新型基因工程抗體在腫瘤免疫治療方面的增強效應

余 鋼，陳 捷

(南昌大學第一附屬醫院，南昌 330006)

單克隆抗體(Abs)是新一類抗癌方法，可以提高某些惡性腫瘤如乳腺癌、結腸癌等的治愈率，緩解腫瘤進展時間，但其抗腫瘤的療效還不十分理想。采用基因工程技術將Abs進行重組，并克隆到表達載體中，在適當的宿主細胞中表達為所需的抗體分子，可提高其抗腫瘤療效。該法具有免疫原性低、效價高、成本低等優點?，F結合文獻就近年來幾種新型基因工程抗體的特性及臨床應用綜述如下。

1 IgG1分子內修飾

1.1 Fc片段中氨基酸修飾 許多臨床預實驗研究已經表明，抗體依賴性細胞毒(ADCC)是抗體抗腫瘤機制中的重要一項，例如利妥昔單抗、曲妥單抗和一種抗CD52單克隆抗體阿侖單抗［1］。因此，在開發研制新一代具有更強大治療作用的治療性抗體方面，增強ADCC活性可能會成為一條重要途徑。

通過修飾改變Fc片段中的氨基酸序列可增強ADCC活性。Stavenhagen等［2］通過一種獨特的酵母顯示系統已篩選出許多廣泛的Fc突變，并發現具有5處突變的變異體與FcrRⅢa受體的結合力增加了10倍，這些變異體在B細胞淋巴瘤荷瘤鼠模型體內展現出更強的抗腫瘤作用。EphA2屬于Eph絡氨酸激酶受體家族(RTKs)中的一員，并過表達于多種腫瘤，如胸腺癌、前列腺癌、肺癌、結腸癌、食管癌、神經膠質瘤等。EphA2同時也在原發性腫瘤新生血管系統中的內皮細胞上表達，因此通過抑制血管生成來達到靶向治療可能為實體腫瘤的治療提供新的途徑。

Bruckheimer等［3］通過置換抗EphA2抗體中的3處氨基酸獲得突變型抗EphA2抗體，該抗體在體外較無突變抗體的殺腫瘤細胞作用增強，腫瘤細胞殺傷率約為80%，并在SCID荷瘤鼠(體內含有功能性NK細胞和單核細胞)模型中同樣表現出更強地抑制腫瘤生長的療效。Bruckheimer還發現，其在非肥胖糖尿病SCID荷瘤鼠(體內無功能性NK細胞和單核細胞)模型中也有抑制腫瘤生長的作用，因此認為抗EphA2抗體除了通過ADCC作用殺傷腫瘤細胞外，還利用了EphA2受體激活所介導的抑制腫瘤生長的作用。

1.2 Fc片段中低聚糖修飾 增強ADCC 活性的另外一條途徑就是通過修飾改變Fc片段中的低聚糖結構。

1.2.1 GlcNAc分叉結構 GlcNAc的分叉結構即一個 β1，4-GlcNAc殘基附著在一個核心β-甘露糖殘基上，β1、4-Glc-NAc殘基可以影響治療性抗體的生物學活性，尤其是ADCC作用。一種抗成神經細胞瘤抗體IgG1和一種抗CD20抗體IgG1，每一種抗體都具有GlcNAc分叉結構，它們與那些沒有GlcNAc分叉結構的IgG1抗體相比，其增強ADCC活性作用超過10倍。

1.2.2 巖藻糖缺失 在體外和體內評估中，巖藻糖缺失抗體與一般抗體相比，前者通過增強ADCC活性將提高抗體的抗腫瘤活性。巖藻糖缺失抗體在治療B細胞淋巴瘤中，在CD20抗原密度很低的情況下仍然可誘發強大活性的ADCC，而含有巖藻糖的抗體卻不能誘發。當人血清存在的情況下，血清IgG(濃度＞10 mg/ml)會與一般的治療性抗體競爭性結合FcgRⅢa，使其所誘發的ADCC活性明顯受到抑制，由于缺失巖藻糖抗體與FcgRⅢ受體的結合力增強，其所誘發的ADCC活性并沒受到明顯影響。

1.3 CH2片段或鉸鏈區中氨基酸修飾 CDC是一種溶細胞級聯反應，被認為是補體系統的經典途徑，該途徑由一系列大量存在于血清中的補體蛋白(C1～C9)介導。它由與細胞表面相連的抗體分子中的Fc段和C1q結合所誘發。在鼠模型中，利妥昔單抗也是通過一種補體依賴的機制殺傷腫瘤細胞。然而腫瘤細胞能夠通過不同的生物抵抗機制躲避抗體的襲擊。補體調節蛋白表達可抑制細胞表面的補體蛋白酶級聯反應，明顯降低利妥昔單抗抗濾泡型非霍其金淋巴瘤和Burkitt’s淋巴瘤細胞系的CDC活性，從而產生 CDC抵抗。具有更強CDC活性作用的新型抗體已經成功研發，這些突變體通過促進Fc片段與C1q的結合來增強CDC活性。CH2片段中氨基酸被修飾后的抗體在抗表達CD20的B細胞淋巴瘤中，其與C1q結合方面和誘發CDC活性方面都得到提高?；驅︺q鏈區中某些氨基酸進行修飾，帶有被修飾恒定區域的抗體在抗高表達EphA2的胃癌細胞系方面，與普通型抗體相比，其所誘發的CDC抗瘤活性得到明顯提高［4］。

