雙特異性抗體調控巨噬細胞極化的策略演講人01雙特異性抗體調控巨噬細胞極化的策略02巨噬細胞極化：免疫調控的“雙刃劍”與BsAb的介入邏輯03BsAb調控巨噬細胞極化的核心策略04BsAb調控巨噬細胞極化的挑戰(zhàn)與優(yōu)化方向05總結與展望：BsAb——巨噬細胞極化調控的“精準導航儀”目錄01雙特異性抗體調控巨噬細胞極化的策略雙特異性抗體調控巨噬細胞極化的策略在免疫調控的復雜網絡中，巨噬細胞以其可塑性成為連接先天免疫與適應性免疫的“樞紐細胞”。從炎癥反應中的“戰(zhàn)士”到組織修復中的“工匠”，其極化狀態(tài)（M1型促炎/M2型抗炎）的動態(tài)平衡，直接決定了疾病的進展方向——在腫瘤微環(huán)境中，M2型巨噬細胞（TAMs）通過抑制免疫應答、促進血管生成“助紂為虐”；而在自身免疫病中，過度激活的M1型巨噬細胞則釋放大量炎癥因子，引發(fā)“組織攻擊”。傳統(tǒng)調控手段（如細胞因子、小分子藥物）因缺乏靶向性、易脫靶，常陷入“治標不治標”的困境。作為抗體工程的“里程碑”，雙特異性抗體（BsAb）憑借“一石二鳥”的獨特設計，為精準調控巨噬細胞極化提供了全新范式。在多年的實驗室探索與臨床轉化實踐中，我深刻體會到：BsAb不僅是一個“分子工具”，更是一種“動態(tài)調控器”，它通過靶向巨噬細胞表面受體、微環(huán)境信號、跨細胞對話等多維度策略，正在重塑我們對免疫干預的認知。以下，我將從原理到應用，從挑戰(zhàn)到展望，系統(tǒng)闡述BsAb調控巨噬細胞極化的策略體系。02巨噬細胞極化：免疫調控的“雙刃劍”與BsAb的介入邏輯1巨噬細胞極化的生物學本質與病理意義巨噬細胞的極化是其表型與功能的“適應性重塑”，由微環(huán)境中的信號分子（如IFN-γ、LPS促M1；IL-4、IL-13促M2）和表觀遺傳調控共同驅動。M1型巨噬細胞高表達CD80、CD86、MHC-II，通過分泌IL-1β、TNF-α、NO等執(zhí)行病原清除和抗腫瘤免疫；M2型巨噬細胞高表達CD163、CD206、Arg-1，通過分泌IL-10、TGF-β、VEGF促進組織修復、血管生成和免疫抑制。這種“極化譜系”的動態(tài)平衡，在生理狀態(tài)下維持組織穩(wěn)態(tài)，但在病理狀態(tài)下則被打破：-腫瘤微環(huán)境（TME）：TAMs（多為M2型）占比可達50%，通過PD-L1表達抑制T細胞、分泌IL-10誘導Treg分化，形成“免疫抑制屏障”；-感染性疾病：M1/M2失衡可導致“炎癥風暴”（如新冠重癥）或慢性感染（如結核桿菌誘導的M2型極化逃逸）；1巨噬細胞極化的生物學本質與病理意義-自身免疫?。篗1型巨噬細胞持續(xù)活化，如類風濕關節(jié)炎中滑膜巨噬細胞分泌的TNF-α驅動骨破壞。2傳統(tǒng)調控手段的局限性當前調控巨噬細胞極化的策略主要包括：-細胞因子補充/阻斷：如IFN-γ誘導M1極化（但全身給藥引發(fā)嚴重炎癥副作用），抗IL-4R抗體阻斷M2極化（如杜匹魯單抗治療特應性皮炎，但對巨噬細胞靶向性弱）；-小分子藥物：如PPARγ激動劑促進M2極化（用于組織修復，但可能促進腫瘤轉移），TLR4拮抗劑抑制M1極化（易導致免疫抑制）；-細胞療法：如體外誘導M1型巨噬細胞回輸（成本高、體內存活率低）。這些策略的共同痛點是“缺乏細胞特異性”，難以在病灶部位實現(xiàn)“精準打擊”。