靶向编辑B细胞IGHA2基因位点:突破治疗性IgA生产的创新路径

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Mucosal Immunology 8.1

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  本研究针对治疗性IgA因化学特性、生产工艺(CMC)等问题难以临床应用的困境,创新性地通过CRISPR/Cas9技术编辑B细胞IGHA2基因位点,实现了IgA2的定向类别转换重组(CSR)和嵌合抗体表达。研究人员成功构建了单链scFull-IgA2抗体,证实其能有效激活BCR信号通路并分泌功能性抗体,为黏膜免疫治疗和慢性疾病管理提供了突破性方案。

  

在抗体治疗领域,IgA因其独特的黏膜防御和髓系细胞激活能力备受关注,但复杂的糖基化修饰和稳定性问题使其工业化生产举步维艰。更棘手的是,系统性给药后IgA的半衰期仅6天,而70%的IgA缺陷患者虽无症状,却面临呼吸道/消化道感染高风险。这些瓶颈使得即便在抗SARS-CoV-2等应用中显示前景的IgA单抗,仍难以走向临床。

法国国家健康与医学研究院(INSERM)的Michel Cogné团队在《Mucosal Immunology》发表的研究另辟蹊径,提出通过编辑人体天然"抗体工厂"——B细胞来突破困境。研究人员聚焦IgH基因座最下游的IGHA2位点,该区域不仅具有B细胞特异性的开放染色质状态,还毗邻增强转录活性的3'RR2超级增强子,是理想的转基因表达平台。

关键技术包括:1) 设计特异性sgRNA靶向IGHA2内含子区,结合MaxCyte电转系统实现原代B细胞高效编辑;2) 构建含同源重组臂的供体DNA,插入报告基因tdTomato或抗HER2单链抗体(scFull-Ig)表达框;3) 通过双sgRNA策略同步诱导Sμ和Sα2断裂,模拟类别转换重组(CSR);4) 采用磷酸化流式细胞术评估工程化BCR信号通路激活。样本来源于健康志愿者CD19+
B细胞和DG75等淋巴瘤细胞系。

研究结果揭示:

  1. 人类IGHA2基因可被CRISPR/Cas9有效编辑
    在DG75细胞系中实现19%的切割效率,插入的pVH-tdTomato报告基因表达率达24%。将抗HER2 scFull-IgG1表达框整合至IGHA2位点后,LP1骨髓瘤细胞和原代B细胞均能分泌功能性抗体,ELISA检测显示持续10天的稳定产量。

  2. CRISPR诱导的IgA2类别转换
    双sgRNA介导的Sμ-Sα2同步切割使8-12%的DG75细胞从IgM转为IgA2表达。将分泌抗SARS-CoV-2中和抗体的杂交瘤细胞切换为IgA2亚型后,对Wuhan和Delta毒株的中和活性保留,证实类别转换不影响抗体功能。

  3. CSR与V区替换的协同编辑
    创新性设计"上游可切换模块"(USM),将包含VH-Vκ的1kb片段与Cα2外显子拼接。多重PCR证实1.5%的原代B细胞成功整合抗HER2 scFull-IgA2表达框,分泌的抗体能通过PLCγ2和SYK磷酸化激活下游信号。值得注意的是,编辑后细胞仍可分化为CD38+
    浆母细胞,保持终末分化能力。

这项研究的意义在于三方面突破:首先,IGHA2作为转基因"安全港"的定位,避免干扰内源性IgH表达;其次,首创的scFull-USM设计将抗原特异性与IgA2效应功能整合;最重要的是,该策略绕过了IgA体外生产的CMC难题,通过体内持续分泌解决半衰期限制。

讨论部分强调,虽然原代B细胞编辑效率(1.5-5%)仍需优化,但已为治疗IgA缺陷、黏膜感染及肿瘤免疫提供新范式。未来可结合碱基编辑技术减少双链断裂风险,或引入自杀基因增强安全性。正如作者指出,这项技术使B细胞成为"活体生物反应器",为难以工业化生产的复杂抗体(如双特异性IgA)开辟了临床转化新路径。

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