藥理學是研究藥物與機體間相互作用規律及其藥物作用機制的一門科學,主要包括藥效動力學和藥代動力學兩個方面。下面,小編為大家分享關于藥理學論文,希望對大家有所幫助!
摘 要:單克隆抗體藥物的問世,使疾病治療的方式發生了革命性的變化。過去的 20 年,單克隆抗體藥物在癌癥、自身免疫等疾病的治療領域發揮了重要的作用。單克隆抗體藥物低毒和高特異性優勢是其成功的關鍵。單克隆抗體藥物的這兩個優勢使其快速替代傳統的化學療法,但其治療效果也同樣受到耐藥性的困擾。耐藥性是導致單克隆抗體藥物治療效果被抑制的原因之一,單克隆抗體藥物靶向結合腫瘤細胞后又被清除的情況,稱為抗體的調制。靶細胞通過順式或反式方式實現調制,并形成二次吞噬,導致細胞聚集沉淀。本文將對每個過程的證據以及應對策略進行討論。
關鍵詞:單克隆抗體藥物; Fcγ 受體; 內化作用; 削除作用; 免疫療法。
引言
1975 年,Kohler 和 Milstein 對單克隆抗體的制備進行了描述,為抗體大規模應用于疾病治療奠定了基礎[1].Kohler 和 Milstein 也因此獲得1984 年諾貝爾醫學獎,他們的技術導致了最早一代單克隆抗體藥物的誕生。此后,單克隆抗體治療充滿了挑戰,如早年使用鼠原抗體帶來嚴重的免疫原性問題,隨著嵌合抗體、人源化抗體技術及噬菌體篩選技術,小鼠表達人源抗體技術以及臨床前及臨床試驗監管力度的加大,免疫原性問題等有關單克隆抗體藥物安全性的情況得到了明顯改善。一些單克隆抗體藥物在臨床上表現出潛在的治療效果。抗 CD20 單克隆抗體藥物利妥昔單抗可以明顯提高藥物的響應率和患者的總生存期,其批準上市,標志著 B 細胞惡性腫瘤治療新時代的開始。單克隆抗體藥物不僅用于 B 細胞功能障礙相關疾病的治療,最近,其治療范圍擴大到自身免疫性疾病領域,標志著單克隆抗體藥物治療已經進入了“后利妥昔單抗時代”.
抗腫瘤壞死因子( TNF,Anti-tumour necrosisfactor) 單克隆抗體藥物英夫利昔單抗( Infliximab)對自身免疫性疾病的治療產生了重要的影響。1998 年,英夫利昔單抗被批準用于克羅恩病( Crohn's disease) 的治療,現在被批準的適應證擴大到了強直性脊柱炎、銀屑病關節炎、類風濕性關節炎及潰瘍性結腸炎等。然而,這兩個成功的單克隆抗體藥物面臨著同樣的挑戰,即單克隆抗體藥物的耐藥性問題[2].
1 單克隆抗體藥物的藥效機制
單克隆抗體藥物的藥效機制同小分子藥物完全不同。例如,單克隆抗體藥物結合特異靶點分子作用于天然配體( 如: Infiximab,單克隆抗體藥物的靶點是 TNF-α) ,單克隆抗體藥物還用于信號傳導 的 調 節 ( Herceptin 阻 止 Her-2neu 的 二 聚化)[3],或用于免疫系統的效應調節,如啟動血清中的補體效應,或通過抗體 Fc 同 NK 細胞和巨噬細胞上 Fc 受體結合而啟動的 ADCC 效應( 抗體依賴細胞介導的細胞毒性作用) .
實際上,大多數治療性單克隆抗體是通過 Fc受體,特別是 Fcγ 受體產生細胞效應用于疾病治療。Fcγ 受體屬于進化相關的受體蛋白家族,一般依照其與 IgG 結合性和下游信號效應進行分類。人類和小鼠具有高親和力 Fcγ 受體,可以同 IgG單體結合,其余種屬的 Fcγ 受體屬于中度親和力受體,只能同水溶性 IgG 多聚體或細胞結合免疫復合物結合。FCγ 受體的主要功能是通過 FcR 區域的 γ 鏈結合產生激活信號,γ 鏈包含了免疫受體酪氨酸活化組件。然而,小鼠和人都具有單一的抑制性 FcγRIIB ( CD32B) ,是基于酪氨酸的免疫抑制性受體,可以降低 FcγR 或 SHIP 招募的其他刺激受體的激活作用[4].
