PD-1抗體被吃掉又怎樣，自有PNGaseF來(lái)救它

當身體發(fā)生感染時(shí)，感染附近區域可變紅、腫和熱。這種發(fā)炎過(guò)程有助于排除體內的受損細胞和病原體等有害刺激并開(kāi)始愈合過(guò)程。但若炎癥長(cháng)期不消退則會(huì )損害周?chē)慕】到M織。為了限制這種損害，細胞會(huì )在其表面表達PD-L1蛋白（Programmed death-ligand 1，程序性死亡配體1）。當PD-L1蛋白跟T細胞表面的PD-1蛋白（programmed death 1，程序性死亡蛋白1）接觸并發(fā)生反應時(shí)，此T細胞便會(huì )凋亡，則該區域不發(fā)炎。癌腫瘤的生長(cháng)常與慢性炎癥相關(guān)聯(lián)。腫瘤細胞和正常細胞之間有許多相似之處，而且腫瘤細胞可在其表面表達很多種蛋白質(zhì)，這都使抗癌藥物發(fā)展更具挑戰性。

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人PD-1 抗體藥物nivolumab

PD-1抗體的抗癌效果是前所未有的，一次次地在美國臨床腫瘤年會(huì )上刮起黑色旋風(fēng)。據權威期刊《新英格蘭醫學(xué)雜志》編委表述：PD-1抗體是過(guò)去30年里抗癌效果最好的。有分析認為，PD-1抗體的市場(chǎng)可能會(huì )達到350億美元。臨床實(shí)驗也表明，跟其他免疫療法相比，PD-1和PD-L1抗體藥物能縮小更多種腫瘤和對更多患者有效。以前的免疫療法反應率只有10%，而PD-1和PD-L1藥物對25-40%的患者都有效，這些藥物也顯示較低的毒性水平。與那些使用其他標準癌癥治療方法的患者相比，使用這種藥物的患者可以活得更長(cháng)。

目前臨床試驗中已經(jīng)包括多種針對PD-1通路阻斷的單克隆抗體藥物 。然而，不是所有患者都會(huì )對PD-1抗體有響應。目前來(lái)看，各疾病對PD-1抗體的響應率如下：黑色素瘤患者（17-40%）、肺癌（10-30%）、膀胱癌（25%）、卵巢癌（6-23%）、頭頸癌（14-20%）、霍奇金淋巴瘤（87%）、肝癌（20%）、腎細胞癌（20%-30%）。

這到底是為什么呢？

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2017年5月10日，一篇發(fā)表在《科學(xué)轉化醫學(xué)》期刊上的論文《In vivo imaging reveals a tumor-associated macrophage–mediated resistance pathway in anti-PD-1 therapy》可以給我們答案：

那么多患者

對PD-1/L1抗體不響應，

是因為

巨噬細胞把PD-1/L1吃了?。?！

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《科學(xué)轉化醫學(xué)》封面

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論文出自哈佛大學(xué)醫學(xué)院附屬麻省總醫院的Mikael J. Pittet教授團隊，他們首先給PD-1抗體加上黃色標記，再利用活體顯微鏡實(shí)時(shí)監測標記后的PD-1抗體在結腸癌小鼠模型中的動(dòng)向。在將標記的PD-1抗體注射入結腸癌模型小鼠體內5分鐘后，就發(fā)現腫瘤微環(huán)境內的T細胞上有了染色標記。最開(kāi)始標記的PD-1抗體結合到腫瘤浸潤T細胞周?chē)鴰追昼姾笤赥細胞表明形成色塊，之后這些色塊都在腫瘤相關(guān)巨噬細胞內。

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小鼠活體成像前對抗體及各細胞的標記

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注射早期小鼠PD-1抗體從T細胞到巨噬細胞的轉移過(guò)程

為了深入了解巨噬細胞吃掉PD-1抗體的過(guò)程，研究者首先提取了三種腫瘤模型中小鼠體內相關(guān)細胞，發(fā)現大部分的腫瘤相關(guān)巨噬細胞內都有PD-1抗體。數據線(xiàn)性回歸分析發(fā)現，巨噬細胞吃掉抗體與巨噬細胞的數量無(wú)關(guān)：即使巨噬細胞的數量極低，也能將PD-1吃光，而且巨噬細胞不會(huì )主動(dòng)與PD-1抗體結合。研究者隨后在體外創(chuàng )建了一個(gè)由骨髓分離得到的巨噬細胞和T細胞共培養體系：首先將T細胞與標記的PD-1抗體共培養，然后與巨噬細胞共培養，結果顯示標記后的PD-1抗體在數分鐘內就從T細胞轉移至巨噬細胞中，這不能僅僅歸結為巨噬細胞的吞噬作用，因為在加入了吞噬抑制劑后，這一轉移仍然很快就發(fā)生，并且巨噬細胞不會(huì )吞噬沒(méi)有與T細胞結合的PD-1抗體。

