干货 | CD47/SIRPα通路
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CD47属于免疫球蛋白超家族成员,其胞外结构域可与SIRPα产生高特异性、高亲和力结合,启动ITIM磷酸化级联反应,进而激活经典的“别吞我”免疫抑制信号,有效抑制机体先天免疫系统对靶细胞的吞噬清除作用。
 
该免疫调控信号并非仅作用于巨噬细胞免疫通路,CD47/SIRPα轴还可参与调控T细胞介导的抗肿瘤免疫应答。肿瘤细胞为实现免疫逃逸,会在细胞表面大量富集、高表达CD47分子,以此规避机体免疫杀伤。
 
基于上述机制,特异性阻断CD47/SIRPα轴能够有效发挥抗肿瘤免疫效应。但目前靶向该轴的各类药物始终停滞在临床试验阶段,尚未实现临床普及应用,CD47 blocker药物的研发与转化仍面临诸多亟待突破的技术与机制难题。
  

一、CD47/SIRPα的生物学基础

CD47的结构与配体特征

与PD-1相似,CD47是关键的免疫检查点分子。不同于靶向T细胞的传统免疫检查点,CD47主要调控固有免疫细胞的活化状态,因此在学术研究中被定义为“先天免疫检查点”。
CD47的分子结构包含三大核心功能结构域,分别为IgV样结构域、跨膜结构域与细胞质结构域,同时携带五个糖基化修饰位点,是其发挥免疫调控功能的重要结构基础。
 
 
目前已明确的CD47天然配体主要包含四类,即SIRPα、SIRPγ、TSP-1与整合素,不同配体结合后可介导差异化的免疫信号通路激活。
 

CD47/SIRPα轴的信号转导机制

 

 

SIRPα主要特异性表达于巨噬细胞、DC细胞等髓系免疫细胞表面,CD47的核心生物学功能是抑制髓系细胞介导的固有免疫应答。以下以肿瘤细胞表面CD47的作用模式,详细阐述该轴的信号传导通路:
(1)肿瘤细胞表面高表达CD47分子,与巨噬细胞表面的SIRPα发生特异性结合;
(2)结合后激活SFK激酶,介导SIRPα胞内段ITIM结构域发生磷酸化修饰;
(3)磷酸化的ITIM进一步招募并激活SHP-1/2磷酸酶,对Vav1、Syk、PI3K、Rac1等下游核心信号分子进行去磷酸化调控;
(4)通过抑制细胞肌动蛋白聚合过程,释放“don’t eat me”免疫抑制信号,最终阻断巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,实现肿瘤免疫逃逸。
  

CD47对T细胞免疫功能的调控作用

(1)直接调控机制

在慢性病毒感染及肿瘤微环境中,部分CD8+T细胞会异常上调SIRPα分子表达,且该分子可与PD-1在T细胞表面共表达。研究证实,SIRPα阳性的CD8+T细胞具备更强的肿瘤杀伤潜能,但该杀伤活性会被肿瘤细胞表面的CD47配体严格限制。CD47与SIRPα的结合会干扰CD8+T细胞的TCR信号传导,显著削弱T细胞的肿瘤杀伤能力。
据此可知,特异性阻断CD47/SIRPα信号通路,能够解除其对CD8+T细胞的免疫抑制,有效恢复并增强T细胞的抗肿瘤杀伤功能。
  

(2)间接调控机制

 

 

阻断CD47/SIRPα轴后,机体髓系免疫细胞群可通过多种途径间接优化T细胞的免疫应答效率,全方位强化抗肿瘤免疫效果。
对于DC细胞而言,解除SIRPα介导的抑制作用后,抗原交叉提呈效率显著提升,可有效促进CD8+T细胞的增殖扩增,并增强长效免疫记忆形成。
对于中性粒细胞,CD47信号阻断可提升表面CD11b/CD18分子的亲和力,辅助增强DC细胞的抗原交叉提呈能力,同时促进CCL3/4趋化因子释放,大幅提升肿瘤微环境中T细胞的招募效率。
对于NK细胞,靶向阻断CD47能够促进IFN-γ的分泌释放,进一步招募CD8+T细胞浸润肿瘤组织,协同强化整体抗肿瘤杀伤效能。
综上,CD47/SIRPα轴阻断策略可从固有免疫、适应性免疫多个维度激活抗肿瘤免疫,是极具研发前景的肿瘤免疫治疗方向。
 

