利用具有ADCC倾向的纳米抗体构建体清除IL1R2+肿瘤浸润性调节性T细胞增强抗PD-1免疫疗法的疗效

Depleting IL1R2+ Tumor-Infiltrating Regulatory T Cells with an ADCC-Prone Nanobody Construct Boosts the Efficacy of Anti-PD-1 Immunotherapy

作者信息Sana M Arnouk, Daliya Kancheva, Helena Van Damme, Guillaume E Courtoy, Romina Mora Barthelmess, Jolien Van Craenenbroeck, Els Lebegge, Yvon Elkrim, Naela Assaf, Yves Heremans, Aleksandar Murgaski, Timo W M De Groof, Emile Clappaert, Ayla Debraekeleer, Jan Brughmans, Gillian Blancke, Máté Kiss, Ramses Forsyth, Wim Waelput, Louis Boon, Nick Devoogdt, Catelijne Stortelers, Nadja van Boxel, Bruno Dombrecht, Lars Vereecke, Cécile Vincke, Geert Raes, Damya Laoui, Jo A Van Ginderachter
PMID40960523
发布时间2025-12-01
DOI10.1158/0008-5472.CAN-24-3095

实验完整度

包括CITE-seq/scRNA-seq分析、流式细胞术、体外抑制实验、体内基因敲除模型、纳米抗体构建体生成及治疗实验等多个独立验证层级。

主要模型

E0771小鼠乳腺癌模型 MC38小鼠结直肠癌模型 LLC-OVA小鼠肺癌模型 人类TNBC和结直肠癌肿瘤样本

重点核对

IL1R2+ tiTreg百分比在不同肿瘤模型中的比例 IL1R2表达的特异性(肿瘤内Treg与外周Treg) IL1R2敲除对肿瘤生长和免疫细胞的影响 抗IL1R2 Nb-Fc构建体的ADCC功能 联合抗PD-1治疗的剂量和方案

摘要

消除免疫抑制细胞,如调节性T细胞(Treg),是提高免疫疗法成功率的有效策略。然而,这种方法可能遭受系统性自身免疫不良事件,从而强调需要特异性靶向肿瘤浸润性Treg(tiTreg)。基于对三阴性乳腺癌(TNBC)和结直肠癌小鼠模型的细胞转录组和表位索引测序(CITE-seq)和单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据,以及对人类TNBC和结直肠癌数据集的荟萃分析,我们获得了tiTreg异质性和IL1R2表达的全面概览。在小鼠和人类TNBC及结直肠癌肿瘤中鉴定出数个表达IL1R2的tiTreg亚群,并具有一定程度的保守性。IL1R2被确定为肿瘤微环境中激活且强烈抑制T细胞的tiTreg表面标志物,但外周Treg不表达。IL1R2上调由T细胞受体介导的Treg触发以Rel依赖性方式引起,但该受体本身对tiTreg丰度和活化并非必需,且不影响肿瘤生长。因此,使用ADCC失活的抗IL1R2纳米抗体-Fc构建体阻断IL1R2对肿瘤生长无影响。相反,具有优化ADCC功能(由SDALIE突变介导)的抗IL1R2纳米抗体-Fc构建体可特异性清除IL1R2+ tiTreg,引发抗肿瘤免疫,并与抗PD-1疗法协同减少肿瘤生长。总的来说,这些发现将IL1R2鉴定为高度激活和抑制性tiTreg的标志物,适合作为ADCC依赖性tiTreg清除的靶点,可与免疫检查点阻断协同作用。

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
IL1R2是否可作为肿瘤浸润性Treg的特异性标志物,并作为ADCC依赖性清除的靶点以增强抗PD-1免疫疗法?
核心机制
IL1R2是激活的、强抑制性tiTreg的表面标志物,其表达由TCR信号通过c-Rel依赖途径上调。IL1R2本身不参与tiTreg功能,但靶向IL1R2的ADCC增强纳米抗体构建体可清除IL1R2+ tiTreg,从而解除免疫抑制,与抗PD-1协同增强抗肿瘤免疫。
主要证据
通过CITE-seq/scRNA-seq和流式细胞术鉴定IL1R2表达;体外抑制实验证明IL1R2+ tiTreg的强抑制功能;在Il1r2敲除小鼠中显示IL1R2不影响肿瘤生长;抗IL1R2纳米抗体构建体在E0771模型中与抗PD-1联合显著抑制肿瘤生长并延长生存期。
研究意义
该研究为靶向肿瘤浸润性Treg提供了新策略,可能避免系统性Treg清除导致的自身免疫副作用,具有临床转化潜力。

