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抗PD-L1治疗已经成为癌症免疫疗法的一大标志。
抗PD-L1抗体主要由Fab段和Fc段两部分组成。有研究表明，除了Fab段，Fc段也可以参与抗PD-L1抗体诱导的抗肿瘤效应[1-2]。所以，通过改造Fc段来提高抗PD-L1抗体的疗效也成为当前的一大研究热点。
目前美国食品药品管理局（FDA）批准的抗PD-L1抗体主要是lgG1型，除了野生型（如avelumab），还有不能与Fcγ受体（FcγR）结合的Fc突变型（如阿替利珠单抗）。除此之外，多项改造抗PD-L1抗体Fc段的研究也正在如火如荼地进行中。
近日，以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的Rony Dahan教授带领其研究团队就发现了一种新型的Fc段修饰方法[3]，该项成果发表于著名期刊Science Immunology。
FcγR可以分为FcγRI、FcγRII和FcγRIII 3类，Fc与FcγRIIIA相互作用后可以激活免疫反应。根据这点，Rony团队利用糖工程从抗PD-L1抗体的Fc段的连接聚糖中去除了岩藻糖亚基，从而增强了其与激活性FcγRIIIA结合的能力。糖工程化的抗PD-L1抗体拥有更强的抗肿瘤活性并且能诱导更强的抗肿瘤免疫反应。
有临床前研究表明，FcγR信号通路在小鼠抗PD-L1抗体的抗肿瘤效应中起到重要作用[4]，但这项发现在临床上暂时还没有得到证实。鉴于小鼠和人类FcγR的基因表达谱不同，Rony团队利用人源化FcγR（huFcγR）小鼠研究了FcγR信号对人抗PD-L1抗体诱导的抗肿瘤效应的影响。
在MC38（结肠癌）的荷瘤huFcγR小鼠中，Rony团队分别给予它们具有两种不同Fc结构的avelumab和阿替利珠单抗，主要为野生型IgG1结构和不能与FcγR结合的IgG1-N297A结构。实验结果表明，无论是avelumab还是阿替利珠单抗，两种IgG1结构的抗PD-L1抗体对肿瘤生长控制和肿瘤免疫细胞组成的影响相似。
看起来，FcγR信号通路好像并不参与人抗PD-L1抗体介导的抗肿瘤效应。
结合FcγR与否不影响抗PD-L1抗体介导的抗肿瘤效应
但事实并非如此。
FcγRIIB是目前已知的唯一抑制性FcγR，它在免疫反应中发挥了重要的负反馈调节作用[5]。Rony团队发现，FcγRIIB在树突状细胞（DC）、巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞表面高表达，这表明FcγRIIB可能对抗PD-L1抗体产生负面影响。
为了进一步探究FcγRIIB的作用，Rony团队给予MC38的荷瘤huFcγR小鼠avelumab和人源化抗FcγRIIB（huFcγRIIB）抗体的联合治疗。与avelumab单独治疗相比，huFcγRIIB阻断显著增加了avelumab的抗肿瘤活性。
上述结果表明，FcγRIIB抑制了Fc段参与人抗PD-L1抗体介导的抗肿瘤效应。
FcγRIIB是抗PD-L1抗体诱导的抗肿瘤效应的抑制性检查点
阻断抑制性FcγRIIB可以增加激活性/抑制性FcγR结合亲和力的比例，这给了Rony团队新的灵感来优化抗PD-L1抗体。Rony团队利用糖工程去除了抗PD-L1抗体Fc段连接聚糖中的岩藻糖亚基（aFuc-IgG1），这将抗PD-L1抗体的Fc段与激活性FcγRIIIA/B的结合能力提高了11倍左右。
紧接着，Rony团队评估了aFuc-IgG1版的avelumab在MC38的荷瘤huFcγR小鼠中的抗肿瘤活性。相较于IgG1版的avelumab，aFuc-IgG1版的avelumab具有更强的抗肿瘤活性，但是在FcγR敲除小鼠中，这种增强的抗肿瘤活性就消失了。
上述结果表明，去除Fc段的岩藻糖亚基能够显著增强avelumab的抗肿瘤活性。
非岩藻糖基化的抗PD-L1抗体可以诱导更强的FcγR依赖性的抗肿瘤活性
分析小鼠肿瘤浸润免疫细胞组成发现，与未治疗小鼠相比，aFuc-IgG1版的avelumab治疗小鼠的肿瘤浸润粒细胞来源的髓源性抑制细胞（MDSCs）增加，单核细胞来源的MDSCs减少，并且表达PD-L1的髓系细胞亚群减少，其中最显著的是DC。此外，肿瘤浸润淋巴细胞的频率也发生了变化，如肿瘤浸润效应CD4+和CD8+T细胞增加。
Rony团队还发现，在aFuc-IgG1版的avelumab治疗后，中性粒细胞显著增加，是变化最大的免疫细胞亚群。
