抗體藥物作用機制——補體依賴的細胞毒性作用（CDC效應）

目前，抗體類藥物已成為腫瘤免疫或自身免疫性疾病治療的熱門研究方向，不同單抗應對腫瘤的作用機制也不盡相同。常見的抗腫瘤作用機制包括中和/阻斷腫瘤特異性生長因子受體或免疫調節因子，以及發揮抗體結構上的效應功能即利用補體和細胞介導腫瘤細胞溶解。

一、CDC效應的概念

抗體的結構決定了其作用機制，抗體由Fab端和Fc端組成。其中Fab端可通過識別游離的分子（如VEGF）和細胞表面分子（如CD20，CD19）執行其功能）；而Fc端則決定了抗體的效應功能，比如今天所要介紹的補體依賴性細胞毒性作用（Complement dependent cytotoxicity; CDC）。

補體系統是重要的免疫調節系統，補體及其補體系統是由多種血清蛋白組成的級聯酶促反應，其家族成員超過40種蛋白質，且這些蛋白相互調控補體系統的三條重要途徑為經典途徑（Classical Pathway，CP）、凝集素途徑（Lectin Pathway，LP）和替代途徑（Alternative Pathway，AP）。補體依賴的細胞毒性，指的是補體參與的細胞毒作用，即通過特異性抗體與細胞膜表面相應抗原結合，形成復合物而激活補體經典途徑，所形成的攻膜復合物（MAC）對靶細胞發揮裂解效應。

補體經典途徑由C1q分子起始。當抗體如IgG的Fab端與靶細胞上的抗原相結合后，IgG的Fc區域發生相互作用、聯結，進一步暴露出C1q的位點。C1q是補體系統的第一個蛋白，它可以識別并結合到抗體上的補體結合位點，從而發生構型改變，隨后激活C1r和基于Ca2+存在下具有酶活性的C1s。C1r和C1s開始引發一系列的級聯反應，并涉及到C4,C2,C3,C5,C6,C7,C8和C9等補體家族成員。隨后，C5b、C6-C9再組裝成MAC并在細胞膜上鑿孔，最終引起細胞裂解。

圖片來源：Complement System: a Neglected Pathway in Immunotherapy.

二、影響CDC作用的因素及檢測方法

目前已知的影響CDC效應的因素為5點。

抗體亞型：通常，CDC效應強弱（或活化C1q能力高低）的抗體亞型比較為：IgM＞IgG3＞IgG1＞IgG2。IgG4不具備激活補體經典途徑的能力，但是凝聚的IgA、IgG4和IgE可通過替代途徑激活補體。

靶細胞抗原的表達水平：靶細胞表面的抗原需足夠多才可激活補體，若抗原表達水平較低時，補體不被激活。

補體調節蛋白：靶細胞表面或內部及血清中存在的部分蛋白可以調節補體的活性，進而影響CDC效應。

補體來源：通常選用人源或SPF級空白食蟹猴血清作為試驗中補體的來源，鼠源血清對細胞有毒害作用但沒有CDC效應。（來自食蟹猴的未滅活血清可用于表達靶抗原的人類靶細胞的CDC檢測。）

抗原-抗體結合方位：抗原-抗體的結合方位及相鄰抗體的排列方式會顯著影響CDC效應。

圖片來源：Complement System: a Neglected Pathway in Immunotherapy.

CDC檢測的流程通常為將靶細胞、待測抗體和作為補體來源的血清于37℃下共同孵育1-24小時，即可檢查裂解后的死細胞或活細胞。目前常用的檢測方法為：熒光染料（如PI）標記死細胞，臺盼藍標記死細胞，calcein-AM標記活細胞，Alamar blue標記活細胞，CCK-8檢測細胞活力，51Cr釋放實驗等。

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