引言

抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性（ADCC）是一種有效的細(xì)胞毒性機(jī)制，主要通過自然殺傷（NK）細(xì)胞介導(dǎo)。當(dāng)特異性抗體結(jié)合到靶向細(xì)胞膜上以后，免疫細(xì)胞通過該反應(yīng)誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。這是抗體限制和控制感染的幾種主要機(jī)制之一。

抗體和免疫細(xì)胞的相互作用通過一個受體家族發(fā)生：Fc受體（FcR）。在人類中，IgG的FcR家族（FcγR）由6個受體組成：FcγRI/CD64、FcγRIIa/CD32a、FcγRIIb/CD32b、FcγRIIc/CD32c、FcγRIIIa/CD16a和FcγRIIIb/CD16b，其中CD16a主要負(fù)責(zé)觸發(fā)NK細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC。因此，對CD16a作用機(jī)制的了解，有助于我們通過改善單克隆抗體或NK細(xì)胞來增強(qiáng)腫瘤免疫治療藥物的ADCC作用。

一、ADCC的作用機(jī)制

NK細(xì)胞是一種天然的淋巴細(xì)胞，能夠非常有效地破壞應(yīng)激細(xì)胞，如病毒感染或腫瘤轉(zhuǎn)化細(xì)胞。通常情況下，ADCC效應(yīng)主要通過結(jié)合FCR的抗體激活NK細(xì)胞，NK細(xì)胞膜上最具特征的FcR就是FcγRIII（CD16），其中NK細(xì)胞主要表達(dá)CD16a，而CD16b僅限于中性粒細(xì)胞。人類NK細(xì)胞分為兩個主要亞群：CD56bright和CD56dim。CD56brightNK細(xì)胞是強(qiáng)有力的細(xì)胞因子產(chǎn)生者，但缺乏CD16a；而CD56dim具有高度的細(xì)胞毒性，表達(dá)D16a。

當(dāng)通過CD16a識別IgG調(diào)理的靶點時，NK細(xì)胞就會釋放不同的細(xì)胞毒性分子，從而引發(fā)靶細(xì)胞的死亡。這種機(jī)制依賴于免疫突觸的形成和含有穿孔素和顆粒酶的溶解顆粒的脫顆粒。除了脫顆粒外，NK細(xì)胞還可以通過將靶死亡受體（如DR4、DR5或Fas）與其死亡受體配體（如FasL和TRAIL）結(jié)合來清除靶細(xì)胞。

二、CD16a的生物學(xué)

CD16a是一種跨膜受體，具有短的C-ter胞質(zhì)尾，并具有兩個細(xì)胞外Ig樣結(jié)構(gòu)域。它的細(xì)胞內(nèi)部分不具有任何信號成分，因此，為了傳遞信號，它需要兩條帶有免疫受體酪氨酸基激活基序（ITAM）的信號鏈。

CD16a與IgG的CH2以1:1的方式相互作用，其中CH2上的N297位的 N-聚糖鏈在這種相互作用中也起著關(guān)鍵作用。因此，不僅氨基酸序列，其聚糖組成都可以極大地影響CD16a對Fc的親和力，從而影響ADCC的效力。

CD16a在其細(xì)胞質(zhì)尾部不具有任何ITAM結(jié)構(gòu)域，因此需要兩條含有ITAM結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞內(nèi)鏈串聯(lián)的幫助，CD3ζ和Fc?RIγ。CD16a結(jié)合后，屬于Src家族的激酶Lck被激活，并磷酸化CD3ζ和/或Fc?RIγ的ITAM結(jié)構(gòu)域。磷酸化的ITAM允許來自Syk家族的激酶招募和磷酸化，例如Syk和ZAP-70，它們反過來負(fù)責(zé)后續(xù)的信號傳導(dǎo)。在它們的底物中，PI3K是高度相關(guān)的，因為它將PIP2轉(zhuǎn)化為PIP3，PIP3經(jīng)PLC-γ處理后釋放IP3和DAG。DAG激活PKC家族，這有助于觸發(fā)脫顆粒。IP3誘導(dǎo)鈣從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放，這種鈣內(nèi)流是ADCC觸發(fā)的主要信號之一，也導(dǎo)致核內(nèi)NFAT易位，誘導(dǎo)其靶基因的轉(zhuǎn)錄。CD16a參與激活的其他途徑也有助于ADCC，例如ERK2 MAPK途徑。

