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Immunity | AAV和单克隆抗体组合实现长期耗竭特定细胞

BioArt · 公众号 · 生物 · 2025-01-21 08:42

正文

撰文丨雪月

在过去的几十年里，技术进步多次重新定义了生物医学研究的方式。例如在免疫学领域，单克隆抗体的出现开启了一个新的时代。除了作为检测试剂被广泛使用外，单克隆抗体在基础研究中的一个关键应用是选择性耗竭实验动物体内的特定细胞类型。因此，基于单克隆抗体的耗竭方法至今仍被广泛用于研究各种生物过程中不同淋巴细胞亚群的贡献。

然而，这种方法的主要局限在于其短暂性。抗体的半衰期以及从造血前体细胞中补充被耗竭的细胞群体，决定了实验干预的持续性长短。因此，对于那些内在高更新率的细胞类型，有效的长期耗竭可能需要在整个实验期间短间隔地多次重新注射单克隆抗体。这不仅昂贵且给研究人员带来不便。此外，反复注射还有可能影响动物福利，并且在某些情况下（例如高防护实验设施中）可能无法实施。

近日，瑞士巴塞尔大学的Daniel D. Pinschewer 团队在Immunity 上发表题为 Durable lymphocyte subset elimination upon a single dose of AAV-delivered depletion antibody dissects immune control of chronic viral infection 的文章。该文章介绍了一种基于腺相关病毒（adeno-associated viral AAV）介导的持久性抗体耗竭技术，展示了其在长期耗竭特定淋巴细胞亚群、研究免疫细胞功能及病毒感染控制中的优势和应用。

作者开发基于AAV的抗体耗竭工具，AAV被改造为携带特定的抗体基因，目标抗体通常针对淋巴细胞表面标志物（如CD4、CD8、CD20、NK1.1等）。为了表达完整的抗体，病毒携带了编码抗体重链和轻链的基因。抗体被设计为鼠IgG2a格式，以增强抗体依赖性细胞毒作用（ADCC）和降低免疫原性。接下来注射到小鼠体内，通过流式细胞术验证抗体表达和目标细胞耗竭的持久性。将耗竭的AAV与传统的单克隆抗体耗竭和基因工程小鼠模型对比分析。单次注射AAV载体能够持久地耗竭目标淋巴细胞子集（如CD4+ T细胞、CD8+ T细胞或B细胞），且与传统抗体耗竭相比，无需重复给药，同时避免了基因工程小鼠的发育性缺陷问题（如边缘区缺失）。

接下来作者在病毒感染小鼠中验证AAV的耗竭效果。作者在急性或慢性淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染模型中，分别注射不同类型的耗竭AAV（如AAV-aCD4、AAV-aCD8等），随后检测病毒载量和T细胞应答。在急性LCMV感染中，耗竭CD8+ T细胞的小鼠无法清除病毒，表明CD8+ T细胞在病毒清除中至关重要。在慢性感染中，单独耗竭B细胞的小鼠无法有效控制病毒，表明B细胞依赖机制对于控制病毒载量的初期抑制非常重要。

作者又进行了多重耗竭实验。作者联合使用两种耗竭AAV（如同时耗竭CD8+ T细胞和B细胞）分析其在急性和慢性感染中的作用，比较单一耗竭和联合耗竭的影响。在联合耗竭中，AAV技术能够有效地同时去除两种淋巴细胞子集。在急性感染中，B细胞的耗竭不影响抗病毒的CD8+ T细胞反应，而CD8+ T细胞的耗竭则完全阻碍了病毒清除。

作者用这一系统进行阻断细胞因子信号。通过表达溶解性诱饵受体（如AAV-ST2-Fc）阻断IL-33对CD8+ T细胞的信号传递。结果显示AAV-ST2-Fc能够有效阻断IL-33信号，使得CD8+ T细胞的反应与IL-33基因敲除小鼠的效应类似，表明该技术可用于长效阻断细胞因子信号。

最后作者又验证组织内驻留T细胞的耗竭。在小鼠不同器官中验证耗竭AAV（如AAV-aCD8）是否能耗竭组织驻留记忆T细胞。分析显示AAV耗竭技术在大多数组织（如脾脏、肺、肝脏等）中都比传统单抗耗竭更为有效，适合研究组织驻留淋巴细胞。