024年1月4日,美國(guó)密歇根大學(xué)等的研究團(tuán)隊(duì)在《Science》期刊發(fā)表了題為“Microbiota-dependent activation of CD4+ T cells induces CTLA-4 blockade–associated colitis via Fcγ receptors”的文章。該研究表明:腸道微生物群在ICB(immune checkpoint blockade,免疫檢查點(diǎn)阻斷)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎中起關(guān)鍵作用,抗CTLA-4抗體治療的小鼠中,產(chǎn)生IFNγ的CD4+ T細(xì)胞活化,F(xiàn)cγ受體信號(hào)導(dǎo)致的外周Treg細(xì)胞減少,驅(qū)動(dòng)了腸道炎癥。缺乏Fc結(jié)構(gòu)域的抗CTLA-4納米抗體可以在不引發(fā)結(jié)腸炎的情況下促進(jìn)抗腫瘤反應(yīng)。
免疫檢查點(diǎn)抑制劑可以刺激抗腫瘤免疫,但也可能引發(fā)免疫相關(guān)不良事件(irAEs)。結(jié)腸炎是一種常見且嚴(yán)重的irAE,可導(dǎo)致治療中斷。然而在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的小鼠接受免疫檢查點(diǎn)抑制劑時(shí)很少出現(xiàn)強(qiáng)烈的結(jié)腸炎。故研究團(tuán)隊(duì)建立了雙重ICB(抗CTLA-4和抗PD-1抗體)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型,GF(Germ-free,無(wú)菌的)C57BL/6(WT)小鼠(這些小鼠腸道微生物群組成與SPF條件下飼養(yǎng)的小鼠存在差異)用SPF JAX小鼠(來(lái)自Jackson Laboratories(JAX)的SPF WT小鼠)或WildR小鼠(野生小鼠微生物群重建小鼠,使用來(lái)源于野生捕獲小鼠的參考腸道微生物群定殖的小鼠)菌群定殖,然后進(jìn)行雙重ICB治療。
研究結(jié)果表明WildR小鼠在接受雙重ICB注射后,糞便LCN-2(Lipocalin-2)表達(dá)水平升高,小鼠盲腸組織切片顯示嚴(yán)重的免疫病理學(xué)特征。SPF ICB小鼠和WildR ISO小鼠(用isotype antibodies處理的WildR小鼠)糞便中LCN-2的表達(dá)水平未發(fā)現(xiàn)明顯變化。GF C57BL/6小鼠和GF Rag1?/?小鼠(Rag1?/?小鼠缺乏功能性T、B淋巴細(xì)胞)在雙重ICB治療下定殖WildR微生物群。結(jié)果顯示W(wǎng)ildR C57BL/6小鼠在雙重ICB治療下會(huì)觸發(fā)結(jié)腸炎,而WildR Rag1?/?小鼠在雙重ICB治療后未引發(fā)結(jié)腸炎。(見圖1)
圖1. ICB可誘導(dǎo)攜帶野生小鼠微生物群的C57BL/6小鼠結(jié)腸炎
(文中所有圖片均來(lái)源于《Science》雜志)
然后,研究者比較了抗CTLA-4或PD-1的抗體在ICB驅(qū)動(dòng)的腸道炎癥發(fā)展中各自的貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)使用雙重ICB治療或單獨(dú)使用抗CTLA-4抗體治療WildR小鼠,表現(xiàn)出相似的腸道炎癥敏感性。單獨(dú)抗PD-1抗體治療的WildR小鼠沒有發(fā)展腸道炎癥。在用抗CTLA-4抗體治療后,腸道組織中產(chǎn)生IFNγ的CD4+ T細(xì)胞聚集。用IFNγ中和抗體治療后,ICB治療過程中的腸道炎癥顯著減輕。(見圖2)
圖2. 抗CTLA-4抗體引發(fā)IFNγ和CD4+ T細(xì)胞介導(dǎo)的結(jié)腸炎
有研究表明抗CTLA-4抗體對(duì)腫瘤內(nèi)Treg的消耗需要Fcγ受體參與,為了測(cè)試腸道中是否存在類似Fc依賴過程,研究者使用了FcRγ KO小鼠。結(jié)果表明抗CTLA-4抗體治療后,WildR FcRγ KO小鼠腸道幾乎無(wú)炎癥。抗CTLA-4抗體治療的WT小鼠中CD4+ T細(xì)胞的IFNγ、IL-17A表達(dá)增加,腸道中Foxp3+ Tregs和RORγt+ pTreg的百分比減少。(見圖3)
圖3. 抗CTLA-4抗體誘導(dǎo)的結(jié)腸炎需要Fcγ受體
考慮到抗CTLA-4抗體誘導(dǎo)結(jié)腸炎需要Fc-Fcγ受體相互作用,研究者假設(shè)缺乏Fc結(jié)構(gòu)域的納米體可用于CTLA-4阻斷治療,同時(shí)降低腸道irAEs的風(fēng)險(xiǎn),故使用了含有半衰期延長(zhǎng)物的抗CTLA-4 H11納米抗體(H11-HLE)。在WildR WT小鼠皮下接種MC38腺癌細(xì)胞,并使用抗CTLA-4抗體/H11-HLE/isotype。結(jié)果發(fā)現(xiàn)用抗CTLA-4抗體治療的小鼠顯示出腫瘤減小的趨勢(shì),但在治療過程中出現(xiàn)了結(jié)腸炎。使用H11-HLE的腫瘤接種小鼠顯示出與使用抗CTLA-4抗體治療的小鼠類似的抗腫瘤活性,但沒有結(jié)腸炎。同時(shí)使用抗CTLA-4抗體和抗PD-1抗體可以激發(fā)更強(qiáng)的抗腫瘤免疫反應(yīng),但也會(huì)增加irAEs的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度。研究者發(fā)現(xiàn):在WildR小鼠皮下注射CT26腫瘤細(xì)胞,用抗CTLA-4抗體和抗PD-1抗體治療的小鼠與用H11-HLE和抗PD-1抗體治療的小鼠相比,抗腫瘤反應(yīng)相似,腫瘤顯著減小,但只有使用抗CTLA-4抗體和抗PD-1抗體治療的小鼠發(fā)生結(jié)腸炎。(見圖4)
圖4. 抗CTLA-4納米抗體能刺激抗腫瘤免疫,但不會(huì)引發(fā)結(jié)腸炎
綜上,研究者證明了微生物群在ICB誘導(dǎo)的結(jié)腸炎中的重要作用。在WildR小鼠中,缺乏Fc結(jié)構(gòu)域的CTLA-4納米抗體具有與傳統(tǒng)抗CTLA-4抗體類似的刺激抗腫瘤免疫作用,而不會(huì)引發(fā)結(jié)腸炎。
云克隆開發(fā)了與該研究相關(guān)的靶標(biāo)產(chǎn)品,部分指標(biāo)節(jié)選如下:
指標(biāo)名 | 核心貨號(hào) | 指標(biāo)名 | 核心貨號(hào) |
CTLA-4 | B230 | IFNγ | A049 |
PD-1 | A751 | CD4 | B167 |
Lipocalin-2 | B388 | Foxp3 | B877 |
IL-17A | A063 | TCF-1 | G775 |
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