研究者以 CD20 單克隆抗體藥物作為研究對象,尋找 FcγR 在單克隆抗體藥物發揮耐藥的機制,并需求解除這種耐藥現象的策略。以 CD20 單克隆抗體藥物的體外功能將其劃分為Ⅰ型( 利妥昔單抗樣) 和Ⅱ型( 托西莫單抗樣) .Ⅰ型 CD20單克隆抗體藥物的 Fc 片度的富集增強了 C1q 的招募作用,顯示其激活組分的能力,將 CD20 重新分布到細胞膜微區域的脂筏上。Ⅱ型 CD20 單克隆抗體藥物不具備這些作用,而是激發同質粘附和溶酶體介導的非凋亡細胞死亡[5].此外,Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體比Ⅱ型抗體更易從細胞表面內化到細胞內。我們對這兩類單克隆抗體的研究進展進行綜述,揭示單克隆抗體藥物的耐藥機制及應對策略。
2 單克隆抗體藥物的細胞內化
CD20 在惡性腫瘤細胞中高度表達,是抗體治療中理想的靶標分子。但是產生抗體的漿細胞和干細胞缺失 CD20,并缺少抗原的下調現象。
轉基因小鼠表達人 CD20 的 B 細胞研究顯示,Ⅱ型抗 CD20 單克隆抗體較Ⅰ型單克隆抗體更易清除 B 細胞。使用Ⅱ型抗體治療需要的時間較長,程度較大,Ⅰ型和Ⅱ型單克隆抗體藥物通過不同的通路獨立介導補體激活和細胞程序性死亡。體內實驗顯示,Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體被內化并在轉基因小鼠的 B 細胞中降解,這和抗 CD20 單克隆抗體處理體外原代和治療人類惡性 B 細胞的細胞實驗結果相同,這一點和Ⅱ型抗 CD20 單克隆抗體的表現不同。內化會縮短單克隆抗體藥物半衰期,并影響調理細胞的吞噬功能,這將直接導致單克隆抗體藥物治療效果降低和用藥費用增多。
2. 1 單克隆抗體藥物的細胞內化
Lim 等[6]對抗 CD20 單克隆Ⅰ型抗體的細胞內化機制進行了研究。實驗中利妥昔單抗 F( ab‘) 2 片段的結合反應下降,表明可能有 Fc 受體參與了這個過程。當B 細胞只表達抑制性 FcγRIIB 或使用特異性抗體封閉 FcγRIIB 時,抗體的細胞內化作用被抑制。另外,體外實驗表明,細胞表達的 FcγRIIB 同細胞結合的利妥昔單克隆抗體藥物呈負相關。研究還表明,mAb 的 Fc 片段和 FcγR 的 Fc 結合區域相互作用增強了單克隆抗體藥物的'內化作用。
Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體和 FcγRIIB 通過下述兩種方式發揮作用,與相鄰的細胞發生反式作用,在單細胞表面發生順式作用。Lim 等[6]的重復實驗結果沒有發現細胞間發生的直接相互作用。結果表明,為了實現抗體的細胞內化,需要Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體和 FcγRIIB 的順式相互作用,這一過程被稱為抗體的雙極橋接。有研究表明,使用利妥昔單克隆抗體藥物治療時,腫瘤細胞高水平表達 FcγRIIB 的患者較低水平表達的患者的生存期明顯降低[6].另外,利妥昔單克隆抗體藥物治療濾泡性淋巴瘤患者的研究也顯示,Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體的細胞內化作用影響了治療效果。
抗 CD20 的 Ⅰ 型 抗 CD20 單 克 隆 抗 體 和FcγRIIB 的順式相互作用與 FcγRIIB 和抗體包被抗原免疫復合物間的相互作用方式相似。當抗原抗體復合物與 B 細胞受體結合時,抗體的 Fc 片段和 FcγRIIB 通過順式發生相互作用,在細胞膜處將抑制型 FcγR 和 B 細胞受體結合; 激活抑制型 B細胞受體,對于抗原特異性 B 細胞反應是一個負反饋。抑制型 BCR 的活化,IgG 免疫復合物引導FcγRIIB 的 B2 亞型的快速內化,這個過程是不依賴細胞區域完整ITIM 序列的。上述研究表明,抗CD20Ⅰ型單克隆抗體和 FcγRIIB 的相互作用引導復合物向細胞膜接近,與磷酸化的 FcγRIIB ITIM 形成三聚體復合物,增強了復合物的細胞內化作用,過程與免疫復合物的內化相似。然而,Vaughan 等[7]的研究顯示,FcγRIIB 的突變體缺乏完整的胞質結構,同樣可以完成對抗 CD20 的Ⅰ型單克隆抗體內化的增強作用,與野生型的 FcγRIIB 效果相同。這表明 FcγRIIB 和免疫復合物之間的相互作用、抗體連接 CD20 的內化并不是通過 FcγR 依賴的信號轉導,FcγRIIB 的作用可能僅限于物理結構的相互作用。