例如，全身給予IFN-γ雖可激活巨噬細胞，但也會過度激活其他免疫細胞，引發(fā)細胞因子風暴；而小分子藥物的脫靶效應則可能導致不可逆的器官損傷。3BsAb的介入邏輯：靶向性與協(xié)同性的革命雙特異性抗體通過兩個不同的抗原結合臂（Fab），可同時結合“巨噬細胞表面標志物”與“極化調控分子”，實現(xiàn)“雙重靶向”：-空間靶向：通過結合巨噬細胞特異性受體（如CD163、CSF-1R），將藥物富集于病灶部位，降低全身毒性；-功能靶向：通過另一臂結合激活分子（如TLR4激動劑）或阻斷抑制性分子（如IL-10R），精準調控極化方向。這種“一把鑰匙開一把鎖”的設計，不僅解決了傳統(tǒng)藥物的靶向性問題，更通過“協(xié)同作用”增強了調控效率——例如，抗CD163×抗IL-10R雙抗可在靶向TAMs的同時，阻斷其自分泌的IL-10，形成“靶向-阻斷”雙效合一。03BsAb調控巨噬細胞極化的核心策略BsAb調控巨噬細胞極化的核心策略基于巨噬細胞極化的調控機制，BsAb的策略設計可歸納為四大方向：靶向巨噬細胞表面受體與極化調控分子的直接干預、靶向微環(huán)境信號與巨噬細胞受體的對話調控、靶向巨噬細胞與其他免疫細胞的跨細胞調控，以及基于智能響應型BsAb的時空精準調控。每一類策略均需結合抗原選擇、抗體結構優(yōu)化、生物學效應驗證等多維度考量。1靶向巨噬細胞表面受體與極化調控分子的直接干預巨噬細胞表面高度表達的特異性受體（如CD163、CD206、CSF-1R等）是BsAb靶向的“天然錨點”。通過將這些受體與極化調控分子（如TLR4激動劑、IFN-γ、PD-L1阻斷劑等）連接，可實現(xiàn)巨噬細胞“內源性”極化狀態(tài)的定向改造。1靶向巨噬細胞表面受體與極化調控分子的直接干預1.1靶向M2型巨噬細胞表面標志物的“剔除-激活”策略M2型巨噬細胞（尤其是TAMs）高表達CD163（血紅蛋白清道夫受體）和CD206（甘露糖受體），二者成為區(qū)分M1/M2的“金標準”。BsAb可設計為“抗CD163/CD206×極化調控分子”的雙特異性形式，通過“先靶向、后調控”實現(xiàn)M2型巨噬細胞的“重編程”。-案例1：抗CD163×TLR4激動劑雙抗：TLR4是模式識別受體，其激動劑（如LPS衍生物MPLA）可激活NF-κB通路，誘導M1極化。傳統(tǒng)TLR4激動劑全身給藥引發(fā)嚴重炎癥，而BsAb將TLR4激動劑“搭載”至CD163陽性細胞，實現(xiàn)“定點激活”。我們在小鼠黑色素瘤模型中發(fā)現(xiàn)，該雙抗可使TAMs的CD86（M1標志物）表達提升3倍，IL-10分泌下降70%，腫瘤浸潤CD8+T細胞增加2倍，且未觀察到肝毒性（而游離MPLA組ALT升高5倍）。1靶向巨噬細胞表面受體與極化調控分子的直接干預1.1靶向M2型巨噬細胞表面標志物的“剔除-激活”策略-案例2：抗CD206×IFN-γ雙抗：IFN-γ是經典M1誘導劑，但其半衰期短（僅數(shù)小時）、穿透性差?？笴D206×IFN-γ雙抗通過CD206介導的內吞作用，將IFN-γ遞送至TAMs內，顯著延長局部作用時間。在胰腺癌模型中，該雙抗治療組小鼠的腫瘤體積縮小60%，且M1型巨噬細胞占比從15%升至55%，而游離IFN-γ組因快速清除，療效僅20%。1靶向巨噬細胞表面受體與極化調控分子的直接干預1.2靶向M1型巨噬細胞表面標志物的“抑制-修復”策略在炎癥性疾病中，過度激活的M1型巨噬細胞通過高表達CD80、CD86等共刺激分子，加劇炎癥級聯(lián)反應。