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微生物所在PD-1抗體藥物作用機制研究方面取得進展

文章來源:微生物研究所   發布時間:2019-04-25  【字號:     】  

  近年來,PD-1/PD-L1阻斷型抗體藥物在腫瘤免疫治療中取得了進展,目前已經批準了多個抗體藥物在黑色素瘤、非小細胞肺癌及霍奇金淋巴瘤等多種適應癥中的臨床應用。中國科學院微生物研究所研究員嚴景華和高福團隊多次合作,解析了全球上市的第一個PD-1抗體藥物nivolumabOpdivo)及PD-L1抗體藥物avelumab (Bavencio)  durvalumab (Imfinzi)的作用機制(Nature Communications 2017Cell Research 2017Protein Cell 2018)。近日,兩個團隊再次合作對團隊篩選的多個PD-1單抗結合表位及功能進行了系統評價,同時對中國第一個獲批上市的PD-1單抗toripalimab(拓益)的作用機制進行了研究,成果分別發表在iScience mAbs 雜志。

  研究團隊篩選到了兩株能夠特異性活化T細胞的PD-1抗體GY-5GY-14。進一步通過NCG免疫缺陷鼠腫瘤模型,評價了GY-5GY-14的腫瘤抑制活性,并完成了人源化改造,獲得了人源化的單克隆抗體。通過結構生物學手段,團隊進一步解析了toripalimabGY-5GY-14PD-1的復合物結構,并對PD-1的糖基化修飾是否影響其與這些抗體的結合進行了評價。Toripalimab是君實生物開發的PD-1抗體,目前已經被批準用于黑色素瘤的臨床治療。通過結構分析,發現這三個抗體主要結合在PD-1FG loop區,而這個FG loop對于PD-1/PD-L1的結合也具有重要貢獻。FG loop在結合不同抗體時呈現顯著的構象差異。結合之前該團隊及其他團隊報道的另外兩個已上市的PD-1抗體nivolumabpembrolizumab主要結合NloopC’D loop,因此,這三個抗體結合的FG loopPD-1治療性抗體的一個新位點,對于開發新的PD-1/PD-L1抑制劑,尤其是小分子抑制劑提供了重要的基礎。

  PD-1分子是一個高度糖基化的蛋白,在該研究解析的PD-1與抗體的復合物結構中,能夠看到N49, N58, N116位點的糖基化修飾,而N58位點的糖基化修飾靠近其與這三個抗體的結合面。因此,該研究進一步對不同表達系統制備的PD-1蛋白與這三個抗體的親和力進行了檢測,以評價糖基化修飾是否會影響抗體的結合。結果表明,HEK-293T細胞表達的PD-1蛋白(完全糖基化)和大腸桿菌表達后體外復性獲得的PD-1蛋白(完全無糖基化)與這三個抗體的親和力無顯著差異,這表明這三個抗體與PD-1的結合并不受糖基化修飾的影響。

  綜上所述,不同的PD-1抗體藥物盡管都具有阻斷PD-1PD-L1的相互作用的功能,但是不同的抗體結合表位有明顯差異,這可能暗示已經上市或準備上市的PD-1抗體藥物可能具有各自獨特的特征。因此,結構和功能的解析將為開發新一代抑制劑提供重要參考。

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圖:PD-1抗體作用機制及其與PD-1的結合 




(責任編輯:葉瑞優)

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