首页 > 研发中心 > 创新动态
 

CD161,踟蹰在成药的十字路口(下)
2021-04-20 访问次数:426
       上期推送,我们给大家介绍了CD161和LLT1,并且讲述了CD161在NK细胞上的调控模式以及肿瘤微环境的巨大挑战。本期,我们会接着带来CD161成药性的挑战以及CD161在T细胞尤其是CD8+的T细胞的病理机制。

一、成药性的挑战
       考虑到以上困难,如果有CD161的研发管线,就非常值得借鉴,然而(图9):
 
图9 没有公开信息表明,以CD161和LLT1为靶点的抗体,含有国际非专用名,并进入临床研究了。

图10 没有查到CD161抗体相关专利。但是其作为肿瘤治疗靶点,已有若干申请,本图举例说明。
       目前,CD161更多的是作为免疫细胞亚群的标记信号,以表征细胞亚群在不同疾病治疗中的变化。
       CD161/LLT1可能存在成药的困难。分析原因,可能有:
       1. 阻断结果的矛盾:阻断对于NK细胞,可以释放其免疫活性。然而对于T细胞,结果则相反,通过LLT1的阻断实验发现,在CD4+ CD8+的T细胞中,激活后的T细胞高表达CD161。不过,CD161也可能作为负反馈信号,却缺少LLT1的结合,从而不能实现抑制。这需要调研相关病理情况。
       2. CD161和LLT1的结合能力较弱:KD约48μM,二元复合体的稳定性不强,阻断活性不易判断。参考NKG2A/CD94与HLA组成三元复合体,该三元复合体的结构可能更稳定,以进行拮抗活性抗体的筛选,是值得参考的。
       3. 结合表位:LLT1在体内受CLEC2D其他变体的干扰,表位难以选定。但是根据文献报道,目前已存在的LLT1抗体,可以实现阻断LLT1与CD161结合。
       而CD161的结合表位,与N糖修饰关联可能性较大。如果存在靶向的抗体,N糖修饰的个体差异,可能导致抗体脱靶。另外,RSCB-PDB数据库中已有两者的结构数据,有助于我们预测复合体结合情况,比如https://www.rcsb.org/structure/5MGT(图11A),https://www.rcsb.org/structure/5MGR(图11B)。可以看到N糖修饰在蛋白表位的位置。
A. LLT1胞外域

B. CD161胞外域

图11 LLT1和CD161胞外域的晶体结构。使用该数据,我们可以模拟两个分子的结合。

二、T细胞:向左,自身免疫;向右,肿瘤
       CD161在T细胞,尤其是CD8+的T细胞的病理机制,也具有巨大的潜力。
       有研究发现,北欧的多发性硬化症(MS),与CD161在CD8+CD3+ T细胞中的异常过表达有关,血液中的CD161显著高于健康人群(图10)。CD161highCD8+CD3+ T细胞,伴随高表达的IL-17,IL-12介导增殖,释放IFN-γ。这些IFN-γ可能导致了MS患者大脑中的免疫损伤,以及异常的B细胞囊泡。
       之前提到,CD161的表达与IL-17的分泌有很强的相关性。IL-17作为信息沟通的桥梁,在T细胞调节的获得性免疫,以及针对细胞外的细菌、真菌的急性炎症响应,起到重要的作用。IL-17是CD3γδ+的T细胞,或者Th17,或者NKT,产生的效应细胞因子,可激活中性粒细胞,并将其招募到感染和炎症的部位。IL-17也是调节B细胞效应的细胞因子,在抗病毒方面有积极作用。
       通常,我们认为MS与类风湿性关节炎(RA)类似,是一种自身免疫疾病。然而,CD161在其中的表现不同。MS患者中,CD161在CD8+的细胞毒性体细胞中,显著高表达,而RA患者中,CD161在CD8+的细胞毒性体细胞中,显著低表达(图11)。
       类似的,在克郎氏症中,也是CD4+的T细胞中,异常高表达CD39和CD161。

图12 CD161在MS患者中的异常高表达,可被IFN-β治疗到低于正常水平。

图13 MS和RA中,CD8+或CD4+的T细胞上,CD161的阳性率近似(A、C)。然而,在CD8+的T细胞,通常认为是细胞毒性T细胞上,MS中CD161的表达显著更高(B),CD4+的T细胞差异不大(D)。
       对肝癌组织及患者的血液样本的研究,发现对CD8+PD1+的T细胞(具有细胞毒性),CD161+和CD161-的呈现了分布上的显著差异,而这种差异可能与不同的演化线路有关。CD161+的T细胞,在肿瘤组织的比例低于正常组织,但是CD161-的T细胞降低的比例更高。CD161+的T细胞,具有更强的细胞毒性、增殖能力、肿瘤组织浸润性(图14)。
       这也预示着,激活CD161信号通路,而不是阻断,可能更有利于抗肿瘤的治疗。LLT1对CD161亲和力不足,需要亲和力更高的多肽、抗体。而激活型多肽、抗体的获得,往往难于阻断性抗体。