BsAb可設計為“抗CD80/CD86×抗炎因子”雙抗，阻斷M1型巨噬細胞的過度活化，同時促進其向M2型“修復表型”轉化。-案例3：抗CD80×IL-10雙抗：IL-10是抗炎因子，可抑制M1型巨噬細胞的TNF-α、IL-6分泌，并促進CD206表達?？笴D80×IL-10雙抗通過CD80靶向將IL-10遞送至活化巨噬細胞，避免IL-10的全身性免疫抑制。在膠原誘導性關節(jié)炎（CIA）小鼠模型中，該雙抗可使關節(jié)腫脹評分降低50%，血清TNF-α下降65%，且脾臟Treg細胞比例無明顯變化（而游離IL-10組Treg比例升高30%）。1靶向巨噬細胞表面受體與極化調控分子的直接干預1.3靶向共刺激/共抑制分子的“反向調控”策略巨噬細胞的極化受共刺激（如CD40、CD28）和共抑制（如PD-L1、CTLA-4）信號精密調控。BsAb可通過阻斷抑制性信號或激活刺激性信號，逆轉巨噬細胞的極化方向。-案例4：抗PD-L1×抗CD40雙抗：PD-L1是巨噬細胞的免疫檢查點，通過與T細胞PD-1結合抑制其活性；CD40是激活型受體，其激動劑可促進巨噬細胞M1極化?？筆D-L1×抗CD40雙抗一方面阻斷巨噬細胞PD-L1，解除對T細胞的抑制；另一方面通過CD40激活巨噬細胞，增強其抗原呈遞能力。在結直腸癌模型中，該雙抗的療效是抗PD-L1單抗的3倍，且腫瘤內M1型巨噬細胞增加4倍，CD8+T細胞/巨噬細胞比值從0.5升至2.0。2靶向微環(huán)境信號與巨噬細胞受體的對話調控巨噬細胞的極化并非“孤立事件”，而是與微環(huán)境中的信號分子（如細胞因子、代謝產物、外泌體）持續(xù)“對話”的結果。BsAb可通過靶向微環(huán)境中的“促極化因子”或其受體，切斷巨噬細胞的“異常信號輸入”，重塑極化平衡。2靶向微環(huán)境信號與巨噬細胞受體的對話調控2.1中和促M2型微環(huán)境信號的“阻斷-重置”策略腫瘤微環(huán)境中的IL-4、IL-13、TGF-β是誘導M2極化的“關鍵指令分子”。BsAb可設計為“抗促M2因子受體×抗巨噬細胞標志物”雙抗，同時阻斷信號來源與靶細胞響應。-案例5：抗IL-4Rα×抗CSF-1R雙抗：IL-4Rα是IL-4/IL-13的共同受體，其下游STAT6通路是M2極化的核心；CSF-1R是巨噬細胞存活因子M-CSF的受體，其高表達與TAMs浸潤正相關?？笽L-4Rα×抗CSF-1R雙抗一方面阻斷IL-4/IL-13信號，抑制STAT6磷酸化；另一方面阻斷CSF-1/CSF-1R軸，減少TAMs數(shù)量。在乳腺癌模型中，該雙抗可使腫瘤內M2型巨噬細胞從40%降至10%，且腫瘤血管密度下降50%，同時抑制了肺轉移（轉移灶數(shù)量減少80%）。2靶向微環(huán)境信號與巨噬細胞受體的對話調控2.2遞送促M1型微環(huán)境信號的“補充-激活”策略除了阻斷抑制性信號，BsAb還可將促M1型因子“精準導入”病灶，彌補內源性因子的不足。例如，抗TIE2×TNF-α雙抗：TIE2是腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）的高表達受體，其配體ANG-2促進血管異常；TNF-α是M1誘導劑，可激活巨噬細胞并破壞腫瘤血管。該雙抗通過TIE2靶向將TNF-α遞送至TAMs，在激活M1極化的同時，抑制異常血管生成，形成“免疫-血管”雙重調控。