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就看最近几年的话,抗体偶联药物(ADC)可以说是癌症精准治疗领域“最亮的星”之一,颇有点要取代既往靶向治疗和免疫治疗,站上舞台C位的意思,但不知道各位有没有想过,ADC类药物搭载的载荷还有可能不局限于细胞毒性药物,再玩出更多花活吗?奇点糕倒是一直有这样的期待,但没想到期待转化成现实的脚步,还真就这么快。
近日
在
Nature Cancer
期刊上,得克萨斯大学MD安德森癌症中心团队就报告了一种全新药物——“抗体偶联毒素”(antibody–toxin conjugate,ATC)的设计思路和作用机制[1],这种ATC可以说是兼ADC和免疫治疗的长处于一身,
即利用抗体精准投放一种特殊的毒素载荷,激活巨噬细胞来吞噬癌细胞,再将肿瘤抗原交叉呈递给T细胞激活抗肿瘤免疫应答。
研究者们设计的
ATC名为CD47-LLO,即抗体部分靶向经典的巨噬细胞“别吃我”信号CD47,LLO则是指细菌毒素载荷李斯特菌溶血素O(LLO),它可在吞噬溶酶体中形成β-桶状通道,将被巨噬细胞吞噬的癌细胞组分释放到胞质中,启动抗原呈递过程,并激活cGAS-STING通路将巨噬细胞转变为有利抗癌的促炎性表型,成为CD47-LLO助力免疫治疗的核心机制。
论文首页截图
更好地激活免疫应答,可以说是各种癌症创新治疗手段的通用“终极目标”,而实现目标的路径有很多,MD安德森癌症中心团队的出发点,其实是激活巨噬细胞等抗原呈递细胞(APCs)内的cGAS-STING通路,为此就需要让cGAS感知到胞质内的肿瘤抗原,但很多时候,包括抗原在内的癌细胞组分被巨噬细胞一口吞下后,就在吞噬溶酶体中不出来了。
这也就是研究者们请出
毒素载荷LLO的原因,它具有在吞噬溶酶体上打开通道的能力,也被证实可激活巨噬细胞等髓系细胞的cGAS-STING通路
[2],而选用的抗CD47抗体也可能进一步增强抗原释放[3]。基于这些考量,研究者们成功制备得到了ATC即CD47-LLO,毒素/抗体偶联比为1:1。初步测试显示,CD47-LLO并不会诱导细胞凋亡或巨噬细胞坏死,也不会直接诱导癌细胞凋亡,其活性也局限于巨噬细胞的吞噬溶酶体,符合设计预期。
CD47-LLO的制备、纯化过程和理论上的起效机制
那么CD47-LLO能否按预期的作用机制,有效激活抗肿瘤免疫应答呢?
实验首先显示,
CD47–LLO处理显著增强了巨噬细胞和树突状细胞对乳腺癌细胞的吞噬作用,且CD86表达阳性的促炎性巨噬细胞明显增多,巨噬细胞向T细胞交叉呈递抗原的能力也大幅提升
;透射电镜和细胞影像分析表明,CD47–LLO处理确实使巨噬细胞内的吞噬溶酶体膜出现破裂,让内部物质
(以金纳米颗粒示踪剂反映)
进入细胞质,同样符合设计时的预期。
CD47–LLO处理增强了巨噬细胞的吞噬作用和抗原交叉呈递能力,且作用机制符合预期
在小鼠实验中,浸润到乳腺肿瘤的TAMs不仅数量增多,且磷酸化STING表达明显上调,说明CD47–LLO处理让吞噬溶酶体内物质被释放到胞质,也确实激活了cGAS-STING通路,随之而来的就是IFN-α、IFN-β和肿瘤坏死因子(TNF)等关键促炎性细胞因子分泌增多,它们就会募集来更多CD4/CD8阳性T细胞,显著增强肿瘤部位的免疫应答。
CD47–LLO可有效激活cGAS-STING通路,增强抗肿瘤免疫应答
此外,转录组学分析表明CD47–LLO可能还有“意外之喜”:对免疫细胞组分的分析显示,CD47–LLO处理使肿瘤内出现了一个颇为独特的巨噬细胞亚群,该亚群以高表达中性粒细胞趋化、淋巴细胞招募激活、抗原呈递等过程的相关基因为特征,同时还有Toll样受体信号等通路的富集,用论文里的话说,它们“在先天免疫和适应性免疫之间搭起了桥梁”。
最后研究者们证实,
CD47–LLO能在多种实体瘤中与PD-1抑制剂治疗实现协同增效,对大部分荷瘤小鼠甚至可实现完全根除肿瘤
,并有效抑制远处转移,而这种激活免疫应答的效应也同时依赖于巨噬细胞和CD8阳性T细胞存在,那说CD47–LLO可能会成为免疫治疗的好帮手,一点毛病都没有吧
CD47–LLO与免疫治疗协力抗癌