Fcγ受體與免疫調(diào)節(jié)抗體：從機(jī)制到臨床的全面解析

2025-03-12 15:57

-01-導(dǎo)讀

近年來(lái)，腫瘤免疫治療的突破讓“免疫檢查點(diǎn)抑制劑”成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。但許多人可能不知道，這些抗體藥物的療效不僅取決于其靶向結(jié)合能力，還與一個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)——Fcγ受體（FcγR）密切相關(guān)。

Fc–FcγR相互作用對(duì)腫瘤靶向抗體的活性至關(guān)重要，如利妥昔單抗、曲妥珠單抗和西妥昔單抗，其中腫瘤細(xì)胞的殺傷至少部分是由于這些機(jī)制。然而，我們對(duì)這些免疫調(diào)節(jié)抗體的這些相互作用如何增強(qiáng)抗腫瘤免疫的理解仍然知之甚少。因此，進(jìn)一步了解評(píng)估IgG亞類、遺傳多態(tài)性的影響，以及這些抗體作用機(jī)制的臨床前和臨床研究之間的轉(zhuǎn)化，有助于我們進(jìn)一步提高這些治療藥物的療效。

-02-什么是Fcγ受體？

抗體是免疫球蛋白超家族的成員，在結(jié)構(gòu)上由兩個(gè)結(jié)構(gòu)域組成：負(fù)責(zé)抗原識(shí)別的結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Fab）和與Fc受體（FcRs）結(jié)合的Fc結(jié)構(gòu)域。Fab包括輕鏈和重鏈的互補(bǔ)決定區(qū)（CDR），該互補(bǔ)決定區(qū)包含六個(gè)決定抗原識(shí)別的高可變區(qū)。Fc區(qū)由重鏈α鏈、δ鏈、ε鏈、γ鏈或μ鏈組成，分別存在于IgA、IgD、IgE、IgG和IgM中，定義了抗體同種型。FcRs有三種類型：I型，包括典型的Fcγ受體；II型，其含有C型凝集素受體如CD209和CD23；以及分別負(fù)責(zé)維持抗體半衰期和降解的細(xì)胞內(nèi)受體新生Fc受體（FcRn）和TRIM-21。

FcγRs是一個(gè)結(jié)合單體和免疫復(fù)合物IgG的受體家族，可引發(fā)激活或抑制功能。這些受體參與驅(qū)動(dòng)抗體效應(yīng)器功能，包括抗體依賴性細(xì)胞毒性（ADCC）和/或抗體依賴性胞吞噬作用（ADCP）、抗原呈遞以及趨化因子和細(xì)胞因子的釋放。

在人和小鼠中，有三個(gè)受體家族。其中包括FcγRI（CD64）、FcγRII（CD32）和FcγRIII（CD16）。小鼠表達(dá)這三種受體，以及獨(dú)特的高親和力FcγRIV（CD16-2）。FcγRI、FcγRIII和FcγRIV被認(rèn)為是激活受體，而FcγRII是抑制性的。

人和小鼠FcγRI、FcγRIII和FcγRIV通過(guò)一種含有免疫受體酪氨酸激活基序（ITAM）的銜接蛋白，即Fc受體γ鏈（FcRγ）發(fā)出信號(hào)。人FcγRIIa和FcγRIIc是唯一在胞內(nèi)尾部含有內(nèi)源性ITAM的FcγRs，不需要銜接蛋白來(lái)發(fā)出信號(hào)。FcγRIIb通過(guò)與免疫復(fù)合物結(jié)合并通過(guò)內(nèi)源性細(xì)胞內(nèi)免疫受體酪氨酸基抑制基序（ITIM）發(fā)出信號(hào)，抑制通過(guò)激活FcγRs介導(dǎo)的抗體效應(yīng)器功能。