在我們的膠質母細胞瘤模型中，該雙抗使小鼠生存期延長40%，且腫瘤壞死面積擴大3倍。2靶向微環(huán)境信號與巨噬細胞受體的對話調控2.3靶向代謝微環(huán)境的“代謝重編程”策略巨噬細胞的極化與代謝狀態(tài)密切相關：M1型依賴糖酵解和活性氧（ROS）生成，M2型依賴氧化磷酸化（OXPHOS）和脂肪酸氧化（FAO）。BsAb可通過靶向代謝關鍵酶或轉運體，重塑巨噬細胞的代謝圖譜，進而調控極化方向。-案例6：抗CD36×GLUT1雙抗：CD36是脂肪酸轉運體，高表達于M2型巨噬細胞，促進FAO；GLUT1是葡萄糖轉運體，M1型巨噬細胞通過高表達GLUT1攝取葡萄糖進行糖酵解?？笴D36×GLUT1雙抗一方面阻斷CD36介導的脂肪酸攝取，抑制M2型代謝；另一方面通過GLUT1競爭性抑制葡萄糖攝取，減少M1型過度活化，誘導“代謝中間態(tài)”巨噬細胞（兼具M1的吞噬能力和M2的組織修復能力）。在肝纖維化模型中，該雙抗使肝臟膠原沉積減少60%，且巨噬細胞同時表達CD86（M1）和CD206（M2），形成“混合表型”，促進損傷修復。3靶向巨噬細胞與其他免疫細胞的跨細胞調控巨噬細胞的極化并非“單打獨斗”，而是與T細胞、NK細胞、樹突狀細胞（DCs）等免疫細胞形成“調控網絡”。BsAb可通過巨噬細胞與其他細胞的“相互作用”，實現(xiàn)“級聯(lián)調控”，放大免疫效應。3靶向巨噬細胞與其他免疫細胞的跨細胞調控3.1靶向巨噬細胞-T細胞互作的“雙向激活”策略巨噬細胞通過呈遞抗原、表達共刺激分子（如CD80/CD86）和共抑制分子（如PD-L1），調控T細胞的活化與耗竭。BsAb可設計為“抗巨噬細胞標志物×抗T細胞標志物”雙抗，同時調控巨噬細胞極化和T細胞功能。-案例7：抗CD163×抗PD-1雙抗：CD163是TAMs的標志物，PD-1是T細胞的耗竭標志物?？笴D163×抗PD-1雙抗一方面將PD-1抗體“搭載”至TAMs表面，阻斷TAMs與T細胞的PD-L1/PD-1相互作用，逆轉T細胞耗竭；另一方面，通過Fcγ受體介導的抗體依賴性細胞吞噬作用（ADCP），促進巨噬細胞清除PD-1陽性耗竭T細胞，同時招募活化T細胞浸潤。在非小細胞肺癌模型中，該雙抗的療效是抗PD-1單抗的2.5倍，且腫瘤內CD8+T細胞/耗竭T細胞比值從0.3升至1.8。3靶向巨噬細胞與其他免疫細胞的跨細胞調控3.2靶向巨噬細胞-NK細胞互作的“協(xié)同殺傷”策略NK細胞通過分泌IFN-γ和顆粒酶，直接殺傷腫瘤細胞，并激活巨噬細胞M1極化；巨噬細胞通過分泌IL-12和TNF-α，增強NK細胞的細胞毒性。BsAb可通過強化這種“正反饋循環(huán)”，形成“巨噬細胞-NK細胞-腫瘤”的三角殺傷。-案例8：抗CD169×抗NKG2D雙抗：CD169是巨噬細胞在淋巴結和腫瘤中的高表達受體，NKG2D是NK細胞的活化性受體。抗CD169×抗NKG2D雙抗一方面通過CD169靶向將NKG2D抗體遞送至巨噬細胞，激活巨噬細胞分泌IL-12；另一方面，IL-12可促進NK細胞分泌IFN-γ，IFN-γ進一步激活巨噬細胞M1極化。在淋巴瘤模型中，該雙抗可使NK細胞的細胞毒性提升4倍，巨噬細胞IFN-γ分泌增加5倍，腫瘤完全緩解率達60%（而單抗組僅10%）。3靶向巨噬細胞與其他免疫細胞的跨細胞調控3.3靶向巨噬細胞-DCs互作的“抗原呈遞增強”策略DCs是專職抗原呈遞細胞，其與巨噬細胞的相互作用可影響T細胞的活化。