CD16：架起CAR-NK療法與NK細胞毒性作用之間的橋梁

前  言

CAR-T細胞治療技術(shù)獲得快速發(fā)展，但不同的患者耐受力差別較大，甚至會產(chǎn)生神經(jīng)毒性和細胞因子風暴，在實體瘤治療中沒有顯著效果。為了找到一種更加有效的治療技術(shù)，科學家用NK細胞替代T細胞，開發(fā)出CAR-NK細胞療法。

1 CAR-NK細胞療法優(yōu)勢

CAR-NK通過基因工程修飾使其表達CAR，將識別靶細胞表面抗原的抗體與激活免疫細胞所需的信號分子鏈接，突破抑制性受體的限制，激活NK細胞，增強NK細胞對靶細胞的特異性殺傷。

CAR-NK細胞治療流程（源自參考文獻）

CAR-NK具有更多腫瘤殺傷途徑，不會引起移植物抗宿主病。CAR-NK不分泌IL-1、IL-6等炎癥因子，不會誘發(fā)細胞因子風暴。CAR-NK對細菌、真菌及其他病毒病原體也有防御作用。CAR-NK在體內(nèi)存活周期短，不易產(chǎn)生長期的不良反應。實體瘤對未修飾的NK細胞具有耐受性，但對抗原依賴型CAR-NK較敏感，因此CAR-NK對實體瘤治療具有明顯優(yōu)勢。

從美國臨床試驗注冊中心網(wǎng)站公示信息所知，目前已有多種CAR-NK臨床試驗在開展，大部分位于臨床Ⅰ/Ⅱ階段。從靶點來看，多數(shù)CAR-NK產(chǎn)品靶向常見的惡性血液腫瘤靶點，如CD19、CD22、BCMA、CD33等，也有部分靶向?qū)嶓w瘤相關(guān)靶點，如PSMA、MSLN、ROBO1、NKG2D等。

2 ADCC作用機制

NK細胞發(fā)揮殺傷作用的機制主要有：

（1）執(zhí)行細胞脫粒，如分泌穿孔素、顆粒酶等細胞毒性顆粒；

（2）表達腫瘤壞死因子（如FasL、TRAIL等），激活細胞凋亡；

（3）通過表達FcγRIII (CD16) 與腫瘤抗原特異性抗體Fc段結(jié)合，介導抗體依賴性的細胞毒性作用（ADCC）。

NK細胞發(fā)揮殺傷作用的機制（源自參考文獻）

ADCC過程是抗體通過抗原結(jié)合部位識別并結(jié)合腫瘤細胞表面抗原以及Fc部位結(jié)合免疫效應細胞表面的Fc受體（FcR），免疫效應細胞得到激活，殺死腫瘤靶細胞。

Fc受體主要有3種：FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)和FcγRIII(CD16) 。與ADCC效應密切相關(guān)的是CD16a（激活型）以及CD32b（抑制型）兩個受體。當通過CD16a識別抗體時，NK細胞釋放不同的細胞毒性分子，從而引發(fā)靶細胞的死亡。

CD16a是一種跨膜受體，具有兩個細胞外Ig樣結(jié)構(gòu)域，細胞內(nèi)部分不具有任何信號成分，為了傳遞信號，需要兩條帶有免疫受體酪氨酸基激活基序（ITAM）的信號鏈：CD3ζ和FcγRI。CD16a結(jié)合后，激酶LcK被激活，ITAM結(jié)構(gòu)域磷酸化，將PIP2轉(zhuǎn)化為PIP3，釋放IP3和DAG。IP3誘導鈣從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放，觸發(fā)ADCC。其他如ERK2、MAPK通路也參與激活ADCC。

3 增強ADCC的策略

用促炎細胞因子刺激NK細胞能夠提高ADCC活性。已有臨床試驗證實通過輸注細胞因子誘導記憶樣NK細胞，比傳統(tǒng)NK細胞表達更多的IFN-γ，對白血病細胞和原發(fā)性急性髓系白血病母細胞顯示出優(yōu)-越的細胞毒性。常用的細胞因子組合包括IL-12、IL-15和IL-18。

