增強NK細(xì)胞ADCC的重要蛋白之CD16a的介紹

CD16蛋白主要分為兩種亞型——a和b（Figure 1）。CD16b或FcγRIIIB主要表達于中性粒細(xì)胞上，并介導(dǎo)顆粒蛋白的胞吐作用。b亞型通過糖基磷脂酰肌醇錨點連接到質(zhì)膜的外層，其本身不能誘導(dǎo)細(xì)胞信號傳導(dǎo)。CD16a或FcγRIIIA主要存在于巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和NK細(xì)胞，a亞型是一種具有獨特胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域的跨膜分子。在功能上，CD16a是主要的細(xì)胞毒性受體，可識別并結(jié)合腫瘤相關(guān)抗原結(jié)合IgG的Fc段，生成細(xì)胞因子或者產(chǎn)生抗體依賴的細(xì)胞毒作用，也介導(dǎo)表達CD16a的細(xì)胞成熟和激活；另外可以調(diào)節(jié)自分泌和旁分泌免疫，影響抗原的呈遞和炎癥過程，包括細(xì)胞因子的釋放和趨化細(xì)胞的遷移。
 

Figure 1[1]：人白細(xì)胞亞群中Fcγ受體（FcγRs）的表達種類。+表示構(gòu)成性表達；−表示無表達；+/−表示無表達或低表達；*表示誘導(dǎo)表達；*/−表示低表達或誘導(dǎo)表達；#表示表達取決于FCGR2C等位基因狀態(tài)。經(jīng)典單核細(xì)胞被定義為CD14^highCD16⁻，非經(jīng)典單核細(xì)胞被定義為CD14 ^dimCD16 ⁺⁺

CD16a的表達對NK細(xì)胞毒性作用影響很大，我們都知道NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性是由抑制性或激活性受體共同調(diào)節(jié)的。當(dāng)NK細(xì)胞與潛在的靶細(xì)胞相互作用時，它們通過這些受體接收激活和抑制信號。如果平衡有利于抑制，目標(biāo)細(xì)胞將存活；如果沒有，細(xì)胞將被殺死。值得注意的是，一些抑制信號非常強，需要大量的激活受體的參與才能被克服，而CD16a則可能提供了最強的信號，并可以拮抗抑制信號，這也使CD16a成為NK細(xì)胞治療發(fā)展的主要臨床焦點之一。Loïs Coënon和Martin Villalba闡述了基于CD16a促進NK細(xì)胞ADCC的幾種策略[2]，下面簡單作出介紹。

1 ADAM17
表達在NK細(xì)胞表面的ADAM17可以通過切斷位于CD16a上Ala195和Val196之間連接，進而增加CD16a的脫落。因此，從理論上講改善NK細(xì)胞ADCC作用的一種策略是通過減少ADAM17進而升高CD16a的表達。不論在體外或體內(nèi)，通過CRISPR/Cas9技術(shù)敲除ADAM17的NK細(xì)胞（PBMC來源）能分泌更多的IFN-γ，體現(xiàn)更好的ADCC活性。有研究發(fā)現(xiàn)，在抗體的共刺激下，通過阻斷健康供體的NK細(xì)胞中ADAM17的活性會增加IFN-γ的分泌。也有研究發(fā)現(xiàn)，ADAM17表達缺失患者的NK細(xì)胞確實在細(xì)胞因子分泌方面表現(xiàn)出了缺陷。但與2個健康供體相比，激活CD16a促進IFN-γ分泌以及ADCC的效率卻是相似的。然而，被化學(xué)物質(zhì)阻斷的ADAM17已被證實會降低NK細(xì)胞的存活以及CD16介導(dǎo)的連續(xù)殺傷，主要因為NK細(xì)胞無法脫離靶細(xì)胞，阻止NK細(xì)胞與其他靶細(xì)胞的結(jié)合。目前雖然ADAM17的作用機制還不完全清楚，但ADAM17可以作為增加NK細(xì)胞殺傷性的一個重要靶點，也是值得研究的。

