Fc优化型GITR抗体增强CD4 T细胞与树突状细胞互作以促进抗肿瘤免疫

Fc-optimized GITR antibody enhances a CD4 T cell-dendritic cell crosstalk to promote antitumor immunity

作者信息Yahel Avraham, Natasha Barth, Tzlil Yair Bar-On, Barak Toval, Aviya Habshush Menachem, Jasmine Blanga, Ella Herzog, Hagar Rotem, Yuval Shapir Itai, Tali Feferman, Moshe Biton, Rony Dahan
PMID42557403
发布时间2026-09
DOI10.1038/s43018-026-01207-1

实验完整度

高

含人源化FcγR小鼠多肿瘤模型、细胞清除与基因敲除模型、scRNA-seq、体外杀伤及报告基因实验,覆盖功能与机制验证

主要模型

hFcγR人源化小鼠MC38结肠腺癌模型 B16F10黑色素瘤与MCA-205纤维肉瘤小鼠模型 ZBTB46-DTR与XCR1-iDTR树突状细胞清除小鼠模型 体外CD4+/CD8+ T细胞杀伤实验与HEK-NF-κB报告细胞

重点核对

抗GITR Fc变体(IgG1、N297A、aFuc、G236A、V11、GA-aFuc)的分组与给药剂量100 µg/鼠、每3天一次共3次 肿瘤接种细胞数:MC38 2×10^6、B16F10 2.5×10^5(与Matrigel 1:1)、MCA-205 5×10^5 治疗起始肿瘤大小约50 mm3或约115 mm3,按肿瘤大小随机分组 CD4+、CD8+、NK细胞清除抗体剂量与时间点(如CD4/CD8 250 µg/鼠,NK1.1 250 µg/鼠) DC清除模型白喉毒素20 ng/g体重、隔日给药及给药次数

摘要

利用激动性单克隆抗体(mAb)靶向刺激性免疫检查点糖皮质激素诱导的TNFR相关蛋白(GITR)是一种有前景的癌症免疫治疗策略,可激活效应T细胞并清除调节性T细胞。抗GITR mAb的抗肿瘤活性取决于其Fc段与Fcγ受体(FcγR)的结合;然而,这一点尚未在人类抗GITR mAb中得到全面研究。在此,我们利用Fc蛋白和糖基工程改造抗GITR人源mAb的FcγR相互作用,并在人源化小鼠中对其进行了表征。我们鉴定出一种Fc优化的人IgG骨架,其通过多种FcγR介导的机制增强抗肿瘤疗效,包括调节性T细胞清除以及CD4+ T细胞与树突状细胞的相互结合和激活,从而导致CD4+ T细胞的抗肿瘤细胞毒性和增强的CD8+ T细胞活性。我们的发现提示了一种优化人类抗GITR mAb的策略,即利用有益的免疫通路来提高其治疗潜力。

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
人抗GITR mAb的抗肿瘤活性是否依赖hFcγR相互作用,以及不同Fc工程改造如何影响其体内疗效与作用机制。
核心机制
Fc优化(G236A联合去岩藻糖基化)增强与活化性hFcγRIIa和hFcγRIIIa结合,经FcγR介导清除瘤内Treg,并促进CD4+ T细胞与cDC的相互结合与激活,进而增强CD4+ T细胞细胞毒性和CD8+ T细胞活性。
主要证据
在hFcγR人源化小鼠多种肿瘤模型中,GA-aFuc变体显著抑制肿瘤生长并诱导T细胞依赖的长期免疫记忆;流式与scRNA-seq显示瘤内Treg选择性减少、DC活化增加;ZBTB46-DTR与XCR1-iDTR模型证明cDC(尤其cDC1)为疗效所必需;体外杀伤实验显示CD4+ T细胞以MHC II依赖和接触依赖方式杀伤MC38细胞。
研究意义
提示优先开发Fc优化而非单纯靶点优化的抗GITR mAb用于临床评估,以克服早期临床试验中有限的疗效。

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

构建并表征抗GITR Fc变体

获得与不同hFcγR结合特性各异的人IgG Fc骨架,并确认Fc改造不影响GITR结合。

构建野生型IgG1、N297A、aFuc、G236A、V11及GA-aFuc等Fc变体,用结合ELISA检测与hFcγRIIa、hFcγRIIb、hFcγRIIIa及GITR的结合。

2

评估Fc变体体内抗肿瘤疗效

比较不同FcγR结合偏好对已建立肿瘤生长和生存的影响。

在hFcγR小鼠植入MC38、B16F10或MCA-205肿瘤,按肿瘤大小随机分组后腹腔注射抗GITR Fc变体,监测肿瘤生长与生存,并进行再攻击实验。

3

排除补体与药代动力学因素

判断Fc变体疗效差异是否由补体途径或药代动力学/受体占位差异导致。

在C3-KO小鼠中比较Fc变体疗效,检测血清抗体浓度,并用体内结合实验评估TME免疫细胞表面与胞内抗体占位。

4

分析Fc介导的瘤内Treg清除

验证Fc优化是否通过活化性FcγR选择性清除瘤内Treg并改变免疫组成。

流式检测治疗后1天和8天瘤内、dLN和脾的Treg、CD4+ Teff和CD8+ T细胞频率;对CD45+ TME细胞进行scRNA-seq及配体-受体互作分析。

5

验证cDC对Fc优化抗体疗效的必要性

检验cDC(尤其cDC1)是否介导Fc优化抗GITR mAb的抗肿瘤效果。

检测肿瘤与dLN中DC频率及CD80/CD86表达;在ZBTB46-DTR和XCR1-iDTR小鼠中用白喉毒素清除DC后评估肿瘤生长;对DC亚群进行scRNA-seq差异表达与通路分析。

