PD-1糖基化修飾與抗體藥物作用機制研究獲進展

近年來，學界在以PD-1/PD-L1爲靶點的單克隆抗體治療在腫瘤免疫治療中獲進展。PD-1是一個高度糖基化的免疫分子，腫瘤的發生發展常伴隨糖基化修飾的異常，且PD-1的N-糖基化位點在人羣中存在一定多態性。因此，研究PD-1的糖基化修飾及其對抗體藥物作用的影響，對於理解以PD-1爲靶點的抗體藥物作用機制及指導藥物開發具有意義。camrelizumab是靶向PD-1的IgG4型人源化抗體，用於治療復發/難治性經典型霍奇金淋巴瘤及肝細胞癌等，展示出較好的臨牀治療效果。

近期，中國科學院院士、中科院微生物研究所研究員高福團隊與澳門大學健康科學學院教授鄧初夏團隊合作，在EMBO Reports上，發表了題爲N-glycosylation of PD-1 promotes binding of camrelizumab的研究論文。研究發現，PD-1分子N-糖基化修飾呈現多態性；不同表達系統的PD-1的蛋白穩定性評價結果表明，糖修飾對PD-1分子的穩定性具有重要影響。研究人員分別對camrelizumab與不同表達系統的PD-1的親和力進行測定，發現相比camrelizumab與原核表達的PD-1分子的親和力，其與昆蟲或哺乳動物細胞製備的PD-1親和力低約200倍，他們推測這種親和力的差異可能是PD-1分子在三種表達系統中的糖基化修飾不同導致的。

研究人員進一步解析camrelizumab-scFv/PD-1的複合物結構，發現camrelizumab的重鏈的三個CDR區均可與PD-1結合，輕鏈的LCDR1和LCDR3參與PD-1的結合；camrelizumab的輕鏈與PD-1的結合區對PD-L1的結合形成空間位阻，可阻斷PD-1與PD-L1的結合；結構分析顯示，PD-1的N58位點上的N-乙酰氨基葡萄糖和海藻糖殘基直接參與camrelizumab的結合。結合實驗表明， N58A突變後的PD-1及用去糖基化酶PNGase消化後的哺乳動物細胞表達PD-1蛋白與camrelizumab的親和力均顯著降低。對PD-1/PD-L1作用的阻斷效應是camrelizumab發揮T細胞活化和抗腫瘤作用的主要機制，而流式細胞分析發現，PD-1的N58位點突變後，camrelizumab阻斷PD-1與PD-L1結合效率顯著下降。

該研究闡明治療性抗體camrelizumab與PD-1相互作用的分子機制，分析PD-1的N58位點的糖基化修飾對抗體結合及其阻斷活性的影響，有利於深入理解抗體藥物的作用機制及指導藥物開發。澳門大學與中國科學院大學聯合培養博士生劉科芳、微生物所副研究員譚曙光爲論文的共同第一作者。高福、譚曙光、鄧初夏爲論文的共同通訊作者。研究工作得到西北大學教授王仲孚等的支持，並獲得國家自然基金、中科院戰略性先導科技專項和澳門大學講席教授基金等的贊助。