植物源抗 CTLA-4 抗体的表达及功能验证：癌症免疫治疗的新希望

《Plant Biotechnology Reports》：Expression and in vitro function of anti-CTLA-4 human antibody expressed in plants

为探究植物系统生产生物仿制药的潜力，研究人员开展表达抗人 CTLA-4 抗体伊匹木单抗（Ipilimumab）的研究。结果显示，纯化的 mAbPCTLA-4 能有效识别 CTLA-4，这表明植物表达系统在生产高价值药用生物仿制药方面潜力巨大。

　　在癌症治疗领域，免疫疗法近年来备受瞩目，尤其是基于单克隆抗体的免疫检查点阻断（ICB）疗法，在临床研究中成果显著。像细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4（CTLA-4）、程序性死亡受体 1（PD-1）等免疫检查点受体，一旦被阻断，就能打破肿瘤的免疫逃逸机制，激活机体的抗肿瘤免疫反应。因此，免疫检查点抑制剂成为癌症免疫治疗的关键手段。

然而，目前在生产治疗性蛋白质，如抗体和候选疫苗时，面临着诸多挑战。传统的生产系统各有优劣，促使科研人员不断探索更高效、更安全的生产方式。在此背景下，植物表达系统逐渐进入人们的视野，它不仅具有潜在的低成本、高安全性优势，还能进行复杂的蛋白质合成和修饰。但植物表达系统也存在一些问题，比如表达量较低、下游加工成本较高等，其在实际应用中的潜力还需进一步挖掘和验证。

为了解决这些问题，来自韩国的研究人员开展了一项重要研究。他们以烟草（Nicotiana tabacum）为实验对象，旨在表达抗人 CTLA-4 抗体伊匹木单抗（Ipilimumab），并验证其在人扁桃体组织中的结合活性，以此探究植物表达系统作为生物仿制药生产平台的可行性。研究成果发表在《Plant Biotechnology Reports》杂志上。

研究人员开展此项研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先通过农杆菌介导的转化法获得转基因烟草植株；接着利用蛋白质 A 亲和层析法纯化抗 CTLA-4 单克隆抗体（mAb^PCTLA-4）；随后采用免疫印迹、酶联免疫吸附测定（ELISA）、免疫组化分析等多种实验技术，检测 mAb^PCTLA-4 与 CTLA-4 的结合活性。实验所用的人扁桃体组织样本来源于韩国崇实大学医院。

研究结果如下：

• 转基因植株的成功构建：研究人员利用携带 mAb CTLA-4 重链（HC）和轻链（LC）基因表达盒的植物二元载体，通过农杆菌介导的转化，成功将表达盒导入植物基因组 DNA。经 PCR 分析和蛋白检测，确认获得了能稳定表达 mAb CTLA-4 蛋白的转基因植株。
• mAb^PCTLA-4 的有效纯化：从转基因烟草叶片中成功纯化出 mAb^PCTLA-4，SDS-PAGE 分析表明，在还原条件下，其 HC 和 LC 蛋白大小分别约为 53kDa 和 26kDa；在非还原条件下，mAb^M和纯化的 mAb^P大小约为 158kDa。
• mAb^PCTLA-4 的结合活性验证：通过 RT-PCR 和 western blotting 分析，确认人扁桃体组织中 CTLA-4 的表达。进一步研究发现，mAb^PCTLA-4 能够有效识别扁桃体组织中的 CTLA-4。ELISA 结果显示，mAb^PCTLA-4 对重组人 CTLA-4 蛋白具有结合活性，尽管其吸光度略低于 mAb^MCTLA-4，但结合活性依然得到了证实。

研究结论和讨论部分表明，该研究成功在烟草中表达出具有生物活性的 mAb^PCTLA-4 蛋白。虽然转基因植物表达系统的表达量低于之前研究中的瞬时表达系统，但它具有稳定遗传、无需繁琐的农杆菌溶液浸润过程等优势。此外，植物源抗人 CTLA-4 生物仿制药能有效识别扁桃体组织中的 CTLA-4，且 mAb^PCTLA-4 对人组织中 CTLA-4 的结合亲和力高于 mAb^MCTLA-4，这显示出其潜在的生物学功能。这一系列成果表明，植物表达系统在生产癌症免疫治疗用重组蛋白方面具有广阔的应用前景，有望为未来癌症治疗提供更高效、更安全的药物生产途径。