2003年,Watanabe等科学家在用Affymetrix array方法进行基因筛选时,在活化的Th1细胞(1型辅助性T细胞)上发现了一个不知名的序列片段,将其命名为BTLA(B and Tlymphocyte attenuator,CD272)。
2005年,Sedy和Murphy等科学家通过研究确定疱疹病毒入侵介质(HVEM,herpesvirus entry mediator,TNFRSF14,CD270)是BTLA的特异性配体,同时解释了BTLA和HVEM的相互作用机制。
BTLA(B/T淋巴细胞衰减因子)属于CD28受体家族成员,是一种重要的共抑制受体,可抑制激活信号转导。其蛋白结构和功能与PD-1和CTLA-4具有相似性,包括细胞外单个IgV样结构域、跨膜区和胞质区。HVEM属于TNF受体家族成员,是一种跨膜蛋白,在结构上有多个细胞外富含半胱氨酸结构域(CRD)。
HVEM和BTLA之间的相互作用是较早发现的Ig结构与TNFR家族之间的连接。HVEM与BTLA结合会抑制T细胞和B细胞活化、增殖以及细胞因子生成。[1]
BTLA/HVEM通路。BTLA是一种共抑制受体,通过招募Shp1和Shp2来抑制T淋巴细胞中的TCR信号转导。其配体HVEM也可以与其他分子如LIGHT或淋巴毒素-α(LTα)结合,这会触发共刺激信号(绿色箭头),或者在不同的结合位点上与CD160另一个共抑制受体(红色箭头)结合。HVEM还能够与Herpes Simplex Virus (HSV)的糖蛋白D进行结合。[2]
在黑色素瘤中,肿瘤抗原特异性CD8+ T细胞表达BTLA和PD-1并发挥功能,可能促进了HVEM阳性肿瘤的免疫逃逸。阻断这些抑制性受体的单克隆抗体可逆转这种抑制功能。B-CLL细胞高表达HVEM、BTLA、PD-1和CD160。这些共抑制受体的共表达可能参与了CLL的发病。同一细胞上HVEM/BTLA顺式复合物的存在会阻断与T细胞上表达的其他HVEM配体的反式相互作用,其对T细胞应答的功能结果需要评估。[3]
药物进展
BTLA-HVEM作为潜力靶点,已有6款在研药物进入临床实验阶段,亦有众多企业开始布局该赛道。
为满足BTLA、HVEM相关药物研发需求,百奥动物基于BTLA、HVEM相关机制,分别开发出一系列B-hBTLA mice、B-hPD-1/hBTLA mice、B-hBTLA/hHVEM mice等动物&细胞模型,可以应用于药物活性测定及筛选等,大大加速新药研发进度。部分数据展示如下:
B-hBTLA mice
B-hBTLA小鼠的T细胞结合抗人BTLA抗体
B-hBTLA小鼠脾细胞的FACS分析。从纯合B-hBTLA小鼠中分离脾细胞。脾细胞流式细胞术检测抗人BTLA Ab1与T细胞的结合情况。单个活细胞对CD45群体进行门控,并用于进一步分析。与同型对照相比,纯合B-hBTLA小鼠的T细胞与hBTLA Ab1(内部合成)结合良好。
抗人BTLA抗体的体内疗效
抗人BTLA抗体在B-hBTLA小鼠中的抗肿瘤活性。(A)抗人BTLA抗体抑制B-hBTLA小鼠的MC38肿瘤生长。将小鼠结肠癌hHVEM MC38细胞皮下接种于纯合B-hBTLA小鼠(雌性,6~7周龄,n=5)。当肿瘤体积达到约100 mm3时,将小鼠分组,此时对小鼠进行两种抗人BTLA抗体治疗,剂量和方案见图A。(B)治疗期间的体重变化。如图A所示,抗人BTLA抗体能控制B-hBTLA小鼠的肿瘤生长,表明B-hBTLA小鼠为体内评估抗人BTLA抗体提供了一个强大的临床前模型。值表示为平均值±SEM。(抗体内部合成)
抗人BTLA抗体的体内疗效
