ADCC效应强于IgG，IgA成药难点和工程改造!

 

IgA

 

IgG和IgA1、IgA2结构示意图（文献3）

 

IgA的ADCC效应

 

20年前已经有报道，重组IgA抗体结合FcαR1，通过ADCC发挥抗肿瘤效应。在SCID异种移植物小鼠模型，与IgG1直接比较，IgA2-EGFR抗体显示出相似或更好的抗肿瘤反应。但是优化多种给药方案，血清中的IgA水平仍明显低于IgG（低约5倍）。

IgA识别靶点后，诱导中性粒细胞表面FcαRI交联并激活，通过中性粒细胞发挥ADCC作用（IgG抗体主要通过表达FcγRIIα的NK细胞发挥ADCC作用，此二者不同）。和IgG相比，每个IgA/FcαR1胞内有四个ITAM（IgG1/FcγRIIα有1个ITAM），会产生强于IgG的ADCC效应。

IgG和IgA比较（文献2）

 

IgA药物开发的难点

 

• 小鼠缺乏IgA的受体，所以只能使用人源化小鼠进行临床前动物模型研究。

• 半衰期短。在人FcαR1转基因鼠进行检测，IgA的半衰期大约15小时，而IgG至少为4天。在人和其他灵长类动物，IgA在血液中的半衰期大概4-7天，IgG是21天。IgA虽然是人体产生最多的免疫球蛋白，但是血液浓度只有IgG的约20%。

• IgA易于聚集，对生产和纯化带来难题。

IgA单体及聚集体（文献1）

• 糖修饰带来异质性。

 

IgA工程改造

 

IgG中只有一个N-连接的糖基化位点，IgA1和IgA2中分别有2个或4-5个N-连接的糖基化位点，因而IgA的N-糖图谱比IgG具有更强的异质性。

• 游离半乳糖极易被ASGPR结合并清除。

• 甘露糖末端对于不同类型的清除受体（如甘露糖受体）敏感。

• 完全唾液酸化的IgA分子受ASGPR清除的影响较小，从而增加其血清半衰期。因而增加IgA分子的唾液酸化，有助于延长其半衰期。

在IgA1和IgA2的糖基化中存在的差异影响了它们的功能，诱导中性粒细胞中的不同信号。单体IgA1抗体具有较高的唾液酸含量，而IgA2则较少唾液化，但含甘露糖较多。酶法去除IgA1的唾液酸化后，其效应功能更接近于IgA2，显示出促炎作用。这表明IgA抗体的N-糖基化状态对其功能至关重要。

为了提高IgA2的均一性，采用氨基酸取代法（用IgA1的相应氨基酸替换），去除两个含糖基化的基序，仅留两个糖基化基序，命名为IgA2.0。

IgA2和IgA2.0（文献3）

IgA2.0对ASGPR的清除耐受。当然一些关键的氨基酸（如IgA1 (C266/H317) or IgA2 (C253/H304)）被替换，可能会影响抗原的结合能力。目前看，IgA2.0的突变对于抗原结合能力没有影响，且对于ASGPR清除耐受。基于IgA2.0开发的EGFR抗体，在小鼠模型展现出一定的抗肿瘤活性。

IgA2.0抗肿瘤活性（文献5）

IgA2.0和IgA2-ABD（文献3）

 

小  结

 

IgA是人体每天产生最多的免疫球蛋白，且其理论上ADCC活性还要强于IgG。但是因为糖基化修饰的因素，易于形成聚集体，并容易被清除，半衰期短。包括Genentech在内的药企都开始进行大量工作进行IgA的工程改造，使其能够成为药物的候选抗体亚型。随着工程改造工艺日益成熟，未来IgA类的抗体药物可能会造福人类。