供稿:魏书程,北京大学
大家好,今天为大家分享一篇ACSChem.Biol.的文章,题为ExploitingCD22toSelectivelyTolerizeAutoantibodyProducingB?CellsinRheumatoidArthritis,本文通讯作者为Scripps研究所的MatthewMacauley教授。他们课题组从事细胞表面糖类抗原的结合蛋白研究,发展具靶向性的配体与脂质体复合物,调控免疫细胞激活以及分化,并在此基础上开发对免疫相关疾病的新型疗法。
类风湿性关节炎(RA)是一种系统性自身免疫性疾病,主要影响关节滑膜,其特征为关节炎、骨质侵蚀、骨密度降低和关节软骨损伤等。在滑膜组织内的免疫细胞释放出白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)等炎症细胞因子,引发炎症反应。现有控制炎症的疗法主要为使用非甾体类抗炎药(NSAIDs)控制病情的抗风湿药物(DMARDs)等。近来发展出的新型诊断工具,可以识别处于高风险病发阶段的RA患者,并对其制定针对性的治疗方案。其中,透过遗传学研究和血清筛查显示,HLA-DRB1等位基因与RA发病率高度相关,并与瓜氨酸蛋白自身抗体(ACPA)的产生密切相关。
HLA-DRB1为MHCII复合物的一部份,在抗原呈递过程中承载肽段抗原。然而,其自身的精氨酸在精氨酸脱亚胺酶(PAD)的催化下能够进行瓜氨酸化,并在抗原呈递过程中被B细胞受体BCR错误识为抗原,最终导致B细胞产生靶向瓜氨酸抗原表位的抗体,亦即ACPA。这些抗体能在血液中被检测出来,成为RA诊断的一个指标,血液中带有ACPA或类风湿因子(RF)的病例被划分为血清阳性,反之则为阴性。大约七成RA患者为血清阳性,其表现为较严重的骨和关节损坏,并且对病情控制类的生物制剂有更好的反应,例如B细胞耗竭疗法中的Rituximab单抗。Rituximab可以有效地靶向表达CD20的B细胞,主要为na?ve和记忆B细胞,而分化成浆细胞的B细胞则不能被靶向。虽然靶向这两种B细胞足以有效控制病情,但能产生ACPA的B细胞实际上只占了极少一部份(约1/),而Rituximab无差别的靶向所有na?ve和B细胞,无疑会对正常的免疫造成不必要的损害,更合理的方法是只对瓜氨酸抗原敏感,或者能够产生ACPA的B细胞进行靶向。
环瓜氨酸化肽(CCP)是一种带有多个瓜氨酸残基的环状合成肽,原被设计出来模拟瓜氨酸化的抗原表位,最初用于检测RA患者血清中的ACPA。能够识别CCP的抗体只存在于RA患者血清中,不会在建康个体中出现。以此为基础,作者开发出一种耗竭瓜氨酸特异性B细胞的策略:Siglec-engageTolerance-inducingAntigenicLiposomes(STALs)。STALs含有CCP抗原表位和CD22的高效配体,锚定在脂质体表面。STALs通过CCP上的抗原结合能够识别ACPA的B细胞,CD22配体则可结合作为B细胞免疫检查点的CD22,从而抑制B细胞的激活。
作者首先从RA捐赠者和健康捐赠者中检测CD22在各种B细胞中的表达,发现在两者中并无颢着差异,CD22主要在na?ve和记忆B细胞中表达,在浆细胞中则停止表达,表明CD22适合作为此疗法的靶点。然后作者对各种B细胞进行分选,对其施以不同的刺激条件,透过检测其表达的IgG含量,筛选出最高效分泌抗体的B细胞(IgD-CD27+,一种记忆B细胞)以及最佳刺激条件。
接下来作者检测CCP-STALs能否降低血液中B细胞产生ACPA能力。在建康捐赠者以及RA捐赠者身上取出B细胞后,对其进行刺激。结果显示,在RA捐赠者的样本上检测出ACPA,而在建康捐赠者的样本中则没有。下一步,作者在脂质体上修饰上CCP(CCP-Lip)或者同时修饰CCP以及CD22L(CCP-STALs),并在对RA患者的B细胞进行刺激后加入二者。结果显示,加入CCP-Lip可被直接识别为瓜氨酸抗原,致使B细胞产生ACPA。而加入CCP-STALs的B细胞,ACPA的产生被有效抑制了。加入这两种脂质体后,B细胞产生的IgG总量并没有被显著的抑制,说明CCP-STALs能够有效抑制B细胞产生ACPA的同时,对于B细胞生产正常抗体的功能不会造成影响。
最后,作者在能够产生ACPA的SJL/Jmice小鼠中测试CCP-STALs在活体动物上的效果。在第0天对小鼠注射CCP-Lip、CCP-STALs以及PBS对照,然后在第15天注射CCP-Lip刺激B细胞产生ACPA。注射过CCP-STALs的小鼠受到了保护,相比起其他两组产生更低滴度的ACPA。
B细胞作为RA的治疗靶标目前备受