Fc相关作用机制之补体依赖细胞毒作用（CDC）

补体是存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组不耐热的，经活化后具有酶活性的蛋白质。包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白。补体系统的主要功能是通过在病原体等靶标表面的作用，破坏其细胞膜或者调理病原表面提供巨噬细胞吞食，此外还能引起炎症反应。

不同亚类的抗体具有不同的激发CDC的能力。虽然IgM是激活补体能力强的抗体亚类，但是因为分子量大，不容易穿透血管壁，并不广泛应用于临床肿瘤治疗。IgG1和IgG3都能有效通过经典途径激活补体。在这个激活级联过程中，抗原-抗体复合物的形成导致C1q-IgG亲和力大大提高，从而触发一系列级联反应。结果就是在靶细胞膜上形成膜攻击复合物，产生直径约为100 Å的穿孔，导致细胞内容物的外泄。

抗CD20抗体rituximab的一个重要作用机制就是CDC。研究显示，rituximab可以完全治接种有稳定转染人CD20的小鼠淋巴瘤EL4 细胞的完全免疫小鼠。然而，其治疗作用在C1q基因敲除小鼠体内完全丧失。在临床上，慢性淋巴细胞白血病患者在接受rituximab灌输治疗后，其体内的补体系统组分快速消耗丧失。一般认为，CDC对于rituximab的疗效有效性起重要作用，但是否也与其他抗体的抗肿瘤活性有关还不清楚，有研究认为，在是否导致CDC的作用上，肿瘤抗原靶点（比如在细胞整个表面，甚至细胞表面某一区域的密度）比抗体本身更重要。高密度抗原靶点富集高密度的抗体，从而为C1q的激活创造了条件。从NHL患者体内分离的B细胞，只有在CD20的表达水平达到50*103蛋白分子/细胞时才会被rituximab通过CDC作用机制解杀死。同时，CD20阳性细胞rituximab介导的CDC的敏感性与其CD20的表达水平正相关。虽然CDC并不被认为是抗肿瘤抗体的主要作用机制，CDC产生的许多因子可能强化ADCC作用。例如产生的化学趋化激活因子C3a和C5a形成一个浓度梯度，从而吸引NK细胞等免疫效应细胞到达肿瘤部位。CDC的副产物，过敏毒素C5a是激活许多天然免疫效应细胞的关键因子，可以上调激活Fcγ受体的表达，下调抑制性受体FcyRⅡb的表达从而强化肿瘤部位的ADCC作用。但是也有研究认为，抗体引起的补体激活对抗体的治疗效果起负面影响作用。rituximab引起的补体激活产生大量C3，沉积在结合靶抗原的抗体上，妨碍了其与NK细胞上FCγR结合，从而抑制NK细胞的活性，降低ADCC的作用。这一现象在体外和小鼠体内实验中得到证实。当然，CDC究竟在抗体抗肿瘤活性中起什么作用，起多大作用，还需要更深一步的研究。

补体介导的这个肿瘤细胞裂解作用受一系列补体调控蛋白的抑制，包括CD35（I型补体受体）、CD46（膜辅蛋白）、CD55（促衰变因子）和CD59（膜反应性溶抑制素）。这些补体调控蛋白抑制细胞表面补体的蛋白水解酶级联，降低rituximab的CDC活性。rituximab治疗后复发肿瘤细胞高表达CD59以及非霍奇金淋巴患者大淋巴结肿高表达CD55，显示补体调控蛋白的表达可能是肿瘤对抗体治疗产生抗性的一个原因。由于C1q与抗原的结合是触发补体级联反应的第一步，改造抗体，提高C1q的亲和力就可能提高CDC。对人的IgG1的C1q结合位点详细图谱的绘制，导致了对C1q高亲和力的rituximab突变体的研制成功。通过基因突变改造CH2结构域和铰链区的特定氨基酸或者替换IgG1、IgG3重链恒定区序列，构建IgG1/IgG3混合抗体，都可以提高对C1q的亲和力以及提高CDC的活性。IgG1 N297上的N-连接糖基对CDC也有重要作用。去糖基化的抗体CDC作用明显下降。