既可甄別NK細胞又能激發(fā)ADCC反應的靶向分子的CD16介紹
20世紀70年代，固有免疫的重要“軍團”——NK細胞“千呼萬喚始出來”，進入了科學家們的視野。NK細胞擁有快速識別并清除受到感染、癌變、外來或應激細胞的能力，備受科研人員的關注。NK細胞不僅可以通過釋放細胞毒性顆粒殺傷腫瘤細胞，還可以迅速表達多種細胞因子和趨化因子，有募集其它免疫細胞、促進T細胞和B細胞的適應性免疫反應等諸多功能。此外，NK細胞可以被IgG抗體激活，產生抗體依賴性細胞介導的細胞毒效應（ADCC），當特異性抗體結合到靶細胞膜后，NK細胞可通過細胞表面的CD16與腫瘤特異性IgG抗體結合，識別并殺傷與IgG抗體特異性結合的腫瘤細胞。以PD1抗體為代表的T細胞增強療法在腫瘤治療取得巨大成功后， NK細胞療法也逐漸引起人們的注意，更多的科研人員也關注到CD16與NK細胞的臨床研究。今天，小編就和大家一起“盤”一下既能甄別NK細胞，又能激發(fā)ADCC反應的靶向分子——CD16。
CD16是什么？
CD16即FcγRIII，是一個分子量為50000-70000道爾頓的糖蛋白，屬于Ig超家族成員。IgG的FcR家族（FcγR）由6個受體組成：FcγRI（CD64）、FcγRIIa（CD32a）、FcγRIIb（CD32b）、FcγRIIc（CD32c）、FcγRIIIa（CD16a）和FcγRIIIb（CD16b），其中CD16a主要負責觸發(fā)NK細胞介導的ADCC效應。CD16分子廣泛表達于NK細胞、嗜中性多形核白細胞、單個核細胞和巨噬細胞中，但在嗜堿細胞中不表達。抗CD16單克隆抗體可激活NK細胞抗體依賴性細胞介導的細胞毒性作用。
CD16與NK細胞的關系？
作為最早在NK細胞表面發(fā)現(xiàn)的標志物，CD16常用于定義NK細胞，為NK細胞的核心標記之一，其他兩個核心識別標記分子為CD3（缺失，“-”）和CD56（存在，“+”）。CD16不是通過GPI錨附著于NK細胞，而是完全跨膜的，細胞質部分有ITAM基序。除了標記NK以外，CD16還能促進NK細胞的增殖和殺傷性細胞因子的分泌。
在鑒別NK細胞時，人們往往會將CD16與NK細胞的另一個重要標志物CD56聯(lián)合使用。針對這兩個指標，研究人員開發(fā)了有多種商業(yè)化抗體，應用于基礎研究和臨床如體外診斷等多個領域。根據(jù)CD16、CD56表達的差異，可以將NK細胞分為兩大亞型：CD56dimCD16+NK和CD56brightCD16-NK。CD56brightNK-細胞是強有力的細胞因子產生者，但缺乏CD16a；而CD56dimCD16+ 具有高度的細胞毒性，能表達CD16a[1]。
不同亞型的NK細胞，在人體不同組織部位內的分布有所不同，而且特定部位的NK細胞功能具有特異性。CD56brightCD16-NK細胞主要分布于淋巴結（LNs）、扁桃體和腸道中，出現(xiàn)頻率較低，0.1%–2%左右；CD56dimCD16+ NK細胞主要分布于血液、BM、脾臟和肺部，出現(xiàn)頻次較高，5%-50%左右。
CD16參與抗體依賴性細胞毒性(ADCC)作用，其最顯著的特征在于膜受體負責觸發(fā)的裂解是由NK細胞完成的。CD16a與IgG的CH2結構域1:1結合，其中CH2結構域上的N297位的N-聚糖鏈在這種相互作用中起著關鍵作用。此外CH2結構與的聚糖組成也可能影響CD16a對Fc的親和力，從而影響ADCC效應的發(fā)揮。
與NK細胞的其他激活型受體不同，CD16與Fc的結合不需要協(xié)同激活。研究人員采用抗CD16抗體刺激NK細胞活化時發(fā)現(xiàn)，ζ鏈發(fā)生酪氨酸磷酸化，引起胞漿內Ca2+濃度升高，IP3水平增加，從而促進細胞因子的合成和ADCC作用，使得NK細胞能夠在病毒感染和腫瘤形成的早期，通過抗體產生免疫反應。
不同形態(tài)的CD16會影響NK細胞與抗體Fc端的親和力。比如，當CD16蛋白中的第158位的氨基酸為苯丙氨酸時，與Fc的親和力低，而當該氨基酸突變?yōu)槔i氨酸后，與Fc的親和力高。目前的單克隆抗體研制過程中，大部分涉及到抗體Fc端的修飾，以促進抗體與CD16的結合，提高ADCC效應。另外，很多抗體生廠商使用的哺乳動物細胞培養(yǎng)體系都減弱了抗體Fc端的巖藻糖基化，以增強抗體與CD16分子的結合。
關于CD16的科研論著
2021年5月，意大利科學家Capuano等在《Cancer》雜志上發(fā)表的一篇綜述指出，CD16觸發(fā)的ADCC效應和分別由NK細胞、單核/巨噬細胞介導的吞噬作用是單克隆抗體發(fā)揮殺傷腫瘤細胞作用并達到治療效果的主要免疫依賴機制[2]。研究人員擬通過激活或抑制NK細胞CD16受體調控單克隆抗體抗腫瘤反應，該研究成果有望應用于細胞免疫治療的精準控制。
2016年9月，Martin R. Goodier等人在《Front Immunol.》期刊上發(fā)表以“Sustained Immune Complex-Mediated Reduction in CD16 Expression after Vaccination Regulates NK Cell Function”為題的科研論文[3]。
研究人員發(fā)現(xiàn)，流感疫苗肌肉內接種后，體內抗體-抗原免疫復合物的交聯(lián)，下調了NK細胞CD16的表達，限制了NK的細胞脫顆粒作用，抑制了NK細胞對外源性細胞因子的反應能力。在這一過程中，研究人員還證實了ADAM17類蛋白酶能夠抑制CD16脫落，從而增強NK細胞細胞的細胞毒性功能。這項研究為CD16在NK細胞免疫治療方面開辟了潛在的應用。
提高NK細胞對實體瘤的靶向特異性，為腫瘤患者提供更為有效的輔助治療策略，是NK細胞藥物開發(fā)的關鍵點。對CD16的作用機理、協(xié)同作用分子以及與信號通路等的研究，為NK細胞免疫療法的開發(fā)提供了新方向。
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參考文獻：
[1] Coënon L, Villalba M. From CD16a Biology to Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity Improvement. Front Immunol. 2022 Jun 3;13:913215. doi: 10.3389/fimmu.2022.913215.
[2] Capuano C, Pighi C, Battella S, et al. Harnessing CD16-Mediated NK Cell Functions to Enhance Therapeutic Efficacy of Tumor-Targeting mAbs. Cancers (Basel). 2021 May 20;13(10):2500. doi: 10.3390/cancers13102500.
[3] Goodier MR, Lusa C, Sherratt S, et al. Sustained Immune Complex-Mediated Reduction in CD16 Expression after Vaccination Regulates NK Cell Function. Front Immunol. 2016 Sep 26;7:384. doi: 10.3389/fimmu.2016.00384.