二、靶向CD47/SIRPα轴的药物设计策略

anti-CD47单克隆抗体策略

该研发策略的核心原理是阻断肿瘤细胞的“don’t eat me”免疫逃逸信号。anti-CD47单抗具备广谱抗肿瘤活性,可有效解决肿瘤细胞因MHC-I分子下调引发的免疫耐药问题,同时能够诱导肿瘤细胞发生程序性死亡,抗肿瘤作用机制多元。
但该策略存在致命缺陷:正常红细胞表面也表达SIRPα分子,且血液中CD47分子的拷贝数量远高于肿瘤组织。当机体输注anti-CD47单抗后,药物会优先靶向结合血液中红细胞的CD47,激活免疫系统对正常红细胞的杀伤作用,引发严重的红细胞毒性不良反应。因此,具备红细胞毒性的传统anti-CD47单抗已逐步退出研发赛道。
 

SIRPα-Fc融合蛋白策略

为规避anti-CD47单抗的红细胞毒性问题,研发人员设计出SIRPα-Fc融合蛋白药物。该类药物不含抗CD47抗体结构,不会特异性识别红细胞表面抗原,彻底解决了传统单抗的红细胞毒性问题,代表性药物为ALX148。
该策略仍存在明显短板:融合蛋白缺乏完整的Fc效应功能,无法直接向“冷肿瘤”微环境传递“eat me”促吞噬信号,难以有效激活弱势抗肿瘤免疫。同时,由于机体血细胞持续高表达CD47分子,药物会被大量消耗,临床应用中需维持高剂量给药,才能持续饱和阻断CD47信号通路,大幅提升用药成本与安全风险。
 

CD47×PD-1双特异性抗体策略

CD47×PD-1双特异性抗体是目前临床转化潜力最高的研发方向,可实现单次给药同时阻断先天免疫、适应性免疫双重检查点。该药物具备精准激活特性,仅在同时结合PD-1与CD47双靶点时才会启动免疫激活效应,不会触发红细胞表面CD47的相关免疫反应,靶向安全性大幅提升。
相较于前两种策略,该双抗药物有效规避了红细胞毒性、高剂量依赖等问题,低剂量给药即可发挥显著的抗肿瘤免疫效果,综合优势突出。但该策略仍存在两处核心局限性:
(1)正常T细胞表面会生理性表达PD-1,肿瘤外组织的PD-1可介导双抗交联T细胞与红细胞,引发轻微的红细胞毒性损伤,产生OTOT毒性副作用;
(2)若肿瘤细胞发生PD-L1下调突变,该双抗的靶向特异性会大幅丧失,作用机制与传统anti-CD47单抗基本无异,疗效显著受限。
总体而言,CD47/SIRPα轴靶向药物的临床转化瓶颈,主要集中在红细胞毒性难以彻底规避、靶点饱和给药难度大两大核心问题,这也是传统免疫治疗极少面临的技术难题,极大限制了该类药物的临床落地。
 

参考文献

van Duijn A, Van der Burg SH, Scheeren FA. CD47/SIRPα axis: bridging innate and adaptive immunity. J Immunother Cancer. 2022 Jul;10(7):e004589. doi: 10.1136/jitc-2022-004589.
Bian HT, Shen YW, Zhou YD, Nagle DG, Guan YY, Zhang WD, Luan X. CD47: Beyond an immune checkpoint in cancer treatment. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2022 Sep;1877(5):188771. doi: 10.1016/j.bbcan.2022.188771.


 

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