图14 CD161+的T细胞,不同于CD161-的T细胞,不依赖于LAG3-MHCII,具有更强的细胞毒性,增殖能力,以及浸润肿瘤组织的能力。

图15 CD8+CD161+在感染(A)、肿瘤治疗(B)、自身免疫(C)相关的机制。

三、结尾
       CD161作为NK细胞的靶点,阻断其与LLT1的结合,可以提高NK的细胞毒性。同时,CD161对细胞毒性T细胞的活性、记忆分化有正面作用,阻断CD161反而减弱了免疫活性,不过,这种阻断,在治疗自身免疫疾病时,可以起到非常好的效果。因此,选择CD161/LLT1阻断型抗体的适应症,需要考虑其免疫系统的细胞亚群的活性,是否适用于阻断机制。
       然而,根据clinictrial的搜索结果,CD161更多的是作为临床实验中,细胞亚群表征的标志物,与CD25、CD69、CD56的应用比较接近。

参考文献:
1. Inhibitory CD161 receptor identified in glioma-infiltrating T cells by single-cell analysis. Mathewson, Ashenberg, Tirosh, et al., Cell (2021)
2. Natrual Killer Cells in Cancer Biology and Therapy. Songyang Wu, Tong Fu, Yizhou Jiang, Zhiming Shao. Molecular Cancer (2020)
3. Unleashing Natural Killer Cells in the Tumor Microenvironment - The Next Generation of Immunotherapy. Aviad Ben-Shmuel, Guy Biber and Mira Barda-Saad. Frontier in immunology (2020)
4. Roles of NK Cell Receptors 2B4 (CD244), CS1 (CD319), and LLT1 (CLEC2D) in Cancer. Casey W. Buller, Porunelloor A. Mathew and Stephen O. Mathew. Cancers (2020)
5. CAR-NK cells: A promising cellular immunotherapy for cancer. Guozhu Xie , Han Dong, Yong Liang , James Dongjoo Ham , Romee Rizwan, Jianzhu Chen. EBioMedicine (2020)
6. Targeting Natural Killer Cells for Tumor Immunotherapy. Cai Zhang, Yuan Hu, Chongdeng Shi. Frontier in immunology (2020)
7. Induction of Lectin-like Transcript 1 (LLT1) Protein Cell Surface Expression by Pathogens and Interferon-γ Contributes to Modulate Immune Response. Germain, Meier, Jensen, et al., The Journal od Biological Chemistry (2011)
8. Molecular Basis for LLT1 Protein Recognition by Human CD161 Protein (NKPR1A/KLRB1). Kamishikiryo, Fukuhara, Okabe, Kuroki, Maenaka. The Journal od Biological Chemistry (2011)
9. Alterations in KLRB1 genge expression and a Scandinavian multiple sclerosis association study of the KLRB1 SNP rs4763655. Helle, Finn, Jan, et al., European Journal of Human Genetics (2011)
10. CD161highCD8+T Cells Bear Pathogenetic Potential inMultiple Sclerosis. Annibali, Ristori, Angelini, et al., Brain (2011)
11. CD161(Human NKR-P1A) Signaling in NK Cells Involves the Activation of Acid Sphingomyelinase. Pozo, Gomez, Mavaddat, et al., The Journal of Immunology (2006)
12. CD161 is a marker of all human IL-17-producing T-cell subsets and is induced by RORC. Maggi, Santarlasci, Capone, et al., European Journal of Immunology (2010)
13. Beyond ecto-nucleotidase: CD39 defines human Th17 cells with CD161. Aiping Bai, Simon Robson. Purinergic Signalling (2015)
14. Lectin-Like Transcript 1 is a ligand for the CD161 receptor. Aldemir, Prod’bomme, et al., The Journal of Immunology (2005)
15. Characterization of Alternatively Spliced Transcript Variants of CLECD2D Gene. Germain, Bihl, Zahn, et al., The Journal of Biological Chemistry (2010)
16. CD161+ T(NT) cells exist predominantly in humab intestinal epithelium as well as in liver. IIAI, Watanabe, Suda, et al., Clinical Experimental Immunology (2002)
17. IL-12-induced up-regulation of NKRP1A expression in human NK cells and consequent NKRP1A-mediated down-regulation of NK cell activation. Poggi, Costa, Tomasello, Moretta, European Journal of Immunology (1998)
18. The identification and functional analysis of CD8+PD1+CD161+ T cells in hepatocellular carcinoma. Li, Zheng, Qiu, et al., Precision Oncology (2020)
19. CD8+CD161+ T-cells:Cytotoxic Meemory Cells With High Therapeutic Potential. Konduri, Oyewole-Said, Vazquez-Perez, et al., Frontier in immunology (2021)
20. CD161,KLRB1, https://www.uniprot.org/uniprot/Q12918
21. CLEC2D, LLT1, https://www.uniprot.org/uniprot/Q9UHP7
22. https://www.rcsb.org/structure/5MGT
23. https://www.rcsb.org/structure/5MGR


咨询热线:86-0571-87314597
时迈药业美国研发中心
地址:5107 Pegasus Court, Suite L Frederick, MD 21704
时迈药业杭州基地
地址: 杭州市滨江区建业路511号华创大厦20层
浙ICP备18020885-1号 Copyright2020 版权所有:浙江时迈药业有限公司 DESIGNBY:5ISJ.COM  统计报告