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摘要近年来，免疫疗法逐渐成为肿瘤治疗研究与应用的热点，该疗法主要理念为利用宿主自身免疫系统的激活降低患者体内的肿瘤负担。其中，发展最为迅猛的癌症免疫疗法主要包括免疫检查点阻断疗法。该免疫疗法虽在各肿瘤中发挥出可观的治疗效果，但是仍然存在着抗体作用机制不明确，分子结构未知，不同抗体在临床应用中差异显著等一系列影响临床应用效果的问题。因此，对于CTLA-4与其抗体之间相互作用的结构基础的解析，使我们可以更好地阐释它们所参与的生理过程运行的内在机制，从而为靶向CTLA-4的药物在未来进一步的高效运用提供理论依据。在博士就读期间，我的工作主要聚焦于CTAL-4。<br>　　本研究主要聚焦于CTLA-4与其治疗性抗体Ipilimumab作用机制研究。CTLA-4是免疫检查点治疗最成功的靶点之一。作为首个靶向免疫检查点分子进入临床应用的单克隆抗体，阻断CTLA-4的单克隆抗体Ipilimumab是如何行使功能的分子基础尚未完全了解。在本研究中，我们利用X射线衍射蛋白质晶体的方法解析了Ipilimumab和CTLA-4的复合物结构。该复合物结构显示出Ipilimumab的VH和VL在与CTLA-4前侧β片层结合的过程中贡献相同的作用。Ipilimumab阻断CTLA-4的机制是，Ipilimumab直接占据CTLA-4与B7-1或B7-2结合的位点，从而阻止B7-1或B7-2与CTLA-4结合。同时，我们还对于阻断CTLA-4的两个抗体Ipilimumab与Tremelimumab进行比较。两个抗体在与CTLA-4以相似的亲和力结合相同的表位，但Ipilimumab解离速率相对较高。两个抗体不同的解离能力表明其与CTLA-4的动态结合过程的差异，这可能影响两个抗体的药代动力学。Ipilimumab阻断CTLA-4的分子基础及其与Tremelimumab分子构象和结合特性的比较研究，对于针对CTLA-4位点发现小分子抑制剂，基于结构的单克隆抗体优化和新的生物制剂研发具有重要意义。<br>　　除CTLA-4之外，我们还进行了部分其他工作涉及在免疫疗法中起重要作用的免疫靶点CD19以及GPC-3。这部分工作包括对CD19与其抗体FMC63的结合作用机制进行研究，以及对于GPC-3分子结构及其与抗体GC33作用机制研究。靶向CD19的CAR-T是迄今为止发展最为成熟的CAR-T疗法。然而在其应用过程中，部分接受CD19CAR-T治疗的患者中存在肿瘤复发现象。因此，我们拟通过结构生物学的方法，探究CD19与其抗体FMC63的结合模式，并通过探究CD19不同剪接体形式对于FMC63的结合的影响，探究CD19CAR-T治疗中部分复发现象的原因。在本部分工作中，我们获得了CD19与FMC63scFv稳定的复合物，并且尝试对其进行结晶。此外，我们还表达了CD19△exon2截短体，并利用流式细胞术验证了其表达位置。为进一步验证CD19的不同截短体与其在免疫治疗过程中的逃逸现象奠定了基础。另一部分的其他工作关于GPC-3分子结构及其与抗体GC33作用机制研究。对于肝细胞癌(HCC)的免疫疗法，GPC-3作为新的肝癌标志物被发现以来，已成为临床检测的重要指标，已开发出一系列靶向GPC-3的治疗药物。但现在尚未有关于GPC-3结构特点的研究。对GPC-3及相关抗体的作用机制研究为进一步高效利用GPC-3这一靶点以攻克HCC具有指导性意义。本部分工作中，我们尝试对GPC-3及其与GC33的复合物进行了纯化与晶体筛选，初步获得了能够产生衍射的晶体。除此之外，我们还对GPC-3进行新的抗体筛选。<br>　　综上所述，我们主要对于在免疫疗法中起重要作用的靶点CTLA-4进行了研究。揭示了CTLA-4与其抗体Ipilimumab的结合作用机制，并对Ipilimumab和Tremelimumab与CTLA-4的结合特性进行了比较。这不仅为针对CTLA-4的新生物制剂，小分子抑制剂的发现奠定了理论基础，而且对基于结构的单克隆抗体优化具有重要意义。与此同时，对于两种抗体结构和亲和力的比较，也为CTLA-4单克隆抗体的作用机理的探究提供理论基础。