CD16a依賴性NK細(xì)胞殺傷后，CD16a迅速下調(diào)。CD16a脫落的機(jī)制之一是由去整合素和金屬蛋白酶17（ADAM17）介導(dǎo)的，后者在NK細(xì)胞上表達(dá)。ADAM17對CD16a的切割發(fā)生在順式結(jié)構(gòu)中，這意味著表達(dá)ADAM17的NK細(xì)胞不能在另一個NK細(xì)胞上誘導(dǎo)CD16a脫落。激活后CD16a下調(diào)的另一個機(jī)制是內(nèi)化，這不僅發(fā)生在CD16a上，也發(fā)生在其他細(xì)胞內(nèi)信號成分上，如CD3ζ、ZAP-70和Syk。

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三、提高ADCC作用的策略

細(xì)胞因子

提高ADCC活性的一個簡單方法是用促炎細(xì)胞因子刺激NK細(xì)胞。NK細(xì)胞移植已在多個臨床試驗中成功進(jìn)行，例如通過輸注細(xì)胞因子誘導(dǎo)記憶樣（CIML）NK細(xì)胞，最常用的細(xì)胞因子組合包括IL-12、IL-15和IL-18。CIML NK細(xì)胞比傳統(tǒng)NK細(xì)胞表達(dá)更多的IFN-γ，對白血病細(xì)胞和原發(fā)性急性髓系白血病（AML）母細(xì)胞顯示出優(yōu)越的細(xì)胞毒性。

IL-12會增加NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ和TNF-α，在一項I/II期臨床試驗中，西妥昔單抗與IL-12聯(lián)合應(yīng)用于無法切除或復(fù)發(fā)的頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者。與無進(jìn)展生存期（PFS）小于100天的患者相比， PFS大于100天的患者NK細(xì)胞在體外具有更高的ADCC活性。

IL-15是NK和CD8+T細(xì)胞生存和功能所必需的細(xì)胞因子。N-803是一種突變的N72D IL-15超激動劑，在臨床前模型和臨床試驗中顯示出增強(qiáng)的NK細(xì)胞體外和體內(nèi)活性。此外，它還增加了NK和CD8+T細(xì)胞的數(shù)量。

抑制ADAM17

ADAM17是激活后CD16a下調(diào)的主要驅(qū)動因素。改善NK細(xì)胞ADCC的一種策略是通過靶向ADAM17來防止CD16a脫落。研究發(fā)現(xiàn)，對NK細(xì)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。然而，也有研究顯示，阻斷ADAM17降低了NK細(xì)胞的存活率以及CD16a介導(dǎo)的連環(huán)殺傷，細(xì)胞無法與靶細(xì)胞分離，阻礙其運動到另一個靶細(xì)胞。

總之，ADAM17抑制的益處尚不清楚，結(jié)果也有爭議。這一策略是否能夠成功，有待于一項正在進(jìn)行的臨床試驗（NCT04023071）結(jié)果，該試驗將評估攜帶不可切割CD16a的iPSC衍生NK細(xì)胞在AML和B細(xì)胞淋巴瘤中的應(yīng)用。

工程化抗體

抗體的Fc部分進(jìn)行工程化改造，可以增加Fc對CD16a的親和力，并隨后改善ADCC。一些突變非常流行，例如，所謂的GASDALIE，由Fc中的4個替換組成：G236A/S239D/A330L/I332E。該突變顯示對CD16a的親和力顯著增加，而CD32b親和力幾乎沒有增加。

另一個突變稱為突變體18（F243L/R292P/Y300L/V305I/P396L），ADCC顯著增加。這些突變現(xiàn)已作為抗HER2抗體margetuximab進(jìn)入臨床，并在I期治療各種HER2陽性癌時顯示出良好的效果。

