新模型應(yīng)用紀(jì)要：NOG-dKO 與大分子抗體藥

huPBMC人源免疫系統(tǒng)重建模型具有制備周期短，成本低、高水平轉(zhuǎn)化率的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于多種靶點在T 細(xì)胞的腫瘤免疫藥物研發(fā)中。但異源PBMC移植引起的異種Xeno-GvHD反應(yīng)限制了其應(yīng)用。
 

CAR-T 作為活的細(xì)胞類藥物，進(jìn)行臨床前體內(nèi)研究時，也會引起Xeno-GvHD反應(yīng)，不能進(jìn)行長時間的藥效評估，且藥效評估的準(zhǔn)確性也受到影響。
 

本文將介紹一種新型品系：NOG-MHC I/II-2 KO (NOG-dKO) 小鼠，huPBMC移植或CAR-T 藥物處理后無明顯的xeno-GvHD，可準(zhǔn)確評估PD-1等免疫檢查點抑制劑、雙特異性抗體、組合療法以及CAR-T/TCR-T藥物的抗腫瘤活性。
 

維通利華NOG-dKO小鼠已經(jīng)量產(chǎn)，現(xiàn)貨充足！

NOG-dKO與腫瘤免疫治療

人源免疫系統(tǒng)重建模型為癌癥的免疫治療研究提供了良好的平臺，已有大量的藥物臨床前驗證數(shù)據(jù)獲得臨床上的驗證，證明人源化小鼠將是評估人類免疫系統(tǒng)對抗癌癥的重要臨床前模型; 過去的十年中，重度免疫缺陷鼠NOG已成功地用來制作免疫系統(tǒng)人源化模型，其中將huPBMC移植到重度免疫缺陷鼠NOG上制備的人源化免疫系統(tǒng)模型，由于其制備周期短，成本低、高水平轉(zhuǎn)化率等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于免疫檢查點抑制劑雙特異性抗體、多特異性抗體等靶點在T 細(xì)胞的腫瘤免疫藥物研發(fā)中。
 

但異源PBMC移植會引起強(qiáng)烈的異種Xeno-GvHD反應(yīng)，導(dǎo)致動物在4-6周內(nèi)出現(xiàn)炸毛/活動性減弱/體重減輕/甚至死亡等現(xiàn)象，使整個腫瘤免疫治療的研究周期限制在4-5周內(nèi)，這限制了很多成瘤較慢的癌種適應(yīng)癥的研究，同時也限制了這些新型免疫檢查點抗體與腫瘤疫苗或其他小分子組合療法的研究。
 

突破GvHD限制
 

對此日本CIEA開發(fā)出一種新型品系：NOG-MHC I/II-2 KO (NOG-dKO) 小鼠（在NOG 小鼠基礎(chǔ)上，敲除MHC I 類和Ⅱ類亞型的輕鏈基因，使得huPBMC 移植后，無法識別小鼠細(xì)胞表面的MHC，不能進(jìn)行免疫攻擊）。研究者發(fā)現(xiàn)這種人源化小鼠模型沒有表現(xiàn)出明顯的xeno-GVHD的跡象，存活時間比對照NOG小鼠長12周。Ashizawa T et al.曾報道，由于xeno-GVHD反應(yīng)在NOG小鼠中誘導(dǎo)了非特異性T細(xì)胞激活并伴有PD-1的表達(dá)，因此在我們的NOG-dKO小鼠中，靶向PD-1的免疫療法可以比在NOG小鼠中更準(zhǔn)確地評價。這些研究結(jié)果表明，NOG-dKO小鼠將是評估人類免疫系統(tǒng)應(yīng)對腫瘤的有力武器。
 

huPBMC-NOG-dKO研究實例

01

huPBMC-NOG-dKO小鼠 & PD-1抗體
 

目前已有7個PD-1抗體藥物在國內(nèi)外上市，其中信達(dá)的信迪利單抗已于2019年11月劃入醫(yī)保，為國內(nèi)患者帶來福音。這些PD-1抗體藥物的大多數(shù)臨床前研究是采用huPBMC移植NOG而制備的免疫系統(tǒng)人源化小鼠，但由于huPBMC移植引起的Xeno-GvHD反應(yīng)，限制了很多成瘤較慢的癌種適應(yīng)癥的研究，同時也限制了這些PD-1抗體與腫瘤疫苗或其他小分子組合療法的研究。
 

Tadashi Ashizawa et al.等研究者利用NOG-dKO小鼠移植huPBMC后制備的免疫系統(tǒng)人源化小鼠，測試了長達(dá)8周的PD-1抗體對SCC-3（人舌鱗癌細(xì)胞株）和U87(人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株)腫瘤的抑制作用。研究結(jié)果表明，PD-1抗體處理組，腫瘤體積減小50%以上。此外，在抗體處理組中觀察到CTLs對SCC-3細(xì)胞的誘導(dǎo)和自然殺傷細(xì)胞活性的上調(diào)：腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞分析顯示,抗體處理組腫瘤內(nèi)部有更多PD1+TIM3+LAG3+陽性T細(xì)胞及granzymeCD8+T細(xì)胞浸潤。 這些研究結(jié)果表明，NOG-dKO小鼠移植huPBMC后的免疫系統(tǒng)人源化小鼠，可作為一種有效的臨床前免疫治療模型，來評估當(dāng)前的腫瘤免疫治療藥物。
 

