《Military Medical Research》：Repurposing a detrimental antibody epitope as targeted therapeutics for sepsis and rheumatoid arthritis
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这篇研究性论文提出了一种创新的药物发现策略，即将一种有害抗体的表位逆向开发为靶向治疗药物。研究人员发现，一种原本会加重脓毒症的有害抗四联连接蛋白抗体（mAb9）的表位（P2），其衍生肽段（P2-1）能高效结合晚期炎症介质高迁移率族蛋白1（HMGB1），并选择性地抑制其诱导的cathepsin L (Ctsl) mRNA上调及procathepsin L (pCTS-L)分泌，而对其他细胞因子/趋化因子无影响。该研究证明P2-1肽及pCTS-L中和抗体分别在脓毒症和胶原抗体诱导关节炎（CAIA）动物模型中展现出显著的治疗效果，从而揭示了HMGB1-pCTS-L轴作为炎症性疾病的共同治疗靶点，并成功验证了将有害抗体作用机制转化为有益疗法的研究范式。
背景
脓毒症和类风湿关节炎是两种由免疫炎症反应失调驱动的疾病。高迁移率族蛋白1是一种关键的晚期炎症介质，而前组织蛋白酶L是其下游效应分子，两者均在脓毒症和类风湿关节炎的发病机制中扮演重要角色。四联连接蛋白是一种生理状态下丰富的血浆蛋白，在炎症性疾病患者体内水平显著下降。有趣的是，靶向四联连接蛋白不同表位的单克隆抗体会产生截然相反的生物学效应：一些具有保护作用，而另一些（如mAb9）则会加剧疾病。这促使研究人员提出了一个反直觉的假设：有害抗体的表位或许蕴含着未被发掘的治疗潜力。
有害抗四联连接蛋白抗体的表位定位
研究人员首先通过计算模拟和点印迹实验，定位了保护性抗体mAb8和有害抗体mAb9的结合表位。mAb8识别四联连接蛋白上的P5区域，而mAb9则特异性结合于P2区域。结构模型显示，P2和P5是空间上分离且可及的表位。为了提升其成药性，研究人员对P2肽段进行了工程化改造，得到了水溶性衍生物P2-1，其通过去除C端疏水苯丙氨酸、引入N端苏氨酸以及用正亮氨酸和丝氨酸替换易氧化的甲硫氨酸和半胱氨酸，改善了其溶解性和稳定性。
四联连接蛋白C端结构域在脓毒症中的保护作用
研究团队构建了缺失N端肝素结合和α螺旋三聚化结构域的四联连接蛋白截短突变体，发现该突变体在盲肠结扎穿孔诱导的脓毒症模型中，与全长蛋白一样能提供显著的保护作用。这表明四联连接蛋白的保护功能主要位于其C端的碳水化合物识别结构域，该区域恰好包含了P2表位，提示蛋白质的三聚体状态对其保护功能并非必需。
P2及其衍生物P2-1对致死性脓毒症的保护作用
在脓毒症动物模型中，P2肽段能显著提高小鼠的生存率。更重要的是，其优化版本P2-1在更低剂量下，即使延迟给药（在疾病发生后24小时和48小时），依然能有效保护动物免受致死性脓毒症的伤害。机制上，P2-1治疗能显著降低脓毒症引发的全身性炎症，减少包括B淋巴细胞趋化因子、粒细胞集落刺激因子、白细胞介素-6、角化细胞衍生趋化因子等多种细胞因子和趋化因子的系统蓄积。
P2-1在胶原抗体诱导关节炎模型中的疗效
研究人员进一步在类风湿关节炎的胶原抗体诱导关节炎模型中评估了P2-1的效果。当在疾病建立后（第6天）开始治疗性给药时，P2-1能剂量依赖性地显著减轻关节炎的临床严重程度，并且在雄性和雌性小鼠中均有效。同时，P2-1还能部分恢复由关节炎引起的机械性痛觉超敏（疼痛敏感性）。对关节组织的分析显示，P2-1能降低关节液中可溶性肿瘤坏死因子受体I/II、巨噬细胞炎症蛋白-1γ以及血管细胞黏附分子-1的水平，表明其通过减轻关节局部炎症环境发挥作用。在疾病诱导前进行预防性给药，P2-1同样表现出显著的疾病缓解和镇痛效果。
P2-1与HMGB1相互作用并选择性抑制pCTS-L的诱导
表面等离子体共振分析证实，P2-1能以高亲和力与HMGB1结合，其平衡解离常数在纳摩尔级别。分子对接模拟显示，P2-1与HMGB1的B-box结构域结合，该区域对于HMGB1的促炎功能至关重要，并且与晚期糖基化终末产物受体结合区域部分重叠。功能实验表明，P2-1能显著抑制HMGB1被巨噬细胞内吞的过程，这一过程主要由晚期糖基化终末产物受体介导。
为了探究P2-1的下游作用机制，研究人员对HMGB1刺激的人外周血单核细胞进行了RNA测序和细胞因子阵列分析。结果显示，HMGB1能强烈诱导多种炎症因子基因表达和蛋白分泌，但P2-1处理并未广泛逆转这些变化。然而，P2-1能选择性地、显著地抑制HMGB1诱导的Ctsl基因mRNA上调和pCTS-L蛋白分泌。Western印迹分析进一步证实，P2-1能剂量依赖性地完全阻断HMGB1诱导的pCTS-L分泌。此外，P2-1还能抑制HMGB1诱导的巨噬细胞死亡（焦亡），保护细胞膜完整性。
pCTS-L中和抗体对胶原抗体诱导关节炎的保护作用
鉴于pCTS-L在炎症中的关键作用，研究评估了pCTS-L中和性单克隆抗体在胶原抗体诱导关节炎模型中的治疗效果。该抗体能剂量依赖性地显著减轻关节炎的严重程度，并部分缓解疼痛敏感性。对关节组织的分析显示，该抗体治疗降低了多种促炎介质的水平，包括可溶性肿瘤坏死因子受体I、趋化因子配体3、白细胞介素-6等。组织病理学分析也证实，pCTS-L中和抗体能显著减轻滑膜炎症、软骨侵蚀和骨侵蚀。
结论
这项研究提出并验证了一种范式转换的药物发现策略：将从有害抗体作用中获得的见解，转化为针对HMGB1-pCTS-L炎症轴的靶向治疗。具体而言，源自有害抗四联连接蛋白抗体mAb9表位的工程化肽段P2-1，能够高亲和力结合HMGB1，选择性抑制HMGB1诱导的pCTS-L表达和分泌，从而在脓毒症和关节炎动物模型中发挥强大的治疗作用，即使在疾病发生后干预也有效。同时，直接靶向pCTS-L的中和抗体也在关节炎模型中展现出显著疗效。这些发现不仅提供了P2-1作为一种有前景的炎症性疾病治疗候选物，也确立了pCTS-L作为脓毒症和类风湿关节炎等疾病中一个关键介质和治疗靶点。
