當身體發(fā)生感染時，感染附近區(qū)域可變紅、腫和熱。這種發(fā)炎過程有助于排除體內(nèi)的受損細胞和病原體等有害刺激并開始愈合過程。但若炎癥長期不消退則會損害周圍的健康組織。為了限制這種損害，細胞會在其表面表達PD-L1蛋白（Programmed death-ligand 1，程序性死亡配體1）。當PD-L1蛋白跟T細胞表面的PD-1蛋白（programmed death 1，程序性死亡蛋白1）接觸并發(fā)生反應時，此T細胞便會凋亡，則該區(qū)域不發(fā)炎。癌腫瘤的生長常與慢性炎癥相關(guān)聯(lián)。腫瘤細胞和正常細胞之間有許多相似之處，而且腫瘤細胞可在其表面表達很多種蛋白質(zhì)，這都使抗癌藥物發(fā)展更具挑戰(zhàn)性。

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人PD-1 抗體藥物nivolumab

PD-1抗體的抗癌效果是前所未有的，一次次地在美國臨床腫瘤年會上刮起黑色旋風。據(jù)權(quán)威期刊《新英格蘭醫(yī)學雜志》編委表述：PD-1抗體是過去30年里抗癌效果最好的。有分析認為，PD-1抗體的市場可能會達到350億美元。臨床實驗也表明，跟其他免疫療法相比，PD-1和PD-L1抗體藥物能縮小更多種腫瘤和對更多患者有效。以前的免疫療法反應率只有10%，而PD-1和PD-L1藥物對25-40%的患者都有效，這些藥物也顯示較低的毒性水平。與那些使用其他標準癌癥治療方法的患者相比，使用這種藥物的患者可以活得更長。

目前臨床試驗中已經(jīng)包括多種針對PD-1通路阻斷的單克隆抗體藥物 。然而，不是所有患者都會對PD-1抗體有響應。目前來看，各疾病對PD-1抗體的響應率如下：黑色素瘤患者（17-40%）、肺癌（10-30%）、膀胱癌（25%）、卵巢癌（6-23%）、頭頸癌（14-20%）、霍奇金淋巴瘤（87%）、肝癌（20%）、腎細胞癌（20%-30%）。

這到底是為什么呢？

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2

2017年5月10日，一篇發(fā)表在《科學轉(zhuǎn)化醫(yī)學》期刊上的論文《In vivo imaging reveals a tumor-associated macrophage–mediated resistance pathway in anti-PD-1 therapy》可以給我們答案：

那么多患者

對PD-1/L1抗體不響應，

是因為

巨噬細胞把PD-1/L1吃了！?。?/p>

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《科學轉(zhuǎn)化醫(yī)學》封面

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論文出自哈佛大學醫(yī)學院附屬麻省總醫(yī)院的Mikael J. Pittet教授團隊，他們首先給PD-1抗體加上黃色標記，再利用活體顯微鏡實時監(jiān)測標記后的PD-1抗體在結(jié)腸癌小鼠模型中的動向。在將標記的PD-1抗體注射入結(jié)腸癌模型小鼠體內(nèi)5分鐘后，就發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境內(nèi)的T細胞上有了染色標記。最開始標記的PD-1抗體結(jié)合到腫瘤浸潤T細胞周圍而幾分鐘后在T細胞表明形成色塊，之后這些色塊都在腫瘤相關(guān)巨噬細胞內(nèi)。

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小鼠活體成像前對抗體及各細胞的標記

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注射早期小鼠PD-1抗體從T細胞到巨噬細胞的轉(zhuǎn)移過程

為了深入了解巨噬細胞吃掉PD-1抗體的過程，研究者首先提取了三種腫瘤模型中小鼠體內(nèi)相關(guān)細胞，發(fā)現(xiàn)大部分的腫瘤相關(guān)巨噬細胞內(nèi)都有PD-1抗體。數(shù)據(jù)線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞吃掉抗體與巨噬細胞的數(shù)量無關(guān)：即使巨噬細胞的數(shù)量極低，也能將PD-1吃光，而且巨噬細胞不會主動與PD-1抗體結(jié)合。研究者隨后在體外創(chuàng)建了一個由骨髓分離得到的巨噬細胞和T細胞共培養(yǎng)體系：首先將T細胞與標記的PD-1抗體共培養(yǎng)，然后與巨噬細胞共培養(yǎng)，結(jié)果顯示標記后的PD-1抗體在數(shù)分鐘內(nèi)就從T細胞轉(zhuǎn)移至巨噬細胞中，這不能僅僅歸結(jié)為巨噬細胞的吞噬作用，因為在加入了吞噬抑制劑后，這一轉(zhuǎn)移仍然很快就發(fā)生，并且巨噬細胞不會吞噬沒有與T細胞結(jié)合的PD-1抗體。

