靶向瓜氨酸化组蛋白H3(hCitH3-mAb)的单克隆抗体通过调控TLR2-PAD2轴改善脓毒症免疫功能障碍

本研究针对脓毒症中过度NETosis和细胞焦亡导致的免疫失调问题，开发了人源化抗瓜氨酸化组蛋白H3(hCitH3-mAb)单克隆抗体。研究人员通过AI辅助抗体工程优化技术，获得能同时靶向PAD2/PAD4催化位点的高亲和力抗体，证实其可阻断CitH3-TLR2-Ca2+-PAD2正反馈环路，显著降低细胞因子风暴和急性肺损伤(ALI)，并通过PEdELISA平台确立治疗时间窗。该研究为脓毒症免疫调节提供了新型治疗策略，发表于《Nature Communications》。

　　

脓毒症作为威胁生命的全身炎症反应综合征，每年导致全球1100万死亡病例，其核心病理机制——"细胞因子风暴"仍是临床治疗的难点。传统抗炎疗法往往在抑制过度炎症的同时削弱免疫防御功能，这种"双刃剑"效应促使科学家寻找更精准的干预靶点。近年来，中性粒细胞胞外诱捕网(NETosis)及其关键组分瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)被证实是脓毒症恶性循环的"加速器"，但现有商业抗体仅能识别PAD4催化的CitH3表位，无法全面阻断病理过程。

美国密歇根大学健康系统外科系（University of Michigan Health System）联合弗吉尼亚大学外科系的研究团队，通过创新性的人源化抗体工程技术，开发出能同时靶向PAD2/PAD4催化位点的全人源单克隆抗体hCitH3-mAb。研究发现该抗体不仅能中和循环中的CitH3，更关键的是打破了"CitH3-TLR2-Ca²⁺-PAD2"这一新发现的恶性循环：胞外CitH3通过TLR2内化激活钙信号，促使PAD2发生自瓜氨酸化并核转位，进而催化更多组蛋白H3的瓜氨酸化。这种正反馈机制解释了脓毒症中持续高水平的CitH3来源。相关成果发表在《Nature Communications》杂志。

研究采用多项关键技术：1）AI辅助抗体人源化改造技术优化CDR区；2）CHO细胞稳定表达系统实现克级产量；3）预平衡数字ELISA(PEdELISA)动态监测CitH3浓度变化；4）TLR2^-/-和PAD2^-/-基因敲除小鼠模型验证机制；5）双标记免疫荧光追踪PAD2核转位过程。人类脓毒症患者血清样本来自密歇根大学医学中心IRB批准的队列研究。

抗体优化与特性验证

通过保留鼠源抗体对R2/R8/R17/R26位点的广谱识别能力，改造后的hCitH3-mAb亲和力较商业抗体提高100倍。在Pseudomonas aeruginosa感染模型中，20mg/kg剂量即可将生存率从20%提升至65%，并显著降低肺、脾、肝的细菌负荷（p<0.01）。

治疗时间窗确立

借助PEdELISA平台发现CitH3在LPS攻击后呈现双相升高特征，18小时出现爆发峰。抗体干预能阻断该峰值，此时肺泡灌洗液中IL-6、IL-1β分别下降72%和68%（p<0.001）。

巨噬细胞保护机制

hCitH3-mAb可抑制TLR2介导的Ca²⁺内流（p<0.01），使PAD2核转位减少83%。在骨髓来源巨噬细胞(BMDM)中，抗体处理使Caspase-1活化片段p20降低54%，GSDMD-NT裂解减少61%（p<0.001）。

安全性验证

食蟹猴GLP毒理试验显示200mg/kg剂量未见不良反应，半衰期达76.7小时。ADCC实验证实该IgG1亚型抗体不引起抗体依赖的细胞毒性。

该研究首次揭示PAD2自瓜氨酸化在脓毒症中的核心作用，突破了仅靶向PAD4的传统思路。hCitH3-mAb的双重功能——既作为治疗剂又作为诊断探针，为脓毒症精准医疗提供了新模式。特别值得注意的是，该抗体在抑制过度炎症的同时，通过保全巨噬细胞吞噬功能（pHrodo实验显示吞噬活性提升2.3倍）维持了免疫防御能力，这种"扬长避短"的特性使其具有显著的临床转化优势。研究者已启动GMP生产流程，为后续临床试验奠定基础。这些发现不仅适用于脓毒症，对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、弥散性血管内凝血(DIC)等炎症相关疾病也有重要借鉴意义。