此外，抗體Fc N-聚糖的糖工程化有望增加對CD16a的親和力。研究最多的糖修飾是去糖基化，例如去巖藻糖修飾。這種修飾導(dǎo)致與CD16a的結(jié)合增加，ADCC改善。這項技術(shù)已被用于抗CD20抗體obinutuzumab。

NK細(xì)胞接合器

除了工程化抗體之外，還可以研究抗體的形式。基于雙特異性T細(xì)胞接合器（BiTE）策略的成功，為NK細(xì)胞開發(fā)了一種類似的形式，即所謂的雙特異性殺傷細(xì)胞接合器（BiKE）。BiKE由兩個scFv通過連接序列組成，一個單鏈抗體靶向CD16a，另一個靶向腫瘤抗原。

此外，還有三特異性殺傷細(xì)胞接合器（TRiKE），有2種腫瘤抗原與CD16a一起被靶向，或者添加IL-15代替第三種單鏈抗體。這種結(jié)構(gòu)的使用允許NK細(xì)胞重新定位到腫瘤細(xì)胞，并導(dǎo)致針對靶細(xì)胞的強(qiáng)大ADCC作用。

AFM13是一種針對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(xì)胞淋巴瘤、轉(zhuǎn)化型蕈樣變性和霍奇金淋巴瘤。在一項治療復(fù)發(fā)或難治性霍奇金淋巴瘤的Ib臨床研究中，AFM13與pembrolizumab的聯(lián)合治療產(chǎn)生了88%的客觀反應(yīng)率，總反應(yīng)率為83%。GTB-3550是一種CD16/CD33/IL-15的TRiKE形式，目前正在進(jìn)行多種類型白血病的I/II期試驗研究（NCT03214666）。

調(diào)節(jié)代謝途徑

代謝失調(diào)是腫瘤微環(huán)境中免疫抑制的關(guān)鍵驅(qū)動因素，許多研究已經(jīng)表明，免疫細(xì)胞代謝對其功能至關(guān)重要。最近，一些代謝藥物在增強(qiáng)NK細(xì)胞活性方面顯示出有希望的結(jié)果。二甲雙胍，被證明可以增加免疫細(xì)胞配體的表達(dá)，尤其是ICAM-1的表達(dá)。ICAM-1是一種整合素，可以調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)信號，包括NK細(xì)胞。二甲雙胍與UCB聯(lián)合使用擴(kuò)增NK細(xì)胞在體外和體內(nèi)顯示出更高的腫瘤細(xì)胞清除率。

此外，另一種策略是直接調(diào)節(jié)NK細(xì)胞代謝。cMyc是調(diào)節(jié)小鼠NK細(xì)胞糖酵解和氧磷代謝機(jī)制的關(guān)鍵因子，缺乏cMyc會導(dǎo)致NK細(xì)胞反應(yīng)受損。糖原合成酶激酶-3（GSK3）可介導(dǎo)小鼠NK細(xì)胞中cMyc的降解。與此一致，在AML患者的NK細(xì)胞中檢測到GSK3過度表達(dá)，并與針對AML細(xì)胞的細(xì)胞毒性受損有關(guān)，GSK3抑制劑可恢復(fù)這些NK細(xì)胞的活性。目前，一些臨床試驗正在評估GSK3抑制劑LY2090314對實體癌和血液癌的療效（NCT01632306、NCT01287520和NCT01214603）。

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結(jié)語

自然殺傷細(xì)胞是一組獨特的抗腫瘤效應(yīng)細(xì)胞，具有不受 MHC 限制的細(xì)胞毒性、產(chǎn)生細(xì)胞因子和免疫記憶等功能，使其成為先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色。 通過 CD16a 的 ADCC 作用是 NK 細(xì)胞發(fā)揮效應(yīng)器功能的主要機(jī)制之一。 因此，對 CD16a 的生物學(xué)的深入了解有助于我們找到增強(qiáng) ADCC 作用的策略，從而提高 NK 細(xì)胞的抗腫瘤活性。

參考資料：

1.From CD16a Biology to Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity Improvement. Front Immunol.2022; 13: 913215.

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