靶向肿瘤相关糖抗原的Velcro样密度依赖性免疫疗法：安全广谱抗癌新策略

本研究针对双特异性抗体和CAR-T细胞疗法因缺乏安全靶点难以应用于实体瘤的困境，创新性开发了GlyTR（糖依赖性T细胞招募者）免疫疗法。通过利用凝集素"Velcro样"高亲合力结合特性，特异性靶向肿瘤细胞高密度表达的β1,6-分支N-聚糖（β1,6-branching）和Tn抗原（Tn/sTn）等多种肿瘤相关糖抗原（TACAs），实现了在克服肿瘤免疫抑制微环境的同时，避免"on-target, off-cancer"毒性，为广谱抗癌治疗提供了安全有效的新方案。

　　

癌症免疫治疗领域面临着一个关键挑战：如何找到只存在于癌细胞而不存在于正常组织的靶点。当前最有效的免疫治疗方法，如双特异性抗体和嵌合抗原受体T细胞（CAR-T），在治疗B细胞恶性肿瘤方面取得了显著成功，但在实体瘤治疗中却举步维艰。主要原因在于大多数实体瘤缺乏癌症特异性的蛋白抗原，而高亲和力抗体在攻击癌细胞的同时，也会识别正常组织中低水平表达的相同抗原，导致严重的"on-target, off-cancer"毒性。

肿瘤相关糖抗原（Tumor-Associated Carbohydrate Antigens, TACAs）为这一难题提供了解决方案。这些糖类抗原是已知最丰富、分布最广的癌症抗原，在癌细胞表面的表达密度比蛋白抗原高1000-10000倍。其中，β1,6GlcNAc-分支N-聚糖（β1,6-branching）和Tn抗原（Tn antigen）是两种重要的TACAs，它们在多种癌症中高表达，不仅是癌症的标志物，更是驱动肿瘤生长、运动和转移的关键因素。然而，由于糖类抗原的独特性质，传统抗体难以有效靶向这些目标。

为了解决这一难题，加州大学尔湾分校的研究团队在《Cell》杂志上发表了一项突破性研究，开发了一种全新的免疫治疗策略——糖依赖性T细胞招募者（Glycan-dependent T cell recruiter, GlyTR）。这种新型免疫治疗剂利用凝集素（lectin）而不是抗体来识别TACAs，通过"Velcro样"高亲合力结合方式，只靶向高密度表达糖抗原的癌细胞，而忽略低密度表达的正常细胞，从而实现了安全有效的广谱抗癌治疗。

研究人员主要采用了蛋白质工程技术构建GlyTR双特异性蛋白，通过体内外功能实验验证其抗肿瘤效果，利用流式细胞术分析靶点表达和结合特性，采用人源化小鼠模型进行临床前药效评估，并通过组织芯片（TMA）免疫组化分析正常组织中的靶点分布。研究使用的样本包括商业来源的癌细胞系、患者来源的肿瘤类器官以及人源化小鼠模型。

密度依赖性靶向β1,6GlcNAc-分支N-聚糖的优化GlyTR1双特异性蛋白

研究人员首先开发了GlyTR1，该蛋白将L-PHA凝集素域与抗CD3单链可变片段（scFv）融合。L-PHA是一种四聚体植物凝集素，需要β1,6-分支才能结合。实验证实，优化后的二聚体GlyTR1能够特异性结合人CD3和β1,6-分支，对β1,6-分支高表达的癌细胞表现出强效杀伤作用，而对正常细胞无毒性。值得注意的是，微小的结合亲合力变化（15%-30%的减少）就会导致杀伤活性的显著降低，这表明GlyTR1的作用严格依赖于靶点密度。

靶向五种N-乙酰半乳糖胺-containing TACAs的优化GlyTR2双特异性蛋白

为了验证这一策略的普适性，研究团队开发了GlyTR2，使用人CD301凝集素（CLEC10A）来靶向Tn/sTn抗原、GD2、GM2和LacDiNAc等多种TACAs。经过优化后的单体GlyTR2保持了高结合活性和特异性，能够根据靶点密度梯度触发T细胞依赖性杀伤，且不结合红细胞或其他正常细胞。