6

验证CD4+ T细胞与DC互作及桥连

确定Fc优化抗体是否通过桥连GITR+ CD4+ T细胞与FcγR+ DC发挥作用。

在CD4+、CD8+或NK细胞清除条件下检测DC活化与肿瘤生长;用成像流式检测dLN中DC–T细胞双联体频率、抗体定位与内化。

7

比较Treg清除抗体与抗CTLA4的作用模式

判断DC活化是否为抗GITR mAb区别于其他Treg清除抗体的独特机制。

用mIgG2a骨架的抗CCR8、抗CD25(PC-61、7D4)和抗CTLA4 mAb处理荷瘤小鼠,比较瘤内与dLN Treg清除、DC活化及ZBTB46-DTR模型中疗效的DC依赖性;并用hFcγR阻断抗体在瘤内阻断活化性FcγR。

8

评估CD4+ T细胞细胞毒与辅助功能

明确Fc优化抗体是否赋予CD4+ Teff直接杀伤肿瘤及辅助CD8+ T细胞的能力。

对瘤内CD4+ T细胞进行scRNA-seq细胞毒程序评分;从dLN分离CD8+、CD4+CD25−和CD4+CD25+ T细胞与多种癌细胞共孵育检测杀伤,并用MHC II阻断和Transwell实验验证依赖条件。

9

检验疗效是否依赖GITR激动活性

区分Fc效应功能与GITR激动信号对体内疗效的相对贡献。

构建单价GITR结合臂的弱激动双特异性抗体,用HEK-NF-κB报告细胞验证激动活性,并在匹配剂量下比较Treg清除、DC活化与肿瘤生长抑制。

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
2-脱氧-2-氟-L-岩藻糖Carbosynth--
重组小鼠GITRSino Biological--
人FcγRIIA、hFcγRIIB、hFcγRIIIASino Biological--
ELISA板Greiner Bio-One675061
HRP标记抗人IgGJackson ImmunoResearch--
HRP标记抗小鼠IgGThermo Fisher--
SAIVI AlexaFluor-647抗体标记试剂盒Thermo Fisher--
红细胞裂解液Zymo Research--
基质胶Corning--
True-Nuclear转录因子缓冲液试剂盒BioLegend--
CountBright绝对计数微球Invitrogen--
小鼠GITR(DTA-1克隆)–FITC抗体BioLegend126308
同型对照大鼠IgG2b(RTK4530)–FITCBioLegend400633
TotalSeq-B标签抗体(B0301–B0310)----
Chromium控制器10x Genomics--
Next GEM芯片G10x Genomics--
Chromium单细胞3′试剂盒(3.1版Chemistry Dual Index)10x Genomics--
NEBNext Illumina文库定量试剂盒New England Biolabs--
高灵敏度D5000/D1000 TapeStationAgilent--
NovaSeq 6000测序仪及S1 100循环试剂盒Illumina--
Fusion Lumos质谱仪Thermo Fisher--
EasySep小鼠CD8+ T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies--
EasySep小鼠CD4+CD25+ Treg分离试剂盒IISTEMCELL Technologies--
EasySep小鼠CD4+ T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies--
抗小鼠MHC II抗体(Y-3P)BioXCell--
HTS Transwell 96孔板(1 µm)Corning--
HEK-Dual NF-κB SEAP报告细胞Invivogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
遗传霉素Invivogen--
Expifectamine转染试剂Thermo Fisher--
PEG8000BioPrep--
抗CD4抗体(GK1.5)BioXCell--
抗CD8抗体(2.43)BioXCell--
抗NK1.1抗体BioXCell--
抗小鼠CTLA4抗体(9H10)BioXcell--
SpectraMax Plus分光光度计Molecular Devices--
CytoFLEX LX流式细胞仪Beckman Coulter--
SH800 SONY细胞分选仪SONY--

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
肿瘤模型与给药
肿瘤细胞接种数量、治疗起始肿瘤体积(约50 mm3或约115 mm3)、抗GITR mAb剂量100 µg/鼠、每3天一次共3次、腹腔注射
阅读提示:Methods“Tumor challenge and treatment”;Fig. 1b,d–g图注
Fc变体设计
各Fc变体氨基酸突变位点(N297A、G236A、V11、GA-aFuc)及去岩藻糖基化处理浓度200 µM
阅读提示:Methods“Antibody generation and characterization”;Fig. 1a;Extended Data Fig. 1a
细胞清除实验
CD4/CD8清除抗体250 µg/鼠及给药天数(再攻击实验第−2、3、7天;原发反应第−1、2、5、8天);NK1.1清除250 µg/鼠及第−2、−1、1、2天
阅读提示:Methods“Cell depletion studies”;Fig. 4a–e图注
DC清除模型
白喉毒素20 ng/g体重、隔日给药、XCR1-iDTR共4次、ZBTB46-DTR共5次;ZBTB46-DTR骨髓嵌合体构建照射950 rad、5×10^6 BM细胞、重建8周
阅读提示:Methods“Mice”与“Tumor challenge and treatment”;Fig. 3f,g图注
scRNA-seq取样与分析
治疗后4天取样、每组3只小鼠、CD45+细胞分选、19,210个细胞、QC阈值(基因<7,500、UMI<40,000、线粒体<5%)
阅读提示:Methods“Flow cytometry sorting and scRNA-seq”与“scRNA-seq data analysis”;Fig. 2b,c图注
体外杀伤实验
效靶比2:1、共孵育24小时、MHC II阻断抗体Y-3P 20 µg/ml、Transwell孔径1 µm、T细胞来源为治疗后4天dLN
阅读提示:Methods“Cancer cell killing assay”;Fig. 6c–g图注