增强NK细胞ADCC的重要蛋白—CD16a

Figure 1[1]：人白细胞亚群中Fcγ受体（FcγRs）的表达种类。+表示构成性表达；−表示无表达；+/−表示无表达或低表达；*表示诱导表达；*/−表示低表达或诱导表达；#表示表达取决于FCGR2C等位基因状态。经典单核细胞被定义为CD14^highCD16⁻，非经典单核细胞被定义为CD14 ^dimCD16 ⁺⁺

CD16a的表达对NK细胞毒性作用影响很大，我们都知道NK细胞的细胞毒性是由抑制性或激活性受体共同调节的。当NK细胞与潜在的靶细胞相互作用时，它们通过这些受体接收激活和抑制信号。如果平衡有利于抑制，目标细胞将存活；如果没有，细胞将被杀死。值得注意的是，一些抑制信号非常强，需要大量的激活受体的参与才能被克服，而CD16a则可能提供了最强的信号，并可以拮抗抑制信号，这也使CD16a成为NK细胞治疗发展的主要临床焦点之一。Loïs Coënon和Martin Villalba阐述了基于CD16a促进NK细胞ADCC的几种策略[2]，下面简单作出介绍。

表达在NK细胞表面的ADAM17可以通过切断位于CD16a上Ala195和Val196之间连接，进而增加CD16a的脱落。因此，从理论上讲改善NK细胞ADCC作用的一种策略是通过减少ADAM17进而升高CD16a的表达。不论在体外或体内，通过CRISPR/Cas9技术敲除ADAM17的NK细胞（PBMC来源）能分泌更多的IFN-γ，体现更好的ADCC活性。有研究发现，在抗体的共刺激下，通过阻断健康供体的NK细胞中ADAM17的活性会增加IFN-γ的分泌。也有研究发现，ADAM17表达缺失患者的NK细胞确实在细胞因子分泌方面表现出了缺陷。但与2个健康供体相比，激活CD16a促进IFN-γ分泌以及ADCC的效率却是相似的。然而，被化学物质阻断的ADAM17已被证实会降低NK细胞的存活以及CD16介导的连续杀伤，主要因为NK细胞无法脱离靶细胞，阻止NK细胞与其他靶细胞的结合。目前虽然ADAM17的作用机制还不完全清楚，但ADAM17可以作为增加NK细胞杀伤性的一个重要靶点，也是值得研究的。

单克隆抗体药物研发一直是癌症领域研究的重要方向，科学家发现通过IgGs氨基酸序列的改变可以增加Fc对CD16a的亲和力进而促进NK细胞的ADCC。针对IgG的Fc段进行改造可以增加NK细胞的杀伤作用。例如，GASDALIE的Fc部位对四个氨基酸进行了调整——G236A/S239D/A330L/ I332E，该突变显示出对CD16a的亲和力显著增加。CH2段N297相连的Fc-N-聚糖链在IgGs与CD16a的相互作用中也起着关键作用。因此，经过IgG Fc-N-聚糖链的糖基化是可以提高IgG与CD16a的亲和力的。

除了改变单克隆抗体的氨基酸序列或者糖基化之外，单克隆抗体的形式也是一个重要的研究方向。例如，双特异性的T细胞 engager，可以由两条单链single chain Fv组成，靶向CD16a的scFv与靶向肿瘤抗原的scFv。当然也有三特异性的T细胞 engager，例如，除了针对CD16a的scFv外，再增加2条靶向肿瘤抗原的scFv。综上所述，单克隆抗体通过序列、糖基化以及形式的改变都能够成为增加NK细胞ADCC的策略之一。

研究人员已经开发了基因工程NK细胞，例如，基因工程编辑过的NK细胞可以表达一种高亲和力、抗脱落的CD16a变体—hnCD16（携带一个胞外结构域的点突变）。但表达hnCD16的NK细胞产物可能具有受损的连续杀伤功能，从而阻碍NK细胞的溶细胞能力。Figure 2展示了ClinicalTrials.gov截至2021年12月报道的完成临床试验注册的53个临床试验中的31临床试验都和CD16a相关[3]。这也显示了以CD16a为中心的基因工程的重要性。

Figure 2：ClinicalTrials.gov截至2021年12月报道的完成临床试验注册的53个临床试验中不同策略的比例图（左图）。由单克隆抗体（针对不同肿瘤相关抗原）与CD16-engineered的NK细胞结合使用的比例图（右图）。

小结：综上所述，CD16a对NK细胞的作用机制值得我们继续挖掘探索，相信随着技术的进步以及新的发现，以CD16a为中心促进NK细胞ADCC的策略一定会在免疫疗法领域获得新的突破。

北京同立海源生物十余年专注细胞和基因治疗（CGT）领域上游GMP级核心原料试剂研发生产，拥有哺乳动物细胞表达蛋白质工程平台，公司生产的GMP级抗人CD16单克隆抗体（货号：GMP-TL201）是通过真核CHO细胞稳转表达生产的人源化抗体，具有天然活性和功能，支持细胞药物开发及生产。