靶点表达和GlyTR1与GlyTR2的广谱抗癌杀伤作用

流式细胞术分析显示，二聚体GlyTR1和单体GlyTR2在多种实体瘤和血液癌细胞表面都有高水平结合，而在正常淋巴细胞上结合较低。GlyTR1-FITC对结肠腺癌进展组织芯片的免疫荧光分析显示，随着疾病分期进展和转移，结合逐渐增强，这与β1,6-分支在转移性疾病中最高表达的特征一致。两种GlyTR蛋白均能有效诱导T细胞依赖性杀伤所有测试的高靶点密度癌症类型，包括三阴性乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、结肠癌、非小细胞肺癌、急性髓系白血病、多发性骨髓瘤和T细胞白血病。

GlyTR1和GlyTR2在人源化小鼠模型中的肿瘤消退作用

在用人CD8+T细胞人源化的NSG小鼠模型中，两种GlyTR蛋白都优先在转移性乳腺癌的肺部积累，并剂量依赖性地诱导胰腺癌、三阴性乳腺癌和卵巢腹腔癌模型的显著肿瘤消退。在转移性模型中，GlyTR1也显示出类似的活性。对于缺乏CD3的Jurkat白血病T细胞，两种GlyTR治疗一周后都能将脾脏中的肿瘤负荷降低达90%。

GlyTR1抵抗肿瘤微环境中的免疫抑制机制

研究发现，GlyTR1不仅能直接杀伤癌细胞，还能克服肿瘤微环境中的多种免疫抑制机制。L-PHA凝集素单独就能增强异体T细胞对癌细胞的杀伤，表明它能够破坏β1,6-分支的免疫抑制作用。白细胞介素（IL）-10和转化生长因子β1（TGFβ1）等免疫抑制细胞因子不能减少GlyTR1的杀伤活性，即使添加20%的调节性T细胞（Treg）也只有轻微影响。在低氧条件下，GlyTR1仍能有效杀伤在低氧生态位中生长的患者来源癌症干细胞。

GlyTR1和GlyTR2对具有人样靶点密度的小鼠器官无毒性

免疫组化分析显示，L-PHA、GlyTR1和GlyTR2在正常人类组织阵列上的染色模式相似，主要出现在小肠刷状缘、胃表面上皮细胞（细胞内）、外分泌胰腺（腺泡细胞和细胞内）、肾皮质（肾小球和肾小管）和小脑分子层。重要的是，GlyTR蛋白不会在靶点阳性组织中积累，而是在肝脏中积累，这与缺乏新生儿Fc受体结合域蛋白的正常快速肝脏摄取一致。在PBMC人源化的NSG-MI/II小鼠中，GlyTR治疗没有引起临床毒性、体重变化或主要器官功能异常。

人类使用GlyTR凝集素的安全性

历史数据表明，1963-1967年间，47名患者静脉注射PHA-P（含有L-PHA）治疗再生障碍性贫血，只有轻微副作用报道。这与口服未煮熟的红芸豆导致严重胃肠道症状形成鲜明对比，表明静脉给药的GlyTR1不会接触到肠道腔面。由于L-PHA家族凝集素存在于豆类中并被人类常规摄入，人群可能存在预先存在的口服耐受性。CD301是一种天然的人体蛋白，在人体内不应具有高免疫原性。

研究结论表明，GlyTR免疫疗法代表了一种突破性的癌症治疗策略，通过利用凝集素对肿瘤相关糖抗原的"Velcro样"高亲合力结合，实现了对高密度表达癌细胞的特异性杀伤，同时避免了对低密度表达正常组织的毒性。这种策略不仅克服了现有免疫疗法在靶点选择上的限制，还能够抵抗肿瘤微环境中的多种免疫抑制机制，为开发安全有效的广谱抗癌免疫疗法提供了新的方向。

该研究的重要意义在于：首先，它解决了癌症免疫治疗中最关键的靶点选择问题，利用糖抗原的高密度表达特性实现了真正的肿瘤特异性靶向；其次，GlyTR平台具有真正的广谱抗癌潜力，一种药物可能适用于多种癌症类型；第三，这种策略天然地能够克服肿瘤免疫抑制微环境，提高了治疗效率；最后，初步安全性数据表明这种方法可能具有较好的临床安全性 profile，为后续临床转化奠定了坚实基础。