在慢性淋巴细胞白血病等血液癌症中，B细胞会失控增殖，发展为肿瘤细胞。1997年，首款抗CD20的治疗性单克隆抗体（mAb）利妥昔单抗（rituximab）获批，为B细胞相关恶性肿瘤带来了革命性的免疫疗法。CD20是一种在大多数B细胞中表达的细胞表面受体，而这类mAb能够与CD20受体特异性结合，改变CD20的纳米级结构，从而激活细胞毒性，杀伤癌变的B细胞。
此后近三十年间，更多的治疗性mAb相继问世，在相关癌症的临床治疗中有着广泛的应用。但
这类mAb是如何与内源性CD20结合的？这样的结合如何激活免疫细胞对失控B细胞的杀伤？
对于这一系列问题，科学家们至今仍知之甚少。
在近期的《科学》杂志中，德国维尔茨堡大学Markus Sauer教授领导的团队找到了这个长期谜题的答案。研究团队开发了一项全新的高时空分辨率荧光成像技术LLS-TDI-DNA-PAINT，
首次在分子分辨率上揭示了抗体与肿瘤细胞靶点的相互作用。通过这项技术，研究团队推翻了治疗性mAb的当前分类，为免疫疗法的开发提供了新的指导。
为了实现这一观测目标，首先需要找到高时空分辨率的超分辨率荧光成像方法。为此，研究团队在传统纳米级拓扑成像（DNA-PAINT）的基础上，在末端标记了两个相同的荧光团，这样的改变有助于实现更高的观测浓度，将2D成像速度相较于传统的DNA-PAINT提升了约15倍。接下来，为了以分子分辨率实现全细胞的快速3D成像，
研究团队将双染料成像DNA-PAINT（TDI-DNA-PAINT）与晶格光片（LLS）显微镜相结合，最终得以在时空维度解析mAb与CD20在活体B细胞中的实时相互作用。
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LLS-TDI-DNA-PAINT技术能够实现Raij B细胞上抗体的可视化，并且揭示了Raij B细胞与抗体结合后形成的“刺猬状”（图片来源：Arindam Ghosh/维尔茨堡大学）
建立了这项技术后，研究团队对从淋巴瘤患者中分离建立的Raji B细胞进行了分析。作者将这些Raji细胞分别与包括利妥昔单抗在内，4种靶向CD20分子的治疗性mAb中的一种相结合。结果，
这4种抗体都会交联细胞膜上的CD20分子，导致抗体的局部高度积聚，从而激活补体系统，开启免疫系统对细胞的杀伤。
接下来的发现，则是向治疗性mAb的分类发起了挑战。传统观点认为，这些mAb被分为I型和II型，它们与CD20不同的抗原表位相结合，其中I型mAb结合CD20的数量是II型mAb的两倍，并且能更有效地招募补体。
但利用最新的工具，研究团队却发现，CD20不仅与利妥昔单抗等I型mAb交联，还在更高浓度下与II型mAb交联，
这两种mAb在机制上并没有明显的差异，说明目前的mAb分类无法合理维持。
▲CD20与治疗性mAb的相互作用示意图
（图片来源：参考资料[1]）
研究还发现，
这些mAb都会与位于膜上特定位置的CD20交联，这些分子位于细胞膜上被称为“微绒毛”的微米尺度突起上。
活细胞成像表明，B细胞在与mAb结合后，以浓度依赖性方式极化，此时伸展的微绒毛也稳定了下来。由于这些微绒毛位于极化细胞的一侧，此时的
B细胞呈现出有趣的“刺猬”形态。
研究团队猜测，这些“刺猬”形态的B细胞可能激活了免疫系统中的巨噬细胞和自然杀伤细胞。
▲图片与视频展示了
Raij B细胞与
mAb结合后，形成“刺猬状”
（来源：参考资料[1]）
综上，这项研究不仅加深了我们对抗CD20抗体作用机制的理解，还可能对未来癌症免疫疗法的开发产生深远影响。通过揭示抗体与B细胞相互作用的细节，科学家们或许能设计出更有效的治疗策略。此外，这项研究还展示了先进显微镜技术在解析分子水平细胞过程中的潜力。
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