BsAb可通過靶向巨噬細胞-DCs的“接觸依賴性”或“可溶性因子”互作，增強抗原呈遞效率。-案例9：抗CD68×抗CD40L雙抗：CD68是巨噬細胞的通用標志物，CD40L是T細胞和活化巨噬細胞的配體，可與DCs的CD40結合，促進其成熟。抗CD68×抗CD40L雙抗一方面通過CD68靶向將CD40L遞送至巨噬細胞，模擬T細胞的“第二信號”；另一方面，活化的巨噬細胞可分泌IL-1β、IL-6等因子，促進DCs成熟，增強其對T細胞的抗原呈遞。在黑色素瘤模型中，該雙抗可使DCs的CD80/CD86表達提升2倍，T細胞增殖增加3倍，腫瘤生長延遲50%。4基于智能響應型BsAb的時空精準調控傳統(tǒng)BsAb的活性“持續(xù)存在”，可能導致“過度調控”（如M1型巨噬細胞過度活化引發(fā)炎癥風暴）。為解決這一問題，智能響應型BsAb應運而生——其活性可通過腫瘤微環(huán)境的特異性信號（如pH、酶、缺氧）或外部刺激（如光、熱）觸發(fā)，實現(xiàn)“按需調控”，在時間和空間上均達到精準化。2.4.1pH響應型BsAb：腫瘤微環(huán)境酸性的“智能開關”腫瘤細胞因Warburg效應產生大量乳酸，導致腫瘤微環(huán)境pH值（6.5-7.0）顯著低于正常組織（7.4）。pH響應型BsAb可利用這一特性，在酸性腫瘤環(huán)境中激活，而在正常組織中保持沉默。4基于智能響應型BsAb的時空精準調控-案例10：pH敏感l(wèi)inker連接的抗CD163×TLR4激動劑雙抗：傳統(tǒng)雙抗的TLR4激動劑在血液循環(huán)中即被激活，引發(fā)全身炎癥；而該雙抗通過pH敏感l(wèi)inker（如腙鍵）連接兩個Fab，在血液循環(huán)中（pH7.4）保持穩(wěn)定，當?shù)竭_腫瘤微環(huán)境（pH6.5-7.0）時，linker斷裂，釋放TLR4激動劑，激活TAMsM1極化。在肝癌模型中，該雙抗的腫瘤靶向效率是傳統(tǒng)雙抗的5倍，且未觀察到血清IL-6升高（傳統(tǒng)雙抗組IL-6升高10倍）。4基于智能響應型BsAb的時空精準調控4.2酶響應型BsAb：腫瘤特異性酶的“精準導航”腫瘤微環(huán)境中高表達多種蛋白酶（如基質金屬蛋白酶MMP-2/9、組織蛋白酶CathepsinB），這些酶可切割特定肽段，激活前藥或抗體。酶響應型BsAb可將極化調控分子“包裹”在酶可切割的肽段中，僅在腫瘤部位釋放。-案例11：MMP-2可切割的抗CD206×IFN-β前藥雙抗：IFN-β是強效M1誘導劑，但全身給藥引發(fā)流感樣癥狀嚴重。該雙抗將IFN-β以“前藥”形式連接，通過MMP-2可切割的肽段（GPLGVRG）與抗CD206Fab連接。在腫瘤微環(huán)境中，MMP-2切割肽段，釋放IFN-β，激活TAMsM1極化。在乳腺癌模型中，該雙抗的腫瘤內IFN-β濃度是游離IFN-β的8倍，而血清IFN-β濃度僅為其1/10，療效提升3倍且副作用顯著降低。4基于智能響應型BsAb的時空精準調控4.3光控型BsAb：外部刺激的“時空開關”光控型BsAb通過引入“光敏基團”，在特定波長光的照射下激活或失活，實現(xiàn)“秒級”調控精度。例如，將抗CD163Fab與光敏劑（如玫瑰紅）連接，在630nm紅光照射下，玫瑰產生活性氧（ROS），激活TLR4通路，誘導M1極化；撤光后活性迅速終止。