-03-結(jié)構(gòu)決定命運(yùn)：FcγR與IgG亞型的選擇

FcγRs根據(jù)其結(jié)合單體或IgG免疫復(fù)合物的能力分為高親和力和低親和力。親和力高于107/M-1的FcγRs 可以結(jié)合單體和IgG免疫復(fù)合物，被認(rèn)為是高親和力的；而FcγRs的親和力低于107/M-1只能與IgG免疫復(fù)合物結(jié)合，被認(rèn)為是低親和力。人hIgG1、hIgG3和hIgG4與所有FcγRs結(jié)合，而hIgG2與除FcγRI和FcγRIIIb外的所有FcγRs結(jié)合。小鼠mIgG1僅與mFcγRII和mFcγRIII結(jié)合，mIgG2a/c和mIgG2b與所有FcγRs結(jié)合，而mIgG3僅與mFcγRI結(jié)合。但在體內(nèi)，這些受體的親和力受到多種變量的影響，如抗體-抗原比率、免疫復(fù)合物的大小和受體的位置。

IgG亞類對(duì)FcγRs的不同親和力和每個(gè)FcγR的細(xì)胞表達(dá)水平被用于定義引發(fā)“弱”或“強(qiáng)”抗體效應(yīng)功能的可能性，這被稱為激活抑制（A/I）比率。通常，具有hIgG1主鏈的治療性抗體用于激活FcγRs并清除靶細(xì)胞。相反，hIgG2和hIgG4抗體用于阻斷受體-配體相互作用，而不參與激活FcγRs，因?yàn)樗鼈儗?duì)FcγRs的親和力相對(duì)較低。然而，hIgG2和hIgG4仍然具有結(jié)合激活的FcγRs的能力，可能在意想不到的情況下驅(qū)動(dòng)效應(yīng)器功能。由于FcγRIIa和FcγRIIIa主要在NK細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞上表達(dá)，它們被認(rèn)為是人類IgG的主要效應(yīng)細(xì)胞。在小鼠中，當(dāng)需要抗體效應(yīng)器功能時(shí)使用mIgG2a，而當(dāng)阻斷靶的生物活性時(shí)使用mIgG1。mIgG2a的治療性抗體需要與髓系細(xì)胞上的高親和力小鼠FcγRs、mFcγRI和mFcγRIV結(jié)合，以清除靶標(biāo)。

-04-FcγR的免疫調(diào)節(jié)作用

1. 調(diào)節(jié)先天免疫與適應(yīng)性免疫的橋梁ADCC與ADCP：NK細(xì)胞通過(guò)FcγRIIIa識(shí)別抗體標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞，釋放穿孔素/顆粒酶直接殺傷靶細(xì)胞；巨噬細(xì)胞則通過(guò)吞噬作用清除腫瘤�？乖蔬f增強(qiáng)：樹(shù)突狀細(xì)胞通過(guò)FcγR捕獲免疫復(fù)合物，促進(jìn)腫瘤抗原交叉呈遞，激活T細(xì)胞。

2. 免疫檢查點(diǎn)的“間接調(diào)控者”耗竭抑制性T細(xì)胞：抗CTLA-4抗體（如伊匹木單抗）通過(guò)FcγR介導(dǎo)的ADCC清除調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg），解除免疫抑制。協(xié)同增效：LAG-3或TIGIT抗體單藥效果有限，但與PD-1抗體聯(lián)用可通過(guò)FcγR依賴的機(jī)制增強(qiáng)T細(xì)胞活化。-05-臨床藥物的精細(xì)博弈：Fc工程化策略抗體工程是調(diào)節(jié)FcγR結(jié)合的強(qiáng)大工具，影響治療性抗體的活性、半衰期和生產(chǎn)制造。Fc的點(diǎn)突變和N297糖基化位點(diǎn)的修飾已被廣泛用于修飾IgG與補(bǔ)體、FcRn和FcγRs的結(jié)合，以影響其作用機(jī)制。最常見(jiàn)的突變之一是用于治療性hIgG4抗體的S228P突變。另一種常見(jiàn)的策略是對(duì)Fc的CH2結(jié)構(gòu)域內(nèi)連接到N297的聚糖進(jìn)行糖工程改造。