大量研究表明，肿瘤微环境中的中性粒细胞往往具有异质性，它们可以促进或者抑制肿瘤生长[6]。因此，Rony团队利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析了中性粒细胞表型，发现aFuc-IgG1版的avelumab可以诱导中性粒细胞从免疫抑制状态转变为促炎状态，主要表现为PD-L1表达下调，补体和主要组织相容性复合体 II（MHC-II）抗原呈递相关基因的上调等。
最后，Rony团队发现使用抗Gr1抗体耗竭中性粒细胞会破坏aFuc-IgG1版的avelumab的抗肿瘤效果，但是对IgG1版的avelumab的疗效没有显著影响。这表明，中性粒细胞在aFuc-IgG1版的avelumab诱导的抗肿瘤活性中起到了重要作用。
中性粒细胞在非岩藻糖基化的抗PD-L1抗体诱导的抗肿瘤活性中起到了重要作用
为了提高各种免疫检查点阻断抗体的疗效，现在越来越多的研究开始着手于改造它们的Fc段，主要方式有糖工程和定点突变等。而Rony团队的这项研究成功的揭示了人抗PD-L1抗体的Fc段如何参与抗肿瘤效应，并巧妙地利用糖工程修饰抗PD-L1抗体增强了其抗肿瘤活性。这项研究无疑给正在研究糖工程修饰抗体的学者们打了一剂强心针，促进更多的糖工程修饰抗体的开发和临床运用。
最后，让我们期待糖工程化的抗PD-L1抗体在临床运用中能取得好的表现！
参考资料：
[1] Dahan R, Sega E, Engelhardt J, Selby M, Korman AJ, Ravetch JV. FcγRs Modulate the Anti-tumor Activity of Antibodies Targeting the PD-1/PD-L1 Axis [published correction appears in Cancer Cell. 2015 Oct 12;28(4):543]. Cancer Cell. 2015;28(3):285-295. doi:10.1016/j.ccell.2015.08.004
[2] Moreno-Vicente J, Willoughby JE, Taylor MC, et al. Fc-null anti-PD-1 monoclonal antibodies deliver optimal checkpoint blockade in diverse immune environments. J Immunother Cancer. 2022;10(1):e003735. doi:10.1136/jitc-2021-003735
[3] Cohen Saban N, Yalin A, Landsberger T, et al. Fc glycoengineering of a PD-L1 antibody harnesses Fcγ receptors for increased antitumor efficacy. Sci Immunol. 2023;8(81):eadd8005. doi:10.1126/sciimmunol.add8005
[4] Sow HS, Benonisson H, Breukel C, et al. FcγR interaction is not required for effective anti-PD-L1 immunotherapy but can add additional benefit depending on the tumor model. Int J Cancer. 2019;144(2):345-354. doi:10.1002/ijc.31899
[5] Stopforth RJ, Cleary KL, Cragg MS. Regulation of Monoclonal Antibody Immunotherapy by FcγRIIB. J Clin Immunol. 2016;36 Suppl 1:88-94. doi:10.1007/s10875-016-0247-8
[6] Ng LG, Ostuni R, Hidalgo A. Heterogeneity of neutrophils. Nat Rev Immunol. 2019;19(4):255-265. doi:10.1038/s41577-019-0141-8
本文作者丨冒讯圆
责任编辑丨代丝雨