既然腫瘤相關(guān)巨噬細胞并不與PD-1抗體結合，也不會(huì )在注射的早期吃掉PD-1抗體。因此研究者推測，PD-1抗體的轉移是通過(guò)一種非抗原特異性機制。隨后研究人員發(fā)現巨噬細胞表面存在Fcγ受體，這一受體與T細胞PD-1抗體復合物上Fc結構域相結合，介導PD-1抗體的吞噬。隨后利用以流式細胞計監測的抗體轉移實(shí)驗證明了這一發(fā)現：T細胞首先與染色后的PD-1抗體共培養30分鐘，然后與巨噬細胞一起培養 ，最后用流式細胞計分析，大量PD-1抗體在巨噬細胞內被測出。然而，如果在實(shí)驗開(kāi)始時(shí)加入Fcγ受體抑制劑，那么PD-1抗體就不會(huì )從T細胞轉移到巨噬細胞。

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Fcγ受體抑制劑抑制巨噬細胞吞噬小鼠PD-1抗體

之后研究人員通過(guò)酶偶聯(lián)免疫吸收劑實(shí)驗，發(fā)現巨噬細胞與T細胞以及IgG2a抗體（與鼠PD-1抗體同源）共培養后， IgG2a抗體同樣被巨噬細胞降解。由于Fc/FcγR與抗體的結合與抗體的Fc結構域上的多糖結構相關(guān)，研究人員分析了小鼠的PD-1抗體以及人類(lèi)PD-1抗體，結果發(fā)現小鼠和人類(lèi)PD-1抗體上主要糖的類(lèi)型是相同的，因此他們推測小鼠體內Fcγ受體介導的抗體轉移也會(huì )發(fā)生在人體內。隨后他們在體外將人PD-1抗體nivolumab用AF647標記并與免疫 T細胞共培養，之后從人體血液?jiǎn)魏思毎蟹蛛x出巨噬細胞，再將兩者共培養3天，同樣看到PD-1抗體轉移到巨噬細胞，轉移同樣可以被Fcγ受體抑制劑抑制，證明了Fcγ受體也可以調節nivolumab在人體的攝取。

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小鼠和人PD-1抗體結構的比較示意圖

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Fcγ受體調節nivolumab在人體的攝取

最重要的是，

研究人員也找到了

防止PD-1抗體被吞噬的方法?。?！

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他們利用一種叫做PNGaseF的酶來(lái)除去小鼠PD-1抗體上的糖鏈，然后用AF647標記，發(fā)現除去糖之后的PD-1仍能與T細胞結合，卻不會(huì )被巨噬細胞吃掉。而且Fcγ受體被抑制后PD-1抗體與T細胞結合的時(shí)間顯著(zhù)延長(cháng)，并且Fcγ受體被阻斷的所有小鼠結腸癌模型對PD-1抗體都產(chǎn)生了響應，所有小鼠腫瘤都被完全抑制。目前PD-1抗體單獨使用的響應率僅30%左右,而小鼠體內PD-1抗體加Fcγ受體阻斷劑卻對所有小鼠產(chǎn)生響應，這一發(fā)現無(wú)疑對目前免疫治療領(lǐng)域造成巨大影響，為免疫治療不敏感癌癥患者提供新的治療方案，讓癌癥變得不再可怕。

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PNGaseF處理PD-1抗體前后巨噬細胞吞噬效果對比

更重要的是，功臣產(chǎn)品PNGaseF在A(yíng)taGenix的官網(wǎng)隨時(shí)有售。點(diǎn)擊鏈接即可直達：

http://www.atagenix.com/product_detail-72911.html

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Final QC of PNGase F

2. E.B. Garon, N. A. Rizvi, R. Hui, N. Leighl, A. S. Balmanoukian, J. P. Eder, A.Patnaik, C. Aggarwal, M. Gubens, L. Horn, E. Carcereny, M.-J. Ahn, E. Felip,J.-S. Lee, M. D. Hellmann, O. Hamid, J. W. Goldman, J.-C. Soria, M.Dolled-Filhart, R. Z. Rutledge, J. Zhang, J. K. Lunceford, R. Rangwala, G. M. Lubiniecki, C. Roach, K. Emancipator, L. Gandhi; KEYNOTE-001 Investigators, Pembrolizumab for the treatment of non–small-cell lung cancer. N. Engl. J. Med. 372, 2018–2028 (2015).

3. Arlauckas SP, Garris CS, Kohler RH, Kitaoka M, Cuccarese MF, et al. 2017. In vivo imaging reveals a tumor-associated macrophage–mediated resistance pathway in anti–PD-1 therapy. Science Translational Medicine 9

4. Baumeister S H, Freeman G J, Dranoff G, et al. Coinhibitory pathways in immunotherapy for cancer[J]. Annual review of immunology, 2016, 34: 539-573.