CTLA-4

美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）已經(jīng)批準(zhǔn)了兩種CTLA-4抗體，ipilimumab（hIgG1）和tremelimumab（hIgG2）。盡管hIgG1具有比hIgG2更高的親和力，hIgG1和hIgG2都可以參與激活FcγRs，潛在地驅(qū)動(dòng)抗體效應(yīng)器功能并導(dǎo)致表達(dá)CTLA-4的細(xì)胞的清除。

PD-1

FDA已經(jīng)批準(zhǔn)了幾種靶向PD-1的抗體，這些抗體使用S228P突變改造的hIgG4亞型阻斷其與PD-L1的相互作用。令人感興趣的是，tislelizumab與其他FDA批準(zhǔn)的PD-1抗體不同，因?yàn)樗谄浜愣▍^(qū)經(jīng)過(guò)一系列突變改造，以降低FcγR的結(jié)合，有可能防止Fc–FcγR相互作用的有害影響。

PD-L1

目前有三種FDA批準(zhǔn)的PD-L1抗體，atezolizumab、durvalumab和avelumab，具有不同的FcγR-結(jié)合特性。與具有Fc突變hIgG1亞型的atezolizumab和durvalumab不同，avelumab是一種野生型hIgG1，具有完整的FcγR結(jié)合。Avelumab已被證明在參與hFcγRIIIa后介導(dǎo)同種異體癌癥細(xì)胞系的ADCC，類似于其他腫瘤靶向hIgG1抗體。然而，由于Teff細(xì)胞和APC也在TME中表達(dá)PD-L1，Avelumab也可能清除這些群體，導(dǎo)致次優(yōu)的抗腫瘤活性。因此，抗PD-L1藥物的最終體內(nèi)活性將取決于PD-L1在不同免疫細(xì)胞和不同TME中的分布和表達(dá)水平。

LAG-3和TIGIT

FDA最近批準(zhǔn)了LAG-3抗體relatlimab（hIgG4S228P）與抗PD-1（nivolumab）聯(lián)合治療晚期黑色素瘤。與大多數(shù)PD-1抗體類似，relatlimab被開(kāi)發(fā)用于阻斷LAG-3的抑制活性，而不引發(fā)抗體效應(yīng)器功能。

Tiragolumab，一種抗TIGIT hIgG1抗體，最近的的結(jié)果顯示接受Tiragolumab治療的患者的CD4+和CD8+Teff細(xì)胞和NK細(xì)胞活化、Treg細(xì)胞清除以及伴隨的髓系細(xì)胞活化。

CD28

Theralizumab（TGN-1412）是第一種在臨床上測(cè)試的CD28抗體，其設(shè)計(jì)具有野生型hIgG4亞類（缺乏S228P突變），作為靶向人CD28的超級(jí)激動(dòng)性抗體，獨(dú)立于TCR。在I期臨床試驗(yàn)中，健康志愿者服用theralizumab會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS），導(dǎo)致嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和慢性器官衰竭。進(jìn)一步的體外研究表明，theralizumab的hFcγRIIb超交聯(lián)增強(qiáng)了CD28聚集，并增加了CD4+Teff細(xì)胞的細(xì)胞因子產(chǎn)生，至少驅(qū)動(dòng)了其部分毒性，這是臨床前研究中未觀察到的特征。此外，該抗體具有野生型IgG4，沒(méi)有S228P突變，這表明它可能在體內(nèi)進(jìn)行了Fab臂交換，可能會(huì)增加其毒性效應(yīng)。