既然腫瘤相關(guān)巨噬細胞并不與PD-1抗體結(jié)合，也不會在注射的早期吃掉PD-1抗體。因此研究者推測，PD-1抗體的轉(zhuǎn)移是通過一種非抗原特異性機制。隨后研究人員發(fā)現(xiàn)巨噬細胞表面存在Fcγ受體，這一受體與T細胞PD-1抗體復合物上Fc結(jié)構(gòu)域相結(jié)合，介導PD-1抗體的吞噬。隨后利用以流式細胞計監(jiān)測的抗體轉(zhuǎn)移實驗證明了這一發(fā)現(xiàn)：T細胞首先與染色后的PD-1抗體共培養(yǎng)30分鐘，然后與巨噬細胞一起培養(yǎng) ，最后用流式細胞計分析，大量PD-1抗體在巨噬細胞內(nèi)被測出。然而，如果在實驗開始時加入Fcγ受體抑制劑，那么PD-1抗體就不會從T細胞轉(zhuǎn)移到巨噬細胞。

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Fcγ受體抑制劑抑制巨噬細胞吞噬小鼠PD-1抗體

之后研究人員通過酶偶聯(lián)免疫吸收劑實驗，發(fā)現(xiàn)巨噬細胞與T細胞以及IgG2a抗體（與鼠PD-1抗體同源）共培養(yǎng)后， IgG2a抗體同樣被巨噬細胞降解。由于Fc/FcγR與抗體的結(jié)合與抗體的Fc結(jié)構(gòu)域上的多糖結(jié)構(gòu)相關(guān)，研究人員分析了小鼠的PD-1抗體以及人類PD-1抗體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠和人類PD-1抗體上主要糖的類型是相同的，因此他們推測小鼠體內(nèi)Fcγ受體介導的抗體轉(zhuǎn)移也會發(fā)生在人體內(nèi)。隨后他們在體外將人PD-1抗體nivolumab用AF647標記并與免疫 T細胞共培養(yǎng)，之后從人體血液單核細胞中分離出巨噬細胞，再將兩者共培養(yǎng)3天，同樣看到PD-1抗體轉(zhuǎn)移到巨噬細胞，轉(zhuǎn)移同樣可以被Fcγ受體抑制劑抑制，證明了Fcγ受體也可以調(diào)節(jié)nivolumab在人體的攝取。

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小鼠和人PD-1抗體結(jié)構(gòu)的比較示意圖

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Fcγ受體調(diào)節(jié)nivolumab在人體的攝取

最重要的是，

研究人員也找到了

防止PD-1抗體被吞噬的方法?。。?/p>

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他們利用一種叫做PNGaseF的酶來除去小鼠PD-1抗體上的糖鏈，然后用AF647標記，發(fā)現(xiàn)除去糖之后的PD-1仍能與T細胞結(jié)合，卻不會被巨噬細胞吃掉。而且Fcγ受體被抑制后PD-1抗體與T細胞結(jié)合的時間顯著延長，并且Fcγ受體被阻斷的所有小鼠結(jié)腸癌模型對PD-1抗體都產(chǎn)生了響應，所有小鼠腫瘤都被完全抑制。目前PD-1抗體單獨使用的響應率僅30%左右,而小鼠體內(nèi)PD-1抗體加Fcγ受體阻斷劑卻對所有小鼠產(chǎn)生響應，這一發(fā)現(xiàn)無疑對目前免疫治療領域造成巨大影響，為免疫治療不敏感癌癥患者提供新的治療方案，讓癌癥變得不再可怕。

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PNGaseF處理PD-1抗體前后巨噬細胞吞噬效果對比

更重要的是，功臣產(chǎn)品PNGaseF在AtaGenix的官網(wǎng)隨時有售。點擊鏈接即可直達：

http://www.atagenix.com/product_detail-72911.html

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Final QC of PNGase F

2. E.B. Garon, N. A. Rizvi, R. Hui, N. Leighl, A. S. Balmanoukian, J. P. Eder, A.Patnaik, C. Aggarwal, M. Gubens, L. Horn, E. Carcereny, M.-J. Ahn, E. Felip,J.-S. Lee, M. D. Hellmann, O. Hamid, J. W. Goldman, J.-C. Soria, M.Dolled-Filhart, R. Z. Rutledge, J. Zhang, J. K. Lunceford, R. Rangwala, G. M. Lubiniecki, C. Roach, K. Emancipator, L. Gandhi; KEYNOTE-001 Investigators, Pembrolizumab for the treatment of non–small-cell lung cancer. N. Engl. J. Med. 372, 2018–2028 (2015).

3. Arlauckas SP, Garris CS, Kohler RH, Kitaoka M, Cuccarese MF, et al. 2017. In vivo imaging reveals a tumor-associated macrophage–mediated resistance pathway in anti–PD-1 therapy. Science Translational Medicine 9

4. Baumeister S H, Freeman G J, Dranoff G, et al. Coinhibitory pathways in immunotherapy for cancer[J]. Annual review of immunology, 2016, 34: 539-573.