识别CD98重链的单克隆抗体可特异靶向多发性骨髓瘤细胞

癌症特异性细胞表面抗原是基于单克隆抗体 (mAb) 治疗的理想治疗靶点【1-2】。尽管突变后的细胞表面蛋白才具备真正的癌症特异性、并且是理论上极好的治疗靶点，但癌症的异质性使得靶向它们变得不切实际【3】。大多数癌症中缺乏合适的癌症特异性细胞表面蛋白，这阻碍了治疗性单克隆抗体或其衍生物（如CAR-T细胞）的开发。基于转录组或蛋白组分析，目前已鉴定出大多数对癌细胞具有高度特异性的转录物或蛋白质。然而，蛋白质组学或转录组学方法会遗漏蛋白质翻译后修饰形成的癌症特异性抗原表位，如糖基化或构象变化。
多发性骨髓瘤 (multiple myeloma, MM) 是一种目前无法治愈的血液系统恶性肿瘤，其特征在于骨髓 (BM) 中肿瘤性浆细胞的积累，它可以被识别CD98重链 (hc)（也称为SLC3A2）的mAb特异性靶向【4】。蛋白酶体抑制剂和免疫调节药物可显著提高许多MM患者的生存率，比如靶向CD38或者淋巴细胞激活信号分子F7的治疗性mAbs，CAR-T已在临床试验中显示出可喜的结果【5-7】，但MM的治愈仍然很困难，部分原因是靶向单个分子会导致细胞通过抗原丢失来逃避免疫。因此，要进一步治愈癌症患者，必须确定更多的靶抗原。
近期，大阪大学细胞免疫治疗实验室、国际免疫学前沿研究中心Naoki Hosen团队在Science Translational Medicine杂志上发表了题为Selective targeting of multiple myeloma cells with a monoclonal antibody recognizing the ubiquitous protein CD98 heavy chain的研究论文，筛选能够特异靶向多发性骨髓瘤细胞的mAb，并探究其是否能作为多发性骨髓瘤的治疗方案。

研究团队建立了10,000多个可分泌产生与各种MM细胞系结合的mAb的杂交瘤，从这些杂交瘤中筛选了500个对正常外周血单核细胞缺乏反应性的mAb，并使用这些候选mAb对 MM患者的BM细胞进行印迹，最终将R8H283鉴定为MM特异性mAb。它可以结合MM细胞但不结合正常造血或非造血细胞的mAb。进一步研究发现，R8H283能够专门识别CD98hc，且不与CD98hc单体反应; 同时，它是结合在异二聚体形式的CD98轻链（CD98lc）。CD98异二聚体在MM细胞上含量丰富，并吸收氨基酸用于免疫球蛋白的生产。虽然CD98异二聚体也存在于正常白细胞上，但R8H283不与它们发生反应。
为了探索R8H283特异性靶向MM的基础，作者比较了正常白细胞和MM细胞中的 CD98hc。通过CD98多克隆抗体对来自非癌症患者个体的PBMC的全细胞裂解物进行免疫沉淀和电泳。结果发现，与健康供体相比，在还原和非还原条件下，MM患者的细胞中CD98hc的迁移率与正常白细胞不同，但是通过PNGase F处理去除N-聚糖后，MM细胞和正常白细胞中CD98hc的电泳迁移率变得相似，表明正常白细胞具有不同于MM细胞的CD98hc糖型。此外，作者发现GnTI缺陷细胞对R8H283而不是MEM-108（抗CD98hc单抗）的反应性增加，而GnTI缺陷细胞恰好可产生高甘露糖型N-聚糖结构。
这些结果表明，尽管在R8H283表位区域内预测的N-糖基化残基的完全破坏不会增加R8H283的反应性，N-糖基化的差异仍可能会影响R8H283的反应性。总之，存在于正常白细胞上的CD98hc糖型不同于存在于MM细胞上的糖型，这可能解释了R8H283对正常白细胞缺乏反应性的原因。此外，作者发现，R8H283引发针对MM细胞的抗体依赖性细胞毒性 (ADCC) 和补体依赖性细胞毒性 (CDC)。在R8H283存在的情况下，正常PBMC不会被 ADCC或CDC裂解。在没有效应细胞或补体的情况下，R8H283不会抑制MM细胞的增殖。同时，在免疫缺陷小鼠中建立的皮下MM肿瘤模型中证明了R8H283的体内抗MM活性（图1）。这些结果表明，R8H283可在不损害正常造血细胞的情况下发挥抗MM作用。这项研究提示我们R8H283是基于mAb治疗MM的潜在候选方案。这项研究结果表明，无法通过转录组或蛋白质组学分析鉴定的癌症特异性构象抗原决定簇，可以通过对原发性人肿瘤样本的广泛筛选来鉴定，这意味着在各种类型的癌症中仍有待发现的癌症特异性单克隆抗体。
最后，作者指出本研究仍存在一些局限性。非癌症患者的人体皮肤、肠道和脑微血管内皮组织中尽管存在CD98hc，但免疫染色并未显示R8H283与这些组织结合，这表明用R8H283治疗不会损伤这些正常组织。然而，很难完全排除在某些条件下，R8H283所识别的表位在这些具有CD98hc的组织中形成的可能性。因此，在测试R8H283的临床试验中，必须非常仔细地监测其对正常组织的毒性。此外，异种移植模型在证明R8H283用作治疗性mAb方面的潜力有限。皮下移植MM肿瘤的小鼠不能完全模拟患有MM的人类患者。此外，由于R8H283不与小鼠CD98hc结合，因此无法在小鼠异种移植模型中评估脱靶毒性。
大阪大学细胞免疫治疗实验室、国际免疫学前沿研究中心的Kana Hasegawa为该论文的第一作者，Naoki Hosen为该论文的通讯作者。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.aax7706

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