抗HER2×CCR4双特异性抗体通过趋化因子阻断和耗竭肿瘤相关调节性T细胞增强晚期HER2阳性肿瘤的抗肿瘤免疫,且不诱导全身毒性

Anti-HER2×CCR4 bispecific antibody enhances antitumor immunity in advanced HER2-positive tumors by chemotaxis blockade and depletion of tumor-associated Tregs, without inducing systemic toxicity

作者信息Chaokun Wang, Jiachang Li, Yue Tong, Haotian Chang, Jingyi Xu, Hanchen Zhu, Yongmei Yin, Meng Meng, Rimo Xi
PMID41423265
发布时间2025-12-21
DOI10.1136/jitc-2025-012829

实验完整度

包括体外抗体构建与功能验证、体外ADCC与趋化实验、两种人源化免疫系统小鼠模型(胃癌和乳腺癌)的体内药效与安全性评估、联合用药和PK分析等至少两个独立证据层级,并包含功能验证和机制验证。

主要模型

HER2阳性胃癌细胞系NCI-N87皮下移植瘤模型 乳腺癌细胞系MDA-MB-231-HER2-Luc原位移植瘤模型 人免疫系统重建的NOG小鼠(HSC或PBMC来源) 体外共培养系统(肿瘤细胞、Treg-CCR4、PBMC等)

重点核对

XL-11的剂量(1、3、10 mg/kg)及给药途径(腹腔注射)和频率(每6天一次) 动物模型中NK细胞的扩增方案(IL-2和IL-15的剂量和频率) 肿瘤细胞接种数量及Matrigel混合比例 外周血和肿瘤组织中Tregs(CD3+CD4+CD25+CD127-)及CCR4表达的分析方法 PK分析中XL-11的给药剂量(10 mg/kg)和采血时间点

摘要

背景 CCR4+调节性T细胞(Tregs)广泛存在于外周循环和肿瘤微环境中,通过趋化因子驱动的方式浸润人表皮生长因子受体2阳性(HER2+)肿瘤,促进肿瘤免疫逃逸。然而,靶向CCR4的疗法(如mogamulizumab)用于全身性Treg耗竭可能会带来显著毒性,并且迄今仅限于血液恶性肿瘤。值得注意的是,肿瘤趋化性外周Tregs——肿瘤浸润性Tregs(TIL-Tregs)的关键前体——仍然被忽视。方法 我们设计并表达了四种候选抗HER2×CCR4 DVD-Ig双特异性抗体,其抗CCR4结构域具有不同程度的掩蔽,而抗HER2结构域完全暴露,以优先耗竭肿瘤相关Tregs,包括TIL-Tregs和肿瘤趋化性外周Tregs。在体外评估了稳定性和抗肿瘤活性。在人类免疫系统重建的NOG小鼠中,我们系统地:(1)对XL-11进行了全面的剂量反应评估,以表征其药理学功效和潜在全身毒性;(2)评估了免疫记忆;(3)研究了XL-11与程序性细胞死亡蛋白-1/程序性死亡配体-1(PD-1/L1)阻断剂的协同作用;(4)分析了药代动力学特征(PK)。结果 与HER2相比,较低的CCR4亲和力使抗HER2×CCR4 DVD-Igs能够优先靶向TIL-Tregs,并且与mogamulizumab相比,减少对外周Tregs的结合。抗HER2×CCR4 DVD-Igs抑制Treg向肿瘤微环境的趋化,并通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性杀伤Tregs和HER2+肿瘤细胞。在候选分子中,XL-11的抗CCR4结构域暴露程度最高,因其优越的稳定性和有效的抗肿瘤活性而被选择用于体内评估。在胃癌和乳腺癌的体内模型中,XL-11通过减少TIL-Tregs并增加CD8+/Tregs比率,即使在晚期也能诱导有效的抗肿瘤活性,且没有转移迹象。同时,XL-11特异性耗竭肿瘤趋化性外周Tregs,进一步增强抗肿瘤免疫,同时避免即使在高剂量(10 mg/kg)下也减少全身Tregs。记忆T细胞没有增加。此外,XL-11增强了抗PD-1抗体的抗肿瘤活性,并显示出优越的PK特性。结论 XL-11在晚期HER2+肿瘤中介导有效的抗肿瘤免疫,同时避免全身Tregs减少。XL-11还与抗PD-1治疗协同作用,并表现出良好的稳定性和PK,支持临床转化。这项工作推进了HER2+肿瘤中Treg靶向治疗,并克服了mogamulizumab的治疗局限。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究试图开发一种能够特异性耗竭肿瘤相关Tregs(包括TIL-Tregs和肿瘤趋化性外周Tregs)而不引起全身毒性的治疗策略,以增强晚期HER2+肿瘤的抗肿瘤免疫。
核心机制
XL-11通过其抗HER2结构域优先结合HER2+肿瘤细胞,并通过低亲和力抗CCR4结构域结合肿瘤相关Tregs,阻断CCL22/CCL17-CCR4趋化相互作用,抑制Treg向肿瘤迁移,并通过ADCC作用杀伤肿瘤细胞和TIL-Tregs,从而降低Treg介导的免疫抑制,增强CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫。
主要证据
体外实验证明XL-11能介导HER2+肿瘤细胞和Treg-CCR4的ADCC,且能阻断Treg趋化;在胃癌和乳腺癌人源化小鼠模型中,XL-11显著抑制肿瘤生长和转移,减少TIL-Tregs并增加CD8+/Treg比值,且不影响外周Tregs的稳态。
研究意义
该研究提出了一种针对晚期HER2+肿瘤的策略,推进了Treg靶向治疗,拓宽了mogamulizumab的应用,并增强了抗PD-1抗体对肿瘤的疗效。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