ICOS

已經(jīng)在臨床上評(píng)估了幾種具有hIgG1或hIgG4骨架的ICOS抗體。有人贊成開(kāi)發(fā)具有效應(yīng)器功能hIgG1的抗ICOS抗體（vopratelimab），以促進(jìn)ICOS高表達(dá)Treg細(xì)胞的消耗，以及表達(dá)較低水平ICOS的Teff細(xì)胞的激活（通過(guò)受體交聯(lián)）。另一種種更為保守，用hIgG4開(kāi)發(fā)抗ICOS抗體（feladilimab），激活I(lǐng)COS并減少消耗活化的ICOS高表達(dá)Teff細(xì)胞的機(jī)會(huì)。然而，這兩種抗體都沒(méi)有產(chǎn)生顯著的臨床影響。

CD40

在已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的許多CD40抗體中，具有增強(qiáng)的FcγRIIb結(jié)合的hIgG1和不需要FcγRIIb的hIgG2抗體可能最有希望引發(fā)最佳治療潛力。然而，盡管做出了努力，但大多數(shù)使用CD40抗體的臨床試驗(yàn)顯示出有限的療效，并導(dǎo)致了與治療相關(guān)的肝毒性和CRS。

OX40

人OX40抗體已經(jīng)在臨床上使用hIgG1或hIgG2亞型進(jìn)行了測(cè)試。Ivuxolimab（PF-04518600）是唯一的hIgG2，在一項(xiàng)I期試驗(yàn)中作為單一療法進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它能促進(jìn)血液中CD8+Teff細(xì)胞的克隆擴(kuò)增，在6%的局部晚期或轉(zhuǎn)移性癌癥患者中有部分反應(yīng)。在同一項(xiàng)研究中，ivuxolimab與4-1BB抗體（utomilumab）聯(lián)合使用，在少數(shù)晚期實(shí)體癌患者中顯示出一定療效。hIgG1 OX40抗體也已在早期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行了測(cè)試。盡管缺乏臨床活性，Cudarolimab（IBI101）和tavolimab與CD4+和CD8+Teff細(xì)胞的擴(kuò)增有關(guān)，在后者的情況下與TME內(nèi)的Treg細(xì)胞清除有關(guān)。

4-1BB

目前，兩種4-1BB抗體已在臨床上進(jìn)行了評(píng)估，即urelumab（hIgG4）和utomilumab（hIgG2）。與ICOS和OX40類似，這些抗體在臨床試驗(yàn)中顯示出有限的反應(yīng)。Urelumab和utomilumab在循環(huán)NK細(xì)胞、CD4+Teff細(xì)胞和CD8+Teff以及樹(shù)突狀細(xì)胞上顯示出激活標(biāo)記物的表達(dá)增加。然而，由于其相當(dāng)大的肝毒性，urelumab顯示出較差的安全性，而utomilumab具有更可接受的安全性。utomilumab更有利的安全性可能部分與這樣一個(gè)事實(shí)有關(guān)，即utomilumab的激動(dòng)性不如urelumab，并且其hIgG2亞型不與FcγRIIb結(jié)合。一種潛在的4-1BB抗體開(kāi)發(fā)策略可能是降低utomilumab或urelumab的Fab親和力，同時(shí)工程化hIgG2亞型以驅(qū)動(dòng)不依賴于FcγRs的4-1BB激動(dòng)劑。

-06-結(jié)語(yǔ)：精準(zhǔn)免疫治療的新維度Fcγ受體作為抗體效應(yīng)的“終末執(zhí)行者”，其復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為腫瘤免疫治療提供了多重干預(yù)節(jié)點(diǎn)。隨著對(duì)FcγR生物學(xué)和抗體工程的深入研究，未來(lái)的免疫治療將朝著更精準(zhǔn)的調(diào)控方向發(fā)展。從基因多態(tài)性到抗體工程，從單藥到聯(lián)合策略，深入理解FcγR生物學(xué)將推動(dòng)更安全、更精準(zhǔn)的下一代療法誕生。

參考文獻(xiàn)：

1.Fcγ receptors and immunomodulatory antibodies in cancer. Nat Rev Cancer.2024 Jan;24(1):51-71.

原文標(biāo)題 : Fcγ受體與免疫調(diào)節(jié)抗體：從機(jī)制到臨床的全面解析

抗體腫瘤