02
 

huPBMC-NOG-dKO小鼠 & 雙特異性抗體 
 

雖然免疫檢查點抑制劑如PD-1/PD-L1抗體研究已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，但是其治療響應(yīng)率只有20%-40%左右。目前還有多種腫瘤免疫療法研究在如火如荼的進(jìn)行中，其中就包括雙特異性抗體類藥物。
 

Akira Iizuka et al.的研究中將抗腫瘤藥物靶點定在B7同源物4 (B7- h4, VTCN1)，因為其是一種在許多人類癌癥中過表達(dá)的免疫反應(yīng)負(fù)調(diào)節(jié)免疫檢查點分子。由此研究者制備了小鼠抗人B7-H4單克隆抗體，但其體內(nèi)抗腫瘤效果不明顯（可能是由于分子的不穩(wěn)定性）。進(jìn)而他們進(jìn)一步研究開發(fā)了一種B7-H4/CD3雙特異性抗體，并在體外和體內(nèi)分析了其抗腫瘤活性。研究結(jié)果表明該雙特異性抗體在體內(nèi)和體外均有較好的抗乳腺癌效果，在體外分析實驗中，與B7-H4 / CD3 雙特異性抗體共同培養(yǎng)的hPBMCs成功溶解人類乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-468和其他B7-H4陽性細(xì)胞株。體內(nèi)實驗中，由于該雙特異性抗體藥物的一個靶點在人的T細(xì)胞，故其需要免疫系統(tǒng)人源化的小鼠模型。采用NOG-dKO小鼠移植huPBMC建立了人源化免疫系統(tǒng)模型，藥效實驗數(shù)據(jù)顯示經(jīng)B7-H4 / CD3 雙特異性抗體可明顯抑制MDA-MB-468, HCC-1954和HCC–1569等乳腺癌腫瘤的生長，且在腫瘤內(nèi)部檢測到CD8+T細(xì)胞和granzyme B+CTL的浸潤，經(jīng)過長期的觀察，無GvHD副反應(yīng)。

03
 

huPBMC-NOG-dKO小鼠 & 小分子抑制劑
 

STAT3是一種重要的腫瘤內(nèi)部免疫調(diào)節(jié)因子，可在腫瘤部位以各種方式介導(dǎo)腫瘤誘導(dǎo)的免疫抑制作用。利用常規(guī)的裸鼠接種人源的腫瘤細(xì)胞已驗證過特異性STAT3抑制劑的抗腫瘤效應(yīng)，但由于裸鼠無T細(xì)胞，不能準(zhǔn)確地表現(xiàn)STAT3抑制劑誘導(dǎo)的人類免疫反應(yīng)。
 

Yasuto Akiyama et al.研究者利用NOG-dKO小鼠，首先移植huPBMC建立了人源化免疫系統(tǒng)模型，研究了STAT3抑制劑STX-0119對tmz耐藥(TMZ-R) U87膠質(zhì)瘤的免疫作用，同時比較了STX-0119在裸鼠和人源化NOG-dKO小鼠模型中的抗腫瘤作用。研究結(jié)果表明，STX-0119可在裸鼠體內(nèi)抑制TMZR U87腫瘤的生長，但與對照組相比，未促進(jìn)腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TILs)的積累，而在人源化NOG-dKO小鼠中, STX-0119對腫瘤生長的抑制作用比在裸鼠中更迅速、更強(qiáng)，并且在腫瘤中發(fā)現(xiàn)大量以CD8+ T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞為主的TILs。這些結(jié)果表明STX-0119具有通過促進(jìn)腫瘤部位TIL積累而產(chǎn)生的抗腫瘤活性，人源化NOG-dKO小鼠模型可能是評估STAT3抑制劑對人類系統(tǒng)影響的有力工具。

 
參考文獻(xiàn)

[1]. Yaguchi et al.: MHC class I/II deficient NOG mice are useful for analysis of human T/B cell responses forhuman tumor immunology research. Journal for ImmunoTherapy of Cancer 2013 1(Suppl 1):P39.

[2]. Tadashi, Ashizawa, Akira, et al. Antitumor Effect of Programmed Death-1 (PD-1) Blockade in Humanizedthe NOG-MHC Double Knockout Mouse.[J]. Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research, 2017.

[3].  Iizuka A , Nonomura C , Ashizawa T , et al. A T-cell-engaging B7-H4/CD3 bispecific Fab-scFv antibody targets human breast cancer[J]. Clinical Cancer Research, 2019.

[4]. Akiyama Y , Nonomura C , Ashizawa T , et al. The anti-tumor activity of the STAT3 inhibitor STX-0119 occurs via promotion of tumor-infiltrating lymphocyte accumulation in temozolomide-resistant glioblastoma cell line[J]. Immunology letters, 2017, 190.

[5]. Yaguchi T , Kobayashi A , Inozume T , et al. Human PBMC-transferred murine MHC class I/II-deficient NOG mice enable long-term evaluation of human immune responses[J]. Cellular & Molecular Immunology, 2017.