抑制ADAM17進而增強ADCC活性。ADAM17是激活后CD16a下調(diào)的主要驅(qū)動因素。通過靶向ADAM17來防止CD16a脫落，改善NK細胞ADCC。研究發(fā)現(xiàn)，對NK細胞中使用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除ADAM17，顯示出更好的IFN-γ生成和體內(nèi)外ADCC活性。

工程化改造Fc，增強其對CD16a的親和力，進而改善ADCC。如GASDALIE由Fc中的4個替換（G236A/S239D/A330L/I332E）組成，對CD16a親和力顯著增加，而不影響與CD32b的親和力。還有突變體18（F243L/R292P/Y300L/V305I/P396L），ADCC顯著增加。另外抗體Fc N-聚糖的去糖基化修飾，能夠增加與CD16a的結(jié)合，改善ADCC。

雙特異性或三特異性抗體由scFv通過連接序列組成，一個單鏈抗體靶向CD16a，其它的靶向腫瘤抗原，使NK細胞重新定位到腫瘤細胞，增強針對靶細胞的ADCC作用。AFM13是一種靶向CD16a和CD30的雙特異性抗體，目前處于臨床Ⅱ期，用于治療外周T細胞淋巴瘤、轉(zhuǎn)化型蕈樣變性和霍奇金淋巴瘤。GTB-3550是一種CD16/CD33/IL-15的TRiKE形式，目前正在進行多種類型白血病的I/II期試驗研究（NCT03214666）。

增強NK細胞治療的ADCC策略（源自參考文獻）

靶向CD16a有助于解決當前癌癥免疫治療抗體的一些局限性，從而提高ADCC，促進臨床效果。表達CD16a的CAR-NK細胞與高親和力Fc受體CD64 (FcγRI)重組，顯示出更穩(wěn)定且更強的ADCC效應。將CAR-NK細胞與抗體免疫療法結(jié)合使用，能夠克服NK細胞的損傷。其中CAR-NK細胞可以通過CAR獨立殺死靶細胞，也可以作為CD16陽性效應細胞介導ADCC。

NK細胞是一組獨-特的抗腫瘤效應細胞，具有不受MHC限制的細胞毒性、產(chǎn)生細胞因子和免疫記憶等功能，使其成為先天性和適應性免疫反應系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色。對CD16a生物學進行深入了解有助于我們找到增強ADCC的策略，從而提高NK細胞的抗腫瘤活性。

義翹神州CD16相關(guān)精品

義翹神州已開發(fā)出多種CD16a、CD16b和CD64重組蛋白，覆蓋多種屬，且均經(jīng)過活性驗證，以支持癌癥免疫治療研究。

Human CD16a Protein, Cat: 10389-H08H1

高純度

> 95 % as determined by SEC-HPLC

具有結(jié)合活性

Immobilized Human CD16a (V176) can bind human IgG1 (Cat: 10702-HNAC)

【參考文獻】

1. From CD16a Biology to Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity Improvement. Front Immunol, 2022.

2. CAR-NK Cell: a new paradigm in tumor immunotherapy, Frontiers in Oncology, 2021.

3. Reimagining antibody-dependent cellular cytotoxicity in cancer: the potential of natural killer cell engagers. Trends Immunol, 2022.

4. CAR-NK Cells: From Natural Basis to Designfor Kill. Front Immunol,  2021.

5. NK cells and solid tumors: therapeutic potential and persisting obstacles. Mol Cancer, 2022

6. Outlook for New CAR-Based Therapies with a Focus on CAR NK Cells: What Lies Beyond CAR-Engineered T Cells in the Race against Cancer. Cancer Discov, 2022.

7. CAR-NK cells for cancer immunotherapy: from bench to bedside. Biomarker Research, 2022.

8. Harnessing natural killer cells for cancer immunotherapy: dispatching the first responders. Nature Reviews Drug Discovery, 2022