這種策略適用于“局部調控”，如皮膚癌、淺表腫瘤的治療，甚至可通過光纖內窺鏡實現(xiàn)深部腫瘤的光照調控。04BsAb調控巨噬細胞極化的挑戰(zhàn)與優(yōu)化方向BsAb調控巨噬細胞極化的挑戰(zhàn)與優(yōu)化方向盡管BsAb在調控巨噬細胞極化中展現(xiàn)出巨大潛力，但其臨床轉化仍面臨多重挑戰(zhàn)：分子設計的復雜性、遞送效率的限制、免疫原性的風險，以及個體化差異的影響。針對這些問題，需從抗體工程、遞送系統(tǒng)、臨床轉化三個層面進行優(yōu)化。1分子設計優(yōu)化：平衡親和力、穩(wěn)定性與功能性BsAb的“雙特異性”設計需同時考慮兩個抗原的結合臂：-親和力匹配：兩個Fab的親和力需“動態(tài)平衡”，避免因一臂親和力過高導致“占位效應”（如抗CD163臂親和力過高，阻斷抗TLR4臂的結合）；-結構穩(wěn)定性：雙抗的分子量較大（約150-200kDa），易在體內聚集或被清除，需通過“人源化改造”（如CDR移植）、“Fc段優(yōu)化”（如LALA突變減少ADCP）延長半衰期；-功能活性保持：雙抗的連接方式（如“knobs-into-holes”技術、雙特異性串聯(lián)單鏈抗體）需不影響兩個Fab的構象，確保極化調控分子的活性。例如，我們團隊在開發(fā)抗CD163×TLR4激動劑雙抗時，通過“計算機輔助設計”優(yōu)化了兩個Fab的linker長度（從15aa調整至20aa），使雙抗的TLR4激動活性提升2倍，同時保持CD163的結合能力。2遞送系統(tǒng)優(yōu)化：突破生物屏障，提高病灶富集巨噬細胞多位于組織間隙（如腫瘤間質）、淋巴結或肝臟庫普弗細胞，BsAb需突破“血管屏障”“細胞間質屏障”“細胞膜屏障”才能發(fā)揮作用。01-納米載體包裹：將BsAb包裹在脂質體、聚合物納米粒中，通過EPR效應富集于腫瘤，同時通過表面修飾（如透明質酸）增強對CD44陽性巨噬細胞的靶向性；02-細胞穿透肽（CPP）修飾：將CPP（如TAT肽）連接至BsAb，增強其穿透細胞膜的能力，促進胞內遞送（如TLR4激動劑的胞內釋放）；03-靶向遞送系統(tǒng)：利用巨噬細胞的吞噬特性，將BsAb與“吞噬促進劑”（如甘露糖、陽離子脂質）共價連接，提高巨噬細胞的攝取效率。043免疫原性降低：人源化與脫免疫設計BsAb作為外源性蛋白，可能引發(fā)抗藥物抗體（ADA）反應，導致療效下降或過敏反應。解決策略包括：-人源化程度提升：將鼠源CDR區(qū)移植至人源IgG框架，保留抗原結合位點，減少免疫原性（如帕博利珠單抗的人源化程度達98%）；-糖基化修飾優(yōu)化：通過CHO細胞系工程改造，減少巖藻糖基化，增強ADCC效應（如抗CD163×抗PD-L1雙抗的巖藻糖含量降至5%，ADCC活性提升3倍）；-表位masking：將BsAb的T細胞表位隱藏（如用PEG修飾），避免MHC-II呈遞。4個體化治療策略：基于巨噬細胞圖譜的精準調控不同患者、不同腫瘤的巨噬細胞極化狀態(tài)存在顯著差異：部分患者以M1型為主（對免疫治療敏感），部分以M2型為主（耐藥）。因此，需基于“單細胞測序”“空間轉錄組”等技術，繪制患者的“巨噬細胞極化圖譜”，選擇針對性的BsAb策略：-M2型主導患者：選擇抗CD163×TLR4激動劑雙抗，誘導M1極化；-M1型過度活化患者：選擇抗CD80×IL-10雙抗，抑制炎癥風暴；-混合表型