抗人BTLA抗体在B-hBTLA小鼠中的抗肿瘤活性。(A)抗人BTLA抗体抑制B-hBTLA小鼠的MC38肿瘤生长。小鼠结肠癌MC38细胞皮下植入纯合B-hBTLA小鼠(雌性,6-7周龄,n=5)。当肿瘤体积达到约100 mm3时,将小鼠分组,此时对小鼠进行两种抗人BTLA抗体治疗,剂量和方案见图A。(B)治疗期间的体重变化。如图A所示,抗人BTLA抗体能控制B-hBTLA小鼠的肿瘤生长,表明B-hBTLA小鼠为体内评估抗人BTLA抗体提供了一个强大的临床前模型。值表示为平均值±SEM。(抗体内部合成)
抗人BTLA抗体的体内疗效
抗人BTLA抗体在B-hBTLA小鼠中的抗肿瘤活性。
将B-hHVEM MC38细胞以1×106个/0.1 mL接种于人源化雌性B-hBTLA小鼠的右侧皮下组织,待肿瘤生长至118 mm3时,按肿瘤体积随机分为5组(每组8只)。各组均腹腔注射给药,每周2次,连续7次,末次给药后第4天结束实验。与KLH阴性对照组小鼠的体重相比,各给药组小鼠的体重在给药21天后没有明显变化(图12),说明实验动物对样品具有良好的耐受性。与KLH阴性对照组相比,其他给药组的TGITV%分别为33.7%、56.4%和48.0%,P值分别为0.175、0.046和0.056(图11),说明试验药物hu18在3 mg/kg剂量水平下对肿瘤生长有一定的抑制作用。此数据来自客户(US20210246209A1)。
B-hPD-1/hBTLA mice
蛋白表达分析
流式细胞术分析B-hPD-1/hBTLA纯合小鼠种属特异性BTLA表达。在体内经抗CD3ε刺激的WT和纯合B-hPD-1/hBTLA 小鼠中采集脾细胞,用种特异性抗BTLA抗体流式细胞术进行分析。小鼠BTLA在WT小鼠中检测到。人BTLA在纯合B-hPD-1/hBTLA中检测到,而在WT小鼠中检测不到。
蛋白表达分析
流式细胞术分析B-hPD-1/hBTLA纯合小鼠种属特异性PD-1表达。在体内经抗CD3ε刺激的WT和纯合B-hPD-1/hBTLA 小鼠中采集脾细胞,用种特异性抗PD-1抗体流式细胞术进行分析。小鼠PD-1在WT小鼠中检测到。人PD-1在纯合B-hPD-1/hBTLA中检测到,而在WT小鼠中检测不到。
B-hBTLA/hHVEM mice
肿瘤生长曲线及体重变化
B-hHVEM MC38细胞皮下同种移植物肿瘤的生长。将B-hHVEM MC38细胞(1×106)和野生型MC38细胞(5×105)皮下植入纯合B-hBTLA/hHVEM小鼠(雌性,6周龄,n=7)。每周2次测量肿瘤体积和体重。(A)平均肿瘤体积±SEM。(B)体重(Mean±SEM)。体积以mm3表示,公式为:V=0.5×长径×短径2。如A图所示,B-hHVEM MC38细胞在体内能够形成肿瘤,可用于药效研究。
单只小鼠的肿瘤生长曲线
B-hHVEM MC38肿瘤细胞的生长。将B-hHVEM MC38细胞(1×106)和野生型MC38细胞(5×105)皮下植入纯合B-hBTLA/hHVEM小鼠(雌性,6周龄,n=7)。如图所示,B-hHVEM MC38细胞能够在体内形成肿瘤,并可用于药效研究。
参考资料:
1. Yu X, Zheng Y, Mao R, et al. BTLA/HVEM signaling: milestones in research and role in chronic hepatitis B virus infection[J]. Frontiers in immunology, 2019, 10: 617.
2. BTLA-HVEM Couple in Health and Diseases:Insights for Immunotherapy in Lung Cancer. Front Oncol. 2021; 11: 682007.
3. Curr Opin Pharmacol. 2012 Aug;12(4):478-85.