人源化单克隆单价抗体ART5803阻断抗NMDA受体脑炎的治疗突破

抗NMDA受体(NMDAR)脑炎是一种由自身抗体介导的严重神经系统疾病，目前缺乏靶向治疗手段。Atsuo Kanno等研究者开发了人源化单克隆单价抗体ART5803，通过高亲和力结合GluN1-NTD结构域，阻断致病性自身抗体诱导的NMDAR内化，在狨猴模型中成功逆转行为异常。该研究为抗NMDAR脑炎提供了首个具有快速起效潜力的特异性疗法，发表于《Nature Communications》。

　　

在神经科学领域，抗NMDA受体(N-methyl-D-aspartate receptor, NMDAR)脑炎是一种令人棘手的自身免疫性疾病。患者体内产生的致病性自身抗体会攻击大脑中关键的谷氨酸受体——NMDAR，导致受体被内化(internalization)，进而引发严重的精神症状、意识障碍甚至危及生命的自主神经功能障碍。自2007年首次被描述以来，这种疾病已成为最常见的自身免疫性脑炎类型，尤其好发于年轻女性，约30-60%的成年女性患者合并卵巢畸胎瘤。尽管现有免疫疗法（如激素和利妥昔单抗）能改善部分患者预后，但仍有10%的死亡率、28%的治疗无应答率以及高达25%的儿童复发率，凸显临床需求的迫切性。

针对这一难题，来自Arialys Therapeutics和Astellas Pharma的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。他们开发出一种名为ART5803的人源化单克隆单价抗体，通过精确靶向NMDAR的GluN1亚基N端结构域(GluN1-NTD)，成功阻断了致病性自身抗体诱导的受体内化过程。研究综合运用X射线晶体学、氢氘交换质谱(HDX-MS)解析抗体结合表位，通过流式细胞术和钙离子成像验证功能，并创新性地建立了狨猴疾病模型，证实外周给药即可快速逆转神经行为异常。

关键技术方法包括：1）基于X射线晶体学（分辨率3.5?）和HDX-MS确定#003-102自身抗体与ART5803的表位特征；2）采用表达人源NMDAR的HEK293细胞系进行受体内化和钙流(FLIPR)检测；3）建立持续脑室灌注致病抗体的狨猴模型，通过异常行为评分(ARS)评估疗效；4）对食蟹猴进行药代动力学研究并建立人群PK模型预测人体给药方案。

主要研究结果

ART5803的表位特征与作用机制
通过晶体结构解析发现，致病性抗体#003-102结合GluN1-NTD的R2亚结构域，形成由两个环和一个短螺旋组成的构象表位（PDB ID: 8ZH7）。HDX-MS证实ART5803与#003-102具有几乎完全重叠的结合表位，但ART5803采用"单臂"设计（通过"knobs-into-holes"技术和LALA突变消除Fc效应功能），仅结合而不诱导受体交联。表面等离子共振显示其亲和力(KD=0.69 nM)比#003-102(KD=285 nM)高400倍。

体外功能验证
在表达人源NMDAR的HEK293细胞中，双价#003-102抗体在2小时内即可使受体表面表达量降至59%（流式细胞术），而单价的ART5803或Fab片段完全不引起内化。重要的是，ART5803能以EC₅₀
=0.55 μg/mL阻断#003-102的致病作用，并以EC₅₀
=0.69 μg/mL挽救已内化的受体。FLIPR钙流实验进一步证实，ART5803可完全逆转#003-102导致的NMDAR功能低下(Ca²⁺
内流减少)，且自身不影响受体活性。

神经元层面的保护作用
在培养的小鼠海马脑片中，通过pH敏感荧光蛋白(SEP-GluN2A)实时观测发现，#003-102处理14小时后使突触表面NMDAR减少41%，树突棘体积缩小32%。而ART5803不仅能完全预防这种损伤，在"先致病后治疗"的救援实验中，也能使NMDAR表达和棘体积恢复至基线水平（分别从80%升至92%，87%升至102%）。

狨猴模型的治疗突破
研究团队创新性地建立了持续脑室灌注#003-102（10 μg/h）的狨猴模型，该模型表现出与患者相似的行为异常（ARS评分从基线1.8升至9.6）。关键发现是：1）脑室内联合给予ART5803（10 μg/h）两周可使ARS评分显著降至3.6；2）更令人振奋的是，外周注射（400 mg/kg，每周两次）同样有效，治疗一周后ARS从11.4降至7.3，且脑组织免疫染色显示皮层GluN1表达恢复。Western blot证实治疗组全皮层GluN1水平显著高于对照组（p<0.05）。

临床转化潜力
食蟹猴药代动力学显示，ART5803静脉给药后脑脊液渗透率为血清的0.13-0.26%。人群PK模型预测，每周40-100 mg/kg的静脉剂量可在人体达到目标浓度（CSF中0.6-2.5 μg/mL）。该剂量范围与已获批的阿尔茨海默病抗体药物相当，具有明确的临床可行性。

这项研究首次证实，通过精确靶向NMDAR的特定结构域，单克隆单价抗体可安全有效地逆转自身抗体介导的神经损伤。特别值得注意的是，ART5803不仅能阻断多种患者来源的自身抗体（包括反映5例患者CSF成分的混合抗体），还展现出外周给药的中枢疗效，这为急性期治疗提供了重要选择。研究者同时指出，ART5803的表位特征（R2亚域）与近期报道的其他患者抗体（结合R1亚域）存在差异，但其庞大的单抗结构可能通过空间位阻阻止任何位置的受体交联。

从更广阔的视角看，这项工作不仅为抗NMDAR脑炎提供了首个机制明确的靶向疗法，其"单臂抗体"的设计思路也为其他自身抗体介导的神经系统疾病（如自身免疫性癫痫、精神分裂症相关抗体等）开辟了新路径。正如作者强调，ART5803有望与现有免疫抑制剂形成互补——快速缓解急性症状的同时，通过传统疗法实现长期控制，这种"组合拳"策略或将彻底改变这类难治性疾病的治疗格局。