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

鉴定IL1R2作为tiTreg标志物

确定IL1R2在不同肿瘤模型中的表达模式及其在免疫细胞中的特异性。

使用流式细胞术检测多种小鼠肿瘤模型中IL1R2+ tiTreg的比例,并比较不同器官中Treg的IL1R2表达。

2

单细胞转录组分析tiTreg异质性

揭示tiTreg亚群的异质性及IL1R2表达的相关基因特征。

对E0771和MC38肿瘤的CD45+细胞进行CITE-seq或scRNA-seq,并对Treg进行亚聚类分析,鉴定IL1R2高表达的亚群。

3

评估IL1R2表达调控机制

验证TCR信号和c-Rel是否调控IL1R2表达。

用抗CD3/抗CD28或OVA刺激脾细胞,检测Treg中IL1R2表达;使用SCENIC分析转录因子活性;用c-Rel抑制剂pentoxifylline处理验证。

4

验证IL1R2功能冗余性

确定IL1R2是否在tiTreg功能或肿瘤生长中起直接作用。

使用Treg特异性敲除(IL1R2Δtreg)和全身敲除小鼠,接种肿瘤后监测生长和免疫细胞组成。

5

生成并筛选抗IL1R2纳米抗体构建体

开发针对IL1R2的ADCC依赖清除工具。

通过免疫羊驼生成抗IL1R2纳米抗体,筛选后构建Fc融合蛋白,包括阻断/非阻断、ADCC活性/失活变体,并验证结合和ADCC功能。

6

评估单药治疗效果

测试抗IL1R2构建体单独使用对肿瘤生长的影响。

在E0771和MC38荷瘤小鼠中给予不同构建体,监测肿瘤生长、生存期和免疫细胞变化。

7

评估联合治疗效果

测试与抗PD-1联合是否能增强疗效。

在E0771荷瘤小鼠中联合给予抗IL1R2构建体和抗PD-1抗体,比较不同组合的肿瘤生长和生存期。

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
基质胶Corning356230
他莫昔芬Sigma-Aldrich--
抗Thy1.2磁珠Miltenyi Biotec130-121-278
CD4+CD25+调节性T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-091-041
抗CD4磁珠Miltenyi Biotec130-117-043
可固定活力染料eFluor 506eBioscience65-0866-14
BD FACSAria IIBD Biosciences--
BD FACSCanto IIBD Biosciences--
抗小鼠IgG2a抗体BioLegend407108
RPMI培养基----
Hank's平衡盐溶液----
胎牛血清----
胶原酶IWorthington--
胶原酶IVWorthington--
脱氧核糖核酸酶Worthington--
CellTrace CFSEThermo Fisher Scientific--
抗CD3抗体in-house--
抗CD28抗体eBioscience--
卵清蛋白Sigma-Aldrich--
白细胞介素1β----
己酮可可碱----
人IL1R2重组蛋白Sino Biological10111-H08H
小鼠IL1R2重组蛋白Sino Biological51090-M08H
Gerbu LQ3000佐剂Gerbu Biotechnik--
VCSM13辅助噬菌体Agilent Technologies200251
In-Fusion HD克隆试剂盒Takara Bio639642
Phusion定点突变试剂盒Thermo Fisher ScientificF541
NEB Stable感受态大肠杆菌BiokeC3040H
GenElute质粒小提试剂盒Sigma-Aldrich--
FreeStyle 293F细胞Thermo Fisher Scientific--
FreeStyle培养基Thermo Fisher Scientific1233800
Opti-MEM培养基Thermo Fisher Scientific31985070
聚乙烯亚胺Polysciences23966
EX-CELL培养基Sigma-Aldrich14571C
Superdex 200----
Biacore T200GE HealthCare--
酶联免疫吸附测定----
ApopTag Plus过氧化物酶原位凋亡检测试剂盒MerckS7101
蛋白酶KThermo Fisher Scientific--
Leica Aperio GT 450Leica--
ZEISS AxioscanZEISS--
FITC标记的葡聚糖Sigma-AldrichFD4-1G
hemoCARE粪便检测Farla MedicalT3061
抗CD16/CD32抗体in-house--

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
肿瘤模型建立
细胞系(E0771、MC38等)、接种数量(例如3x10^6)、注射体积和部位、是否使用Matrigel
阅读提示:Methods: 'Cell cultures, tumor models, and treatments'
流式细胞术分析
抗体克隆和稀释比例、死活染料、Fc受体阻断步骤、染色温度和时间
阅读提示:Methods: 'Flow cytometry and cell sorting'
T细胞抑制实验
Treg与T细胞比例(1:1或2:1)、anti-CD3/anti-CD28浓度、培养时间
阅读提示:Methods: 'In vitro T-cell suppression assay'
IL1R2敲除实验
基因型(IL1R2Δtreg或Il1r2−/−)、他莫昔芬给药剂量和途径、肿瘤接种时间
阅读提示:Methods: 'Mice' 和 'Cell cultures, tumor models, and treatments'
纳米抗体治疗
构建体类型(阻断/非阻断,ADCC活性)、给药剂量(200 μg或75 μg)、频率(每周两次)、联合治疗的时间安排
阅读提示:Methods: 'Cell cultures, tumor models, and treatments' 和 Results 相应部分