CD47與巨噬細(xì)胞表面的SIRPα結(jié)合，釋放“別吃我”的信號

CD47是一種廣泛表達(dá)的跨膜糖蛋白，也稱為整聯(lián)蛋白相關(guān)蛋白（IAP），分子量52 kDa。CD47的結(jié)構(gòu)包括與相應(yīng)配體相互作用的胞外可變區(qū)、高疏水性跨膜段形成的跨膜區(qū)和親水羧基端胞內(nèi)區(qū)，CD47激活后可以介導(dǎo)細(xì)胞增殖、遷移、吞噬以及細(xì)胞凋亡，免疫穩(wěn)態(tài)和抑制NO信號傳導(dǎo)等一系列過程。該蛋白具有免疫球蛋白可變的N端結(jié)構(gòu)域、5個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)短的C端胞內(nèi)尾，胞內(nèi)尾部有四種可變不同剪接異構(gòu)體，從而形成4個(gè)亞型。CD47亞型2主要在造血細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞中表達(dá)，1亞型在角質(zhì)形成細(xì)胞中表達(dá)，3和4亞型在神經(jīng)元細(xì)胞、腸粘膜細(xì)胞和睪丸細(xì)胞中均有表達(dá)。

SIRPα全稱為signal-regulatory protein α，是SIRP家族的第一個(gè)成員，于20世紀(jì)90年代末被鑒定出，表達(dá)在髓細(xì)胞上，包括所有類型的巨噬細(xì)胞。CD47與SIRPα的相互作用在1999年被發(fā)現(xiàn)，之后大量研究證實(shí)，CD47在正常細(xì)胞表面廣泛表達(dá)，通過與巨噬細(xì)胞表面的SIRPα結(jié)合，釋放一種“別吃我"的信號，從而保護(hù)健康細(xì)胞不被巨噬細(xì)胞“吃掉"。而癌細(xì)胞也學(xué)會了這一機(jī)制：在表面過量表達(dá)CD47，使巨噬細(xì)胞把它們當(dāng)作“正常細(xì)胞"，從而逃避巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬攻擊。

噬細(xì)胞是先天性免疫的重要組成部分，是一種“專業(yè)"的吞噬細(xì)胞，在人體內(nèi)可以通過吞噬衰老和死亡細(xì)胞起到人體清道夫的作用。在腫瘤組織中巨噬細(xì)胞可以通過吞噬作用清除腫瘤細(xì)胞，但是吞噬作用被CD47-SIRPα免疫檢查點(diǎn)通路抑制；當(dāng)CD47和SIRPα結(jié)合后可以引起ITIM酪氨酸的磷酸化。磷酸化的ITIM隨后募集并激活酪氨酸磷酸酯酶SHP-1/2蛋白，活化后的酪氨酸磷酸脂酶進(jìn)一步將細(xì)胞內(nèi)的一系列蛋白去磷酸化，失去相關(guān)的生物學(xué)功能最終起到抑制巨噬細(xì)胞吞噬功能的效果。這種功能在正常的人體環(huán)境里可以用于標(biāo)記“自我"和“非我"，避免引起“誤傷"。

人們發(fā)現(xiàn)多種血液腫瘤及實(shí)體瘤細(xì)胞表面過表達(dá)CD47，可逃避巨噬細(xì)胞的免疫監(jiān)視，因此阻斷CD47-SIRPα通路近年成為腫瘤免疫治療的一個(gè)新興領(lǐng)域。目前，靶向該通路的在研藥物主要分為三大類，包括CD47抗體、SIRPα融合蛋白以及SIRPα抗體。這三類藥物中，CD47抗體備受關(guān)注，其研發(fā)也經(jīng)歷了不同的階段。初代以magrolimab為代表，但其可引起紅細(xì)胞凝集，同時(shí)由于與紅細(xì)胞結(jié)合力較強(qiáng)，易引發(fā)貧血等副作用。這些局限性催生了第二代CD47抗體，以CC9002、IBI188為代表，其避免了體外紅細(xì)胞凝集，但仍然可與紅細(xì)胞結(jié)合，臨床上通常采用預(yù)激給藥策略，以降低紅細(xì)胞毒性。第三代CD47抗體以TJC4（lemzoparlimab，來佐利單抗）、AK117為代表，其最大特點(diǎn)為不引起紅細(xì)胞凝集，且與紅細(xì)胞的結(jié)合低。

鑒于CD47-SIRPα信號能夠使惡性細(xì)胞逃避巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用，抑制CD47-SIRPα信號軸是一種很有前途的癌癥治療策略，多種CD47靶向藥物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。然而，這類治療方法存在一系列生物安全性問題，包括貧血，臨床前研究已經(jīng)證明CD47靶向藥物對不同腫瘤類型的療效不同。此外，CD47-SIRPα復(fù)合物上游和下游的信號傳導(dǎo)機(jī)制還不清楚。更好地了解腫瘤細(xì)胞逃避免疫清除的機(jī)制，以及抗CD47藥物的給藥途徑的改進(jìn)，將有助于開發(fā)新的、有效的抗癌治療方法，增強(qiáng)對惡性細(xì)胞的吞噬功能。

2024年5月15日，美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Crystal Mackall教授團(tuán)隊(duì)在《Nature》雜志上發(fā)表了名為Engineered CD47 protects T cells for enhanced antitumour immunity的研究論文。作者設(shè)計(jì)了CD47的突變體CD47（Q31P）（47E），可以與SIRPα結(jié)合，并提供不被Anti-CD47抗體阻斷的“不要吃我"信號。表達(dá)47E的T細(xì)胞抗原受體（TCR）T細(xì)胞或嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞在Anti-CD47抗體處理后可以抵抗巨噬細(xì)胞的清除，并介導(dǎo)大量、持續(xù)的巨噬細(xì)胞募集到腫瘤微環(huán)境中。作者的研究確定了巨噬細(xì)胞是T細(xì)胞持續(xù)存在的主要調(diào)節(jié)因子，并提供了一種能夠同時(shí)利用T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生抗腫瘤作用的治療方法。

為了研究巨噬細(xì)胞的功能，作者使用了荷蘭liposoma的巨噬細(xì)胞清除試劑Clodronateliposomes氯膦酸鹽二鈉脂質(zhì)體，貨號CP-005-005來清除巨噬細(xì)胞。

Macrophage depletion and peritoneal lavage

NSG male or female mice (aged 6–10 weeks) were pretreated with intravenous injection with 200?µl of clodronate liposomes (Liposoma), followed by 400?µg of anti-mouse-CSF1R (AFS98; Bio X Cell) by intraperitoneal injection. Mice were treated with 400?µg of anti-CSF1R three times per week for the duration of the experiment. Then, 6?days after clodronate treatment, the mice were administered with 2?×?106 CD19-28ζ-nLuc CAR T cells intravenously, followed by 250?µg B6H12 intraperitoneally on day 7. T cells were quantified by nanoluciferase BLI before (day 7) and after (day 9) anti-CD47 treatment. Peritoneal lavage was performed on day 13 with 10?ml of FACS buffer and a 25?gauge needle. Peritoneal cells were collected, washed with FACS buffer and stained, before being run on the flow cytometry system (Supplementary Fig. 1j).