分析CCR4在Tregs上的表达

评估同时靶向HER2和CCR4的可行性,以及CCR4作为选择性消除Tregs靶点的潜力。

通过流式细胞术分析健康小鼠和荷瘤小鼠外周血及肿瘤浸润淋巴细胞中Tregs(CD3+CD4+CD25+CD127-)的CCR4表达情况,比较Tregs与CD8+ T细胞和传统T细胞(Tconv)中CCR4+细胞的比例。

2

构建并表征抗HER2×CCR4 DVD-Ig双特异性抗体

生成具有不同CCR4结合亲和力的双特异性抗体,并验证其结构、抗原结合特性以及HER2优先结合能力。

使用trastuzumab和mogamulizumab的可变区构建DVD-Ig,通过不同长度的linker连接,获得XL-11, XL-12, XL-21, XL-22。利用SPR和ELISA测定与HER2和CCR4的亲和力;通过竞争ELISA评估其阻断CCL22-CCR4结合的能力;利用流式细胞术检测抗体与不同HER2表达水平细胞系的结合能力。

3

体外功能验证

验证候选抗体在体外是否能有效杀伤肿瘤细胞和Tregs、阻断Treg趋化,以及恢复效应T细胞功能。

通过ADCC实验评估抗体对SKBR3和NCI-N87肿瘤细胞及Treg-CCR4细胞的细胞毒性;使用趋化小室实验评估抗体对CCL22诱导的Treg-CCR4趋化的抑制作用;通过共培养实验评估抗体逆转Treg介导的效应T细胞增殖抑制及细胞因子分泌降低的能力。

4

体内药效评估

在免疫系统人源化小鼠模型中评估XL-11的抗肿瘤效果及其对肿瘤微环境中Tregs和CD8+ T细胞的影响。

建立HSC-NOG和PBMC-NOG小鼠模型,并利用IL-2和IL-15扩增NK细胞。皮下接种NCI-N87胃癌细胞或原位注射MDA-MB-231-HER2-Luc乳腺癌细胞。肿瘤体积达到约100 mm³后开始给予XL-11或其他对照抗体(腹腔注射,每6天一次)。记录肿瘤体积和体重,并通过流式细胞术分析肿瘤浸润淋巴细胞和外周血中Tregs、CD8+ T细胞的比例,通过活体成像评估乳腺癌转移情况。

5

剂量反应评估与毒性分析

评估XL-11在不同剂量下的抗肿瘤疗效和潜在系统性毒性。

在PBMC-NOG小鼠中建立NCI-N87肿瘤模型,并给予不同剂量(1, 3, 10 mg/kg)的XL-11,检测肿瘤生长、肿瘤内Tregs比例、外周血中Tregs比例、器官损伤情况以及记忆T细胞比例。

