2024年1月4日，美國密歇根大學等的研究團隊在《Science》期刊發(fā)表了題為“Microbiota-dependent activation of CD4⁺ T cells induces CTLA-4 blockade–associated colitis via Fcγ receptors”的文章。該研究表明：腸道微生物群在ICB（immune checkpoint blockade，免疫檢查點阻斷）誘導的結腸炎中起關鍵作用，抗CTLA-4抗體治療的小鼠中，產生IFNγ的CD4⁺ T細胞活化，F(xiàn)cγ受體信號導致的外周T_reg細胞減少，驅動了腸道炎癥。缺乏Fc結構域的抗CTLA-4納米抗體可以在不引發(fā)結腸炎的情況下促進抗腫瘤反應。

免疫檢查點抑制劑可以刺激抗腫瘤免疫，但也可能引發(fā)免疫相關不良事件（irAEs）。結腸炎是一種常見且嚴重的irAE，可導致治療中斷。然而在動物實驗中，實驗室飼養(yǎng)的小鼠接受免疫檢查點抑制劑時很少出現(xiàn)強烈的結腸炎。故研究團隊建立了雙重ICB（抗CTLA-4和抗PD-1抗體）誘導的結腸炎小鼠模型，GF（Germ-free，無菌的）C57BL/6（WT）小鼠（這些小鼠腸道微生物群組成與SPF條件下飼養(yǎng)的小鼠存在差異）用SPF JAX小鼠（來自Jackson Laboratories（JAX）的SPF WT小鼠）或WildR小鼠（野生小鼠微生物群重建小鼠，使用來源于野生捕獲小鼠的參考腸道微生物群定殖的小鼠）菌群定殖，然后進行雙重ICB治療。

研究結果表明WildR小鼠在接受雙重ICB注射后，糞便LCN-2（Lipocalin-2）表達水平升高，小鼠盲腸組織切片顯示嚴重的免疫病理學特征。SPF ICB小鼠和WildR ISO小鼠（用isotype antibodies處理的WildR小鼠）糞便中LCN-2的表達水平未發(fā)現(xiàn)明顯變化。GF C57BL/6小鼠和GF Rag1^?/?小鼠（Rag1^?/?小鼠缺乏功能性T、B淋巴細胞）在雙重ICB治療下定殖WildR微生物群。結果顯示WildR C57BL/6小鼠在雙重ICB治療下會觸發(fā)結腸炎，而WildR Rag1^?/?小鼠在雙重ICB治療后未引發(fā)結腸炎。（見圖1）

圖1. ICB可誘導攜帶野生小鼠微生物群的C57BL/6小鼠結腸炎

（文中所有圖片均來源于《Science》雜志）

然后，研究者比較了抗CTLA-4或PD-1的抗體在ICB驅動的腸道炎癥發(fā)展中各自的貢獻，發(fā)現(xiàn)使用雙重ICB治療或單獨使用抗CTLA-4抗體治療WildR小鼠，表現(xiàn)出相似的腸道炎癥敏感性。單獨抗PD-1抗體治療的WildR小鼠沒有發(fā)展腸道炎癥。在用抗CTLA-4抗體治療后，腸道組織中產生IFNγ的CD4⁺ T細胞聚集。用IFNγ中和抗體治療后，ICB治療過程中的腸道炎癥顯著減輕。（見圖2）

圖2. 抗CTLA-4抗體引發(fā)IFNγ和CD4⁺ T細胞介導的結腸炎

有研究表明抗CTLA-4抗體對腫瘤內T_reg的消耗需要Fcγ受體參與，為了測試腸道中是否存在類似Fc依賴過程，研究者使用了FcRγ KO小鼠。結果表明抗CTLA-4抗體治療后，WildR FcRγ KO小鼠腸道幾乎無炎癥?？笴TLA-4抗體治療的WT小鼠中CD4⁺ T細胞的IFNγ、IL-17A表達增加，腸道中Foxp3⁺ T_regs和RORγt⁺ pT_reg的百分比減少。（見圖3）

圖3. 抗CTLA-4抗體誘導的結腸炎需要Fcγ受體

考慮到抗CTLA-4抗體誘導結腸炎需要Fc-Fcγ受體相互作用，研究者假設缺乏Fc結構域的納米體可用于CTLA-4阻斷治療，同時降低腸道irAEs的風險，故使用了含有半衰期延長物的抗CTLA-4 H11納米抗體（H11-HLE）。在WildR WT小鼠皮下接種MC38腺癌細胞，并使用抗CTLA-4抗體/H11-HLE/isotype。結果發(fā)現(xiàn)用抗CTLA-4抗體治療的小鼠顯示出腫瘤減小的趨勢，但在治療過程中出現(xiàn)了結腸炎。使用H11-HLE的腫瘤接種小鼠顯示出與使用抗CTLA-4抗體治療的小鼠類似的抗腫瘤活性，但沒有結腸炎。同時使用抗CTLA-4抗體和抗PD-1抗體可以激發(fā)更強的抗腫瘤免疫反應，但也會增加irAEs的風險和嚴重程度。研究者發(fā)現(xiàn)：在WildR小鼠皮下注射CT26腫瘤細胞，用抗CTLA-4抗體和抗PD-1抗體治療的小鼠與用H11-HLE和抗PD-1抗體治療的小鼠相比，抗腫瘤反應相似，腫瘤顯著減小，但只有使用抗CTLA-4抗體和抗PD-1抗體治療的小鼠發(fā)生結腸炎。（見圖4）

圖4. 抗CTLA-4納米抗體能刺激抗腫瘤免疫，但不會引發(fā)結腸炎

綜上，研究者證明了微生物群在ICB誘導的結腸炎中的重要作用。在WildR小鼠中，缺乏Fc結構域的CTLA-4納米抗體具有與傳統(tǒng)抗CTLA-4抗體類似的刺激抗腫瘤免疫作用，而不會引發(fā)結腸炎。

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