2. 2 脂筏的作用
Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體不僅與 FcγRIIB 相結合。事實上,B 細胞靶標的抗原抗體復合物通過順式反應 FcγRIIB 結合到細胞表面,還包括單克隆抗體與 MHC Ⅱ、CD40 和 CD38的結合。然而,這些內化作用一般不會對抗體連接受體的內化產生影響,只有抗 CD38 和 CD19 的抗體會產生較為明顯的影響。
為了進一步闡明抗原調變機制,研究者對脂筏結構 FcγRIIB 在單克隆抗體藥物鏈接 CD20 內化過程中的增強作用進行研究。Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體介導了 CD20 向脂筏的重分布,而Ⅱ型抗CD20 單克隆抗體與其他單克隆抗體直接和 B 細胞表面受體結合。此外,在與 BCR 相互作用時,FcγRIIB 也向脂筏重分布。向脂筏的重分布及后續的內吞過程存在于許多受體配體復合物及病毒的內化過程中。研究者推測,FcγRIIB 和利妥昔單克隆抗體藥物在脂筏上的相互作用對于增強內化是必需的,這就解釋了盡管 FcγRIIB 被磷酸化,Ⅱ型抗 CD20 單克隆抗體內化和抗體直接與其他受體的內化比例基本相當[8].
在脂筏的研究中,研究者使用具有 CD20 突變型的人骨髓瘤細胞作為研究對象,因為 CD20 的突變型不能重分布到脂筏上。在 FcγRIIB 缺失時,表達突變型 CD20 的細胞表現出比野生型細胞較慢的抗體內化作用,這說明 CD20 向脂筏的重分布對于抗體內化有重要影響。當細胞共轉染 FcγRIIB 時,抗體內化開始加速,這說明轉染的 FcγRIIB 代替了突變的FcγRIIB 引領突變的 CD20 向脂筏的重分布。為了驗證這種情況,研究者利用 FcγRIIB 得到不能向脂筏重分布的突變體 FcγRIIA.突變體 FcγRIIA可以增強 CD20 的內化,這說明內化過程中 CD20向脂筏的作用中 FcγRIIB 可能不是必須的。CD20內化過程中,Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體和 FcγRIIB相互作用的具體機制尚不清楚。
內吞作用的前提是膜的曲率,這將形成內吞小泡。Stachowiak 等[9]對人工脂膜的研究顯示,高度擁擠的蛋白可以誘發膜形成褶皺及脂質小管,褶皺的增加同蛋白質濃度相關。研究者發現,Ⅰ型抗 CD20 單克隆抗體、FcγRIIB 和 CD20 在細胞膜上聚集,而Ⅱ型抗體沒有這種重分布的情況發生。Stachowiak 等人工脂膜的研究顯示,Ⅰ型抗CD20 單克隆抗體誘發 CD20 和 FcγRIIB 的重分布,這可能觸發膜褶皺和隨后的內吞。這個過程中 FcγRIIB 可能與抗體受體復合物發生強烈的相互作用,促進細胞膜上高密度的蛋白招募反應,進而引起細胞膜的形變。但這并不能完全解釋在Ⅱ型抗 CD20 單克隆抗體的順式反應中 FcγRIIB 和CD20 也發生相互作用,但是并沒有觸發 CD20 的內化。然而,Ⅱ型單克隆抗體 GA101 ( Obinutu-zumab) 的晶體結構的研究表明,Ⅱ 型抗體結合CD20 的定位同Ⅰ型抗體不同。這種差異可能是順式反應中Ⅰ型和Ⅱ型單克隆抗體同 FcγR 的相互作用的親和力和密度不同。雖然Ⅱ型單克隆抗體和磷酸化的 FcγRIIB 相互作用,但是活化的水平不高。即使對Ⅱ型抗 CD20 單克隆抗體的空間結構進行調整,也不能啟動足夠的招募反應使膜引發皺褶并發生內吞反應。基于上述的研究,我們認為,Ⅱ型單克隆抗體不能誘導 CD20 向脂筏的重分布,Ⅱ型單克隆抗體直接定向特異性的靶點蛋白,并保留在細胞表面而不被內化。
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