靶向CD47的抗体-毒素偶联物用于癌症免疫治疗

2025-04-13 Sun
学术背景癌症免疫治疗是近年来癌症研究领域的热点之一，其核心目标是激活患者自身的免疫系统来识别和消灭癌细胞。然而，肿瘤细胞通过多种机制逃避免疫系统的攻击，其中之一是通过表达“不要吃我”信号分子CD47。CD47通过与巨噬细胞表面的信号调节蛋白α（SIRPα）结合，抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，从而帮助肿瘤细胞逃避免疫监视。
尽管针对CD47的抗体已经显示出一定的治疗效果，但其单独使用往往不足以彻底激活免疫系统。因此，研究人员开始探索如何进一步增强免疫系统的反应。本文提出了一种创新的策略，即将CD47抗体与细菌毒素Listeriolysin O（LLO）偶联，形成抗体-毒素偶联物（ATC），以促进肿瘤细胞的吞噬和抗原递呈，从而增强抗肿瘤免疫反应。
论文来源本文由Benjamin R. Schrank、Yifan Wang等来自美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心、休斯顿卫理公会研究所等多家机构的科研团队共同完成。论文于2025年3月发表在《Nature Cancer》期刊上，标题为《An antibody–toxin conjugate targeting CD47 linked to the bacterial toxin listeriolysin O for cancer immunotherapy》。
研究流程1. 抗体-毒素偶联物的设计与合成研究人员首先设计了CD47-LLO偶联物。具体步骤如下：
- 抗体修饰：使用点击化学试剂DBCO-PEG4-NHS酯修饰CD47抗体（MIAP410）。
- 毒素修饰：使用交联剂SPDP-PEG11-叠氮化物修饰LLO蛋白。
- 偶联反应：将修饰后的抗体和LLO混合，进行过夜反应。
- 纯化：通过亲和层析和尺寸排阻层析去除未偶联的抗体和LLO，最终得到CD47-LLO偶联物。
2. 体外实验验证CD47-LLO的功能研究人员在体外验证了CD47-LLO的功能，具体包括：
- 吞噬作用增强：将CD47-LLO与巨噬细胞和树突状细胞共培养，发现其显著增强了肿瘤细胞的吞噬作用。
- 溶酶体膜通透性增加：通过透射电子显微镜观察，发现CD47-LLO处理后的巨噬细胞溶酶体膜出现穿孔，表明LLO在溶酶体内形成孔道，促进了肿瘤抗原的释放。
- 抗原递呈增强：CD47-LLO处理后的巨噬细胞和树突状细胞显示出更高的肿瘤抗原递呈能力，激活了肿瘤特异性T细胞。
3. 体内实验验证CD47-LLO的抗肿瘤效果研究人员在多种小鼠肿瘤模型中验证了CD47-LLO的抗肿瘤效果，包括：
- 乳腺癌模型：在4T1BR4和EO771乳腺癌模型中，CD47-LLO显著抑制了原发肿瘤的生长，并减少了转移。
- 黑色素瘤模型：在D4M.3A黑色素瘤模型中，CD47-LLO也显示出显著的抗肿瘤效果。
- 免疫记忆效应：长期存活的CD47-LLO治疗小鼠对肿瘤再挑战表现出抵抗性，表明CD47-LLO能够诱导持久的抗肿瘤免疫记忆。
4. 机制研究研究人员进一步探讨了CD47-LLO的作用机制，发现：
- cGAS-STING通路激活：CD47-LLO通过释放肿瘤DNA激活了cGAS-STING通路，促进了I型干扰素的产生。
- 巨噬细胞和T细胞的协同作用：CD47-LLO促进了巨噬细胞向促炎表型的极化，并增加了肿瘤内CD8+ T细胞的浸润。
主要结果CD47-LLO显著增强肿瘤细胞的吞噬作用：体外实验显示，CD47-LLO处理的巨噬细胞和树突状细胞对肿瘤细胞的吞噬作用显著增强。
CD47-LLO促进肿瘤抗原的释放和递呈：CD47-LLO处理后的巨噬细胞和树突状细胞显示出更高的肿瘤抗原递呈能力，激活了肿瘤特异性T细胞。
CD47-LLO在多种肿瘤模型中显示出显著的抗肿瘤效果：在乳腺癌和黑色素瘤模型中，CD47-LLO显著抑制了肿瘤的生长和转移。
CD47-LLO激活cGAS-STING通路，促进I型干扰素的产生：机制研究表明，CD47-LLO通过释放肿瘤DNA激活了cGAS-STING通路，进一步增强了抗肿瘤免疫反应。
结论与意义本研究设计了一种新型的抗体-毒素偶联物CD47-LLO，通过增强肿瘤细胞的吞噬作用和抗原递呈，显著提高了抗肿瘤免疫反应。CD47-LLO在多种肿瘤模型中显示出显著的抗肿瘤效果，并且能够诱导持久的抗肿瘤免疫记忆。此外，CD47-LLO通过激活cGAS-STING通路，进一步增强了免疫系统的反应。
这项研究不仅为癌症免疫治疗提供了新的策略，还为开发其他靶向免疫检查点的抗体-毒素偶联物提供了理论依据。CD47-LLO的临床应用前景广阔，有望成为癌症免疫治疗的重要工具。
研究亮点创新性的抗体-毒素偶联物设计：CD47-LLO结合了CD47抗体的靶向性和LLO的溶酶体膜穿孔能力，显著增强了抗肿瘤免疫反应。
多模型验证抗肿瘤效果：在乳腺癌和黑色素瘤等多种肿瘤模型中，CD47-LLO均显示出显著的抗肿瘤效果。
机制研究的深入：通过激活cGAS-STING通路，CD47-LLO进一步增强了免疫系统的反应，为理解其作用机制提供了新的视角。
其他有价值的信息本研究还发现，CD47-LLO与PD-1抗体联合使用可以进一步增强抗肿瘤效果，提示其在联合免疫治疗中的潜在应用价值。此外，CD47-LLO的系统性给药可能会引发一定的炎症反应和抗药物抗体（ADA）反应，因此在未来的临床应用中需要进一步优化给药策略。