CD20单抗奥瑞珠单抗(Ocrelizumab)天然结构的解析及其对IgG构象范式的验证

本研究通过免疫化学、生物物理方法及化学交联质谱(XL-MS)技术，揭示了治疗性单抗奥瑞珠单抗(OMAb)和英夫利昔单抗(IMAb)的天然"闭合"m型构象，证实IgG1在抗原结合或理化应激下会转变为"开放"Y型构象。该发现为优化单抗(MAb)的稳定性与疗效设计提供了关键结构基础。

　　

免疫球蛋白G(IgG)作为适应性免疫的核心分子，其结构动态变化一直是生物医学研究的焦点。传统教科书将抗体描绘成静态的"Y"型结构，但近年研究发现，天然IgG在溶液中实际呈现对称的"m"型闭合构象，仅在抗原结合或理化刺激下转变为开放状态。这一范式转变对理解治疗性单克隆抗体(MAb)的作用机制至关重要，尤其是像奥瑞珠单抗(OMAb)这样的CD20靶向药物——它是多发性硬化症治疗的重要武器，但其精确三维结构仍待阐明。

由VILLUM生物分析科学中心等机构的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics》发表的研究，首次系统解析了OMAb的天然结构。研究人员采用多学科交叉策略：通过类风湿因子(RF)结合实验验证构象变化；运用化学交联质谱(XL-MS)获得85个高可信度交联位点；结合分子建模技术重构三维结构。这些方法共同揭示了IgG1在生理状态下的空间排布规律。

【RF interactions of OMAb】
实验显示，无论是否经过57°C预热处理，固相吸附的OMAb均能结合类风湿因子(RF)，但溶液中的OMAb需经热处理才获得RF抑制能力。这证实了IgG的Fc区域在天然状态下被遮蔽，而热应激或表面吸附可诱导其构象"开放"。

【分子建模与结构验证】
XL-MS数据鉴定出85个关键交联位点，明确支持IgG1的闭合构象。分子模型显示，OMAb的Fc结构域在天然状态下被Fab臂紧密包裹，形成典型的"m"型拓扑。这与先前报道的IMAb结构高度一致，共同验证了IgG构象变化的普适性范式。

【讨论与意义】
该研究首次将治疗性MAb的结构分析与基础免疫学理论深度融合。发现OMAb与IMAb均遵循"闭合-开放"构象转换规律，说明这种动态特性是IgG家族的共同特征。从应用角度看，理解这种构象调控机制有助于：1) 解释治疗性抗体在体内的激活过程；2) 指导优化抗体药物的稳定性设计；3) 为开发新型构象调控药物提供靶点。特别是Fc区域的遮蔽机制，可能直接影响抗体依赖的细胞毒性(ADCC)等效应功能。

研究还提出了若干前瞻性问题：不同IgG亚型是否具有构象转换能垒差异？病理微环境（如低pH或氧化应激）是否会驱动构象变化？这些问题的探索将进一步推动抗体工程领域的发展。正如作者Victor G. Chrone团队强调的，这项工作"为理解免疫球蛋白生物学建立了新的结构基准"，其方法论组合（特别是XL-MS与分子建模的协同应用）也为大分子复合物研究提供了范式参考。