1.4 重鏈恒定區域內IgG1和IgG3序列置換重組 另一種增強CDC活性的方式就是通過在一條重鏈恒定區域內置換IgG1和IgG3序列，進行人工改造重鏈［5］。在體外與野生型利妥昔單抗相比，在抗CD20陽性B細胞淋巴瘤細胞系中通過用帶有IgG1/IgG3混合恒定區抗體誘發的CDC活性所增強的程度，超出了幾十倍。此外，它所增強的細胞毒性作用同樣被證實在短尾猴模型中。這種方法也許是最佳的，因為它可能不會產生非自身肽，而上面介紹的氨基酸修飾可能會產生非自身肽，它的另一個重要特征是保持了對FcγRIIIa的親和力和ADCC活性，并且與親代IgG1的水平一樣［5］。

1.5 延長抗體的血清半衰期 在Fc片段內開發新的突變，使抗體具有更強的與新生Fc受體結合的能力，延長抗體的血清半衰期，增加抗體療效。該受體廣泛表達于多種內皮細胞，并通過IgG與FcRn結合維持IgG穩定。在鼠模型中，該突變體與鼠IgG相比，具有更強的FcRn結合力和更長的血清半衰期。在恒河猴體內，這種突變抗體血漿半衰期幾乎是無突變IgG的2倍［6］。

2 免疫耦聯物

隨著對單抗藥物的不斷深入研究，單抗既可以直接治療疾病，也可對單抗進行基因工程改造，把單抗中的Fc段與對腫瘤特異性較高的一些分子進行耦合形成新型的免疫交聯物，如FVⅡ/Fc免疫交聯物、EphA2抗體。其對腫瘤的殺傷作用包括ADCC、CDC、ADCP。或者與“彈頭”藥物耦聯，用作“彈頭”的物質主要有放射性核素、化學藥物和生物毒素。

由于TF組織因子在多種腫瘤細胞及腫瘤內血管內皮細胞中表達，并且FVⅡ可以特異性結合 TF，Hu等［7］把FVⅡ基因與IgG1中Fc基因進行融合，并克隆到腺病毒中，將帶有FVⅡ/Fc融合基因的腺病毒通過瘤內注射到前列腺癌荷瘤SCID鼠體內，讓其在荷瘤鼠體內表達FVⅡ/Fc免疫交聯物。實驗結果證明該免疫交聯物具有明顯的殺傷和抑制前列腺癌移植瘤的作用。

ErbB2受體的過表達與胸腺癌的惡性進展和預后不良有關。曲妥單抗是目前唯一用于治療胸腺癌的人源化抗ErbB2抗體，雖然已經被證明是有效的，但是還有相當一部分胸腺癌患者對曲妥單抗治療表現出原發或繼發的抗藥性。Gelardi等［8］通過抗人ErbB2-scFv和人核糖核酸酶或人IgG1的Fc片段進行融合，獲得兩種新型基因工程抗體，在體外和體內試驗中，這兩種抗體靶向ErbB2陽性的癌細胞并誘發細胞毒性作用。它們與曲妥單抗所識別的ErbB2表位不同，并且也沒有心臟不良反應。這兩種新型抗體在體外和體內不僅對耐曲妥單抗腫瘤細胞有毒性作用，還由于它們可以識別曲妥單抗所不能識別的抗原表位，因此這兩種抗體不會和曲妥單抗一樣，會抑制ErbB2下游的信號通路?？傊@兩種新型抗體同時能滿足心臟功能異常的ErbB2陽性的癌癥患者和對曲妥單抗產生耐藥性的胸腺癌患者。

3 小分子抗體

小分子抗體因其分子量小、穿透性強、抗原性低、可在原核系統表達以及易于進行基因工程操作等優點而受到人們重視。目前研究較多或實用前景較明確的有以下幾種:Fab段、Fv段、單鏈抗體、二硫鍵固定的 Fv段、Diabody、Minibody等。目前對于前列腺癌浸潤超出可切除范圍的部分仍沒有根治性的療法，由于前列腺特異性膜抗原(PSMA)是一個很好的腫瘤靶點，如能結合腫瘤抗原和T細胞表面分子的雙特異性單克隆抗體，有望提高T細胞的抗原特異性細胞毒性，從而為治療前列腺癌提供新的治療途徑。Buhler等［9］把抗CD3基因和抗人PSMA單鏈Fv片段基因聯接在一起構成雙特異性抗體基因，并讓其在大腸桿菌中表達出可以同時特異性結合人PSMA和T細胞抗原CD3的雙特異性單克隆抗體，該抗體可以最大程度地抑制PSMA陽性前列腺癌細胞生長。進一步研究證明，雖然雙特異性單抗可以結合所有T細胞，但只有那些與癌細胞上PSMA分子相結合的雙特異性單抗通過PSMA的二聚結構聚集成簇才具有激發T細胞的活性［10］。

4 展望

目前，在某些血液和實體惡性腫瘤免疫治療方面，抗體抗腫瘤治療已取得巨大的成就。與許多小分子抗癌藥不同，抗體的抗腫瘤作用歸功于其靶向特異性、更長的血漿半衰期和一些免疫系統殺傷作用，加強受動器功能和靶向特異性是提高其療效的有效途徑?？傊?，腫瘤基因工程抗體治療方式多樣，如能靈活應用，揚長避短，不斷改進，在抗癌領域內將有所作為。

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