2 單克隆抗體
單克隆抗體藥物研發(fā)一直是癌癥領(lǐng)域研究的重要方向，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)通過IgGs氨基酸序列的改變可以增加Fc對CD16a的親和力進而促進NK細(xì)胞的ADCC。針對IgG的Fc段進行改造可以增加NK細(xì)胞的殺傷作用。例如，GASDALIE的Fc部位對四個氨基酸進行了調(diào)整——G236A/S239D/A330L/ I332E，該突變顯示出對CD16a的親和力顯著增加。CH2段N297相連的Fc-N-聚糖鏈在IgGs與CD16a的相互作用中也起著關(guān)鍵作用。因此，經(jīng)過IgG Fc-N-聚糖鏈的糖基化是可以提高IgG與CD16a的親和力的。

除了改變單克隆抗體的氨基酸序列或者糖基化之外，單克隆抗體的形式也是一個重要的研究方向。例如，雙特異性的T細(xì)胞 engager，可以由兩條單鏈single chain Fv組成，靶向CD16a的scFv與靶向腫瘤抗原的scFv。當(dāng)然也有三特異性的T細(xì)胞 engager，例如，除了針對CD16a的scFv外，再增加2條靶向腫瘤抗原的scFv。綜上所述，單克隆抗體通過序列、糖基化以及形式的改變都能夠成為增加NK細(xì)胞ADCC的策略之一。

3 CD16a—engineered的NK細(xì)胞
研究人員已經(jīng)開發(fā)了基因工程NK細(xì)胞，例如，基因工程編輯過的NK細(xì)胞可以表達一種高親和力、抗脫落的CD16a變體—hnCD16（攜帶一個胞外結(jié)構(gòu)域的點突變）。但表達hnCD16的NK細(xì)胞產(chǎn)物可能具有受損的連續(xù)殺傷功能，從而阻礙NK細(xì)胞的溶細(xì)胞能力。Figure 2展示了ClinicalTrials.gov截至2021年12月報道的完成臨床試驗注冊的53個臨床試驗中的31臨床試驗都和CD16a相關(guān)[3]。這也顯示了以CD16a為中心的基因工程的重要性。
 

Figure 2：ClinicalTrials.gov截至2021年12月報道的完成臨床試驗注冊的53個臨床試驗中不同策略的比例圖（左圖）。由單克隆抗體（針對不同腫瘤相關(guān)抗原）與CD16-engineered的NK細(xì)胞結(jié)合使用的比例圖（右圖）。

小結(jié)：綜上所述，CD16a對NK細(xì)胞的作用機制值得我們繼續(xù)挖掘探索，相信隨著技術(shù)的進步以及新的發(fā)現(xiàn)，以CD16a為中心促進NK細(xì)胞ADCC的策略一定會在免疫療法領(lǐng)域獲得新的突破。

北京同立海源生物十余年專注細(xì)胞和基因治療（CGT）領(lǐng)域上游GMP級核心原料試劑研發(fā)生產(chǎn)，擁有哺乳動物細(xì)胞表達蛋白質(zhì)工程平臺，公司生產(chǎn)的GMP級抗人CD16單克隆抗體（貨號：GMP-TL201）是通過真核CHO細(xì)胞穩(wěn)轉(zhuǎn)表達生產(chǎn)的人源化抗體，具有天然活性和功能，支持細(xì)胞藥物開發(fā)及生產(chǎn)。
一、產(chǎn)品優(yōu)勢
· CHO細(xì)胞穩(wěn)轉(zhuǎn)表達
· 高度人源化，高結(jié)合活性
· 高純度、低內(nèi)毒素
· GMP級環(huán)境生產(chǎn)，批次穩(wěn)定性高
· ISO13485、ISO9001雙體系認(rèn)證

二、數(shù)據(jù)展示
1、純度測試數(shù)據(jù)

測試結(jié)果顯示純度達到藥用級標(biāo)準(zhǔn)（≥97%）

2、活性測試數(shù)據(jù)

經(jīng)驗證同立海源生物CD16單抗與Jurkat細(xì)胞有很好的結(jié)合活性