6

联合用药与稳定性及PK评估

评估XL-11与PD-1/L1阻断剂的协同抗肿瘤作用,并评估其热稳定性和药代动力学特性。

在PBMC-NOG小鼠模型中,联合给予XL-11和PD-1或PD-L1抗体,评估肿瘤生长和CD8+ T细胞浸润情况。通过热稳定性实验测定XL-11的Tm值,并通过静脉注射10 mg/kg XL-11后在不同时间点采集血清,绘制浓度-时间曲线,计算PK参数。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
pAb2c0-hCK载体----
pAb20-hCHIgG1载体Synbio Technologies--
聚乙烯亚胺TransGen BiotechFT401-01
SMM 293-TII培养基Sino BiologicalM293TII
rProtein A琼脂糖重力柱Smart-LifescienceSA012GC01
HER2蛋白ACRO BiosystemsHE2-H5225
CCR4蛋白CUSABIOCSB-CF004843HU
山羊抗人IgG-HRPBeijing Solarbio Science & TechnologySE101
RPMI-1640培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Gibco--
山羊抗人IgG-Fc/FITCBeijing Solarbio Science & TechnologySF105
BD LSRFortessa流式细胞仪BD--
人Treg稳健扩增试剂盒Stemery BiotechCT-011
羧基荧光素琥珀酰亚胺酯Solarbio Science & TechnologyS1076
PKH26细胞标记试剂盒Solarbio Science & TechnologyD0030
LSM 800共聚焦显微镜(带Airyscan)Zeiss--
LDH细胞毒性检测试剂盒AbbkineKTA1030
重组CCL22----
IFN-γ ELISA试剂盒Shanghai Jianglai BiotechnologyJL12152
IL-2 ELISA试剂盒Shanghai Jianglai BiotechnologyJL19265-5
pCDH-CMV-MCS-EF1-Puro载体----
人白细胞介素-2Sihuan Bioengineering--
人白细胞介素-15Stemery Biotec--
基质胶Mogengel Bio082724
抗PD-1抗体TargetMolT9908
抗PD-L1抗体TargetMolT9902
红细胞裂解液Elabscience BiotechnologyE-CK-A105
DNA内切酶Solarbio--
胰蛋白酶Solarbio--
胶原酶Solarbio--
荧光染料Elabscience--
D-荧光素钾盐Beijing Solarbio Science & TechnologyIL2330
IVIS Spectrum小动物活体成像系统PerkinElmer--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
抗体构建及稳定性分析
构建载体及linker序列;热稳定性实验中抗体处理温度和时间;ELISA中抗原包被浓度
阅读提示:Methods: Generation and stability analysis of BsAbs
体外ADCC实验
效应细胞与靶细胞比例(25:1);孵育时间(3小时);靶细胞类型(SKBR3, NCI-N87, Treg-CCR4);抗体浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Methods: Antibody-dependent cellular cytotoxicity assay
趋化实验
趋化小室孔径(5µm);下室趋化因子浓度(重组CCL22);孵育时间(4小时);细胞数量(文中未明确说明)
阅读提示:Methods: Chemotaxis assay
Treg抑制实验
Treg与Teff比例(1:4);共培养时间(48小时);抗体浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Methods: Regulatory T-cell suppression assay
动物模型建立
NOG小鼠周龄(6-8周)及雌性;辐射剂量(1.5 Gy);HSC细胞数量(5×10^4)或PBMC细胞数量(5×10^6);IL-2给药剂量和频率(5μg/天×7天);IL-15给药剂量和频率(2.5μg每5天,共3次);肿瘤细胞株及接种数量和方式
阅读提示:Methods: Construction of tumor models and human immune system in vivo
体内治疗
给药途径(腹腔注射);给药频率(每6天一次);起始治疗时间(肿瘤体积约100 mm³);XL-11剂量(1, 3, 10 mg/kg);对照组处理(文中未明确说明)
阅读提示:Methods: Construction of tumor models and human immune system in vivo; Results: XL-11 has good clinical translational potential
PK分析
给药剂量(10 mg/kg)和途径(尾静脉注射);采血时间点(5min到504小时);小鼠品系(C57BL/6J)及周龄(8周)
阅读提示:Methods: PK analyses