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2024年1月4日，美国密歇根大学等的研究团队在《Science》期刊发表了题为“Microbiota-dependent activation of CD4⁺ T cells induces CTLA-4 blockade–associated colitis via Fcγ receptors”的文章。该研究表明：肠道微生物群在ICB（immune checkpoint blockade，免疫检查点阻断）诱导的结肠炎中起关键作用，抗CTLA-4抗体治疗的小鼠中，产生IFNγ的CD4⁺ T细胞活化，Fcγ受体信号导致的外周T_reg细胞减少，驱动了肠道炎症。缺乏Fc结构域的抗CTLA-4纳米抗体可以在不引发结肠炎的情况下促进抗肿瘤反应。

免疫检查点抑制剂可以刺激抗肿瘤免疫，但也可能引发免疫相关不良事件（irAEs）。结肠炎是一种常见且严重的irAE，可导致治疗中断。然而在动物实验中，实验室饲养的小鼠接受免疫检查点抑制剂时很少出现强烈的结肠炎。故研究团队建立了双重ICB（抗CTLA-4和抗PD-1抗体）诱导的结肠炎小鼠模型，GF（Germ-free，无菌的）C57BL/6（WT）小鼠（这些小鼠肠道微生物群组成与SPF条件下饲养的小鼠存在差异）用SPF JAX小鼠（来自Jackson Laboratories（JAX）的SPF WT小鼠）或WildR小鼠（野生小鼠微生物群重建小鼠，使用来源于野生捕获小鼠的参考肠道微生物群定殖的小鼠）菌群定殖，然后进行双重ICB治疗。

研究结果表明WildR小鼠在接受双重ICB注射后，粪便LCN-2（Lipocalin-2）表达水平升高，小鼠盲肠组织切片显示严重的免疫病理学特征。SPF ICB小鼠和WildR ISO小鼠（用isotype antibodies处理的WildR小鼠）粪便中LCN-2的表达水平未发现明显变化。GF C57BL/6小鼠和GF Rag1^−/−小鼠（Rag1^−/−小鼠缺乏功能性T、B淋巴细胞）在双重ICB治疗下定殖WildR微生物群。结果显示WildR C57BL/6小鼠在双重ICB治疗下会触发结肠炎，而WildR Rag1^−/−小鼠在双重ICB治疗后未引发结肠炎。（见图1）

图1. ICB可诱导携带野生小鼠微生物群的C57BL/6小鼠结肠炎

（文中所有图片均来源于《Science》杂志）

然后，研究者比较了抗CTLA-4或PD-1的抗体在ICB驱动的肠道炎症发展中各自的贡献，发现使用双重ICB治疗或单独使用抗CTLA-4抗体治疗WildR小鼠，表现出相似的肠道炎症敏感性。单独抗PD-1抗体治疗的WildR小鼠没有发展肠道炎症。在用抗CTLA-4抗体治疗后，肠道组织中产生IFNγ的CD4⁺ T细胞聚集。用IFNγ中和抗体治疗后，ICB治疗过程中的肠道炎症显著减轻。（见图2）

图2. 抗CTLA-4抗体引发IFNγ和CD4⁺ T细胞介导的结肠炎

有研究表明抗CTLA-4抗体对肿瘤内T_reg的消耗需要Fcγ受体参与，为了测试肠道中是否存在类似Fc依赖过程，研究者使用了FcRγ KO小鼠。结果表明抗CTLA-4抗体治疗后，WildR FcRγ KO小鼠肠道几乎无炎症。抗CTLA-4抗体治疗的WT小鼠中CD4⁺ T细胞的IFNγ、IL-17A表达增加，肠道中Foxp3⁺ T_regs和RORγt⁺ pT_reg的百分比减少。（见图3）

图3. 抗CTLA-4抗体诱导的结肠炎需要Fcγ受体

考虑到抗CTLA-4抗体诱导结肠炎需要Fc-Fcγ受体相互作用，研究者假设缺乏Fc结构域的纳米体可用于CTLA-4阻断治疗，同时降低肠道irAEs的风险，故使用了含有半衰期延长物的抗CTLA-4 H11纳米抗体（H11-HLE）。在WildR WT小鼠皮下接种MC38腺癌细胞，并使用抗CTLA-4抗体/H11-HLE/isotype。结果发现用抗CTLA-4抗体治疗的小鼠显示出肿瘤减小的趋势，但在治疗过程中出现了结肠炎。使用H11-HLE的肿瘤接种小鼠显示出与使用抗CTLA-4抗体治疗的小鼠类似的抗肿瘤活性，但没有结肠炎。同时使用抗CTLA-4抗体和抗PD-1抗体可以激发更强的抗肿瘤免疫反应，但也会增加irAEs的风险和严重程度。研究者发现：在WildR小鼠皮下注射CT26肿瘤细胞，用抗CTLA-4抗体和抗PD-1抗体治疗的小鼠与用H11-HLE和抗PD-1抗体治疗的小鼠相比，抗肿瘤反应相似，肿瘤显著减小，但只有使用抗CTLA-4抗体和抗PD-1抗体治疗的小鼠发生结肠炎。（见图4）

图4. 抗CTLA-4纳米抗体能刺激抗肿瘤免疫，但不会引发结肠炎

综上，研究者证明了微生物群在ICB诱导的结肠炎中的重要作用。在WildR小鼠中，缺乏Fc结构域的CTLA-4纳米抗体具有与传统抗CTLA-4抗体类似的刺激抗肿瘤免疫作用，而不会引发结肠炎。

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