抗体开发早期为何必须全面评估Fc介导的效应功能?

抗体治疗领域正经历爆发式增长。通过Fab域与Fc域的协同设计，可针对癌症、自身免疫病、感染性疾病等多领域发挥治疗作用。然而，Fc介导的效应功能具有高度复杂性，若在开发后期才发现设计缺陷，可能导致安全性或有效性问题。本文系统阐述Fc效应功能的调控机制、设计考量及安全风险，强调早期全面评估的必要性。

典型治疗性抗体由两个Fab域和一个Fc域组成。Fc域通过与免疫细胞表面的Fc受体结合，触发多种效应功能。IgG的Fc域可与新生儿Fc受体（FcRn）以pH依赖性方式结合，延长血清半衰期并介导跨上皮转运。不同IgG同种型（如IgG1、IgG2、IgG4）在生物分布、Fc受体结合能力及效应功能上存在显著差异。Fc受体分为激活型（如FcγRI/IIa/IIIa）和抑制型（FcγRIIb），前者通过ITAM结构域触发ADCC（抗体依赖性细胞毒性）、ADCP（抗体依赖性细胞吞噬）等效应，后者通过ITIM结构域负调控免疫过度激活。两者的结合亲和力及平衡直接决定效应强度。此外，Fc域的构象（开放/闭合）受唾液酸化水平调控，影响其与I型或II型Fc受体的结合能力。抗原呈递是Fc介导的间接效应功能之一，树突状细胞通过Fc受体摄取抗体-抗原复合物，激活T细胞并放大免疫应答。因此，全面分析抗体-抗原免疫复合物与FcRs及补体的结合亲和力，对于治疗性抗体的开发是不可或缺的。

Fc介导的效应功能可分为直接效应与间接免疫调节。直接效应包括补体依赖性细胞毒性（CDC）、抗体依赖性细胞毒性（ADCC）和抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）。间接效应则涉及抗原呈递和细胞因子释放：免疫细胞结合抗体后释放的细胞因子（如IFN-γ、TNF-α）可增强杀伤效果，但也可能引发炎症风险。

Fc 介导的效应功能

Fc介导的效应功能受许多因素影响，不仅涉及抗体的Fc域，也涉及Fab域。抗原结合、抗体结构和灵活性取决于氨基酸序列、糖基化和电荷，并影响抗体对FcRs和补体的亲和力，进而影响抗体效应功能、生物分布和安全性。

示意图描述了抗体设计过程中需要考虑的变量

抗体的同种型选择直接影响其效应功能和临床应用。目前，IgG类抗体是使用最广泛的同种型。对于需要强效清除靶细胞（如癌症）的情况，选择IgG1或IgG3是理想的选择。IgG1最常用于介导ADCC和CDC，而IgG3因其强大的补体固定能力而受到关注。IgG2和IgG4通常用于不需要强效应功能的治疗，适合需要“沉默效应功能”的场景（如阻断类抗体）。

除了IgG，IgA、IgE和IgM同种型也在研究中，IgA在粘膜表面丰富，IgE则适合用于癌症免疫治疗，但临床应用仍在探索阶段。

除了同种型选择，Fc域的蛋白工程提供了更灵活的调控手段。通过引入针对FcRs、C1q和FcRn结合域的点突变，可以精确地增强或消除特定效应功能。

增强效应：可引入突变以增加对激活型FcRs的亲和力来增强细胞耗竭作用，或偏向结合抑制性FcγRIIb以作为激动剂抗体的“支架”作用。此外，Fc工程还可用于增强补体活化能力，如通过引入促进IgG六聚化的结构域或点突变。

沉默效应：为了去除或降低Fc效应功能，可以引入特定的点突变（如 IgG1 的 L235E 突变），或创建抗体同种型杂合体。

延长半衰期：在改善抗体药代动力学方面，通过调节IgG对FcRn的亲和力，可以显著延长其血清半衰期，或在特定情况下缩短半衰期以减少副作用。

除了Fc同种型和氨基酸序列的点突变外，Fc糖基化是影响抗体Fc受体亲和力及效应功能的另一个关键因素。无岩藻糖或低岩藻糖的IgG能显著增强对FcγRIIIa的结合，进而增强ADCC效应。相反，末端唾液酸赋予IgG抗炎特性。通过Fc糖基工程，可以精确调控抗体的作用模式。

Fab与Fc域的设计需统筹考虑，二者存在紧密的相互依赖性。Fc域通过结合特定FcRs影响Fab对靶标的表观亲和力，从而增强中和或激动剂抗体的效力。反之，Fc介导的效应功能也受到Fab设计的影响，包括抗体的亲和力（例如，中等亲和力有时能触发更强的效应功能）和免疫复合物的形成能力。因此，在抗体发现过程中，必须将Fab和Fc域作为一个整体进行精心设计和优化，以实现最佳的Fc介导效应功能和治疗效果。

该示意图描绘了抗体开发工作流程，并指出了全面筛选Fc 介导功能的益处

为满足抗体开发过程中对Fc效应功能的高效筛选与评估需求，ACROBiosystems百普赛斯构建了完整的Fc受体研究工具平台，涵盖以下核心产品：

> Fc受体蛋白家族：高纯度、高亲和力FcR重组蛋白

> 免洗结合检测试剂盒（TR-FRET）：实现高通量、无洗涤步骤的Fc-FcR相互作用分析。

> 过表达细胞株：传代稳定性经验证；全面的应用数据，支持方法开发与验证ADCC/ADCP功能验证细胞株：基于MOA设计；灵敏度高；原始细胞株获合法商业许可，可提供全球商业授权支持服务。

针对多受体协同验证需求，我们特别推出Fc受体蛋白组合包，整合筛选与功能验证所需关键FcRs（如RcRn/FcγRI/IIa/IIb/IIIa），通过标准化生产流程确保：

时间成本优化：无需单独采购与质控，单次订购覆盖全流程需求。

经济性提升：组合价格性价比高。

质量一致性：所有蛋白高纯度经SDS-PAGE、SEC-MALS双重验证。

活性保障：panel中的产品经SPR/BLI/ELISA活性验证。

✏️ FcRn与Herceptin亲和力经SPR验证

Captured Human FCGRT&B2M Heterodimer Protein, His Tag (Cat. No. FCN-H52W7) on CM5 Chip via Anti-His antibody can bind Herceptin® (Trastuzumab) with an affinity constant of 0.516 μM as determined in a SPR assay (Biacore T200) (QC tested).

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✏️ CD64与Herceptin亲和力经SPR验证

Human CD64, His Tag (Cat. No. FCA-H52H1) captured on CM5 chip via anti-His antibody can bind Herceptin^® with an affinity constant of 4.92 nM as determined in a SPR assay (Biacore 8K) (QC tested).

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✏️ CD32a (R167)与Rituximab亲和力经SPR验证

Immobilized Human CD32a (R167), His Tag (Cat. No. CDA-H5221) on CM5 Chip via anti-His antibody, can bind Rituximab with an affinity constant of 3.12 μM as determined in a SPR assay (Biacore T200) (Routinely tested).

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✏️ CD32a (H176)与Rituximab亲和力经SPR验证

Immobilized Human CD32a (H167), His Tag (SPR & BLI verified) (Cat. No. CD1-H5223) on CM5 Chip via anti-His antibody, can bind Rituximab with an affinity constant of 1.45 μM as determined in a SPR assay (Biacore T200) (QC tested).

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✏️ CD16a (V176)与Herceptin亲和力经SPR验证

Immobilized Human CD16a (V176), His Tag (Cat. No. CD8-H52H4) on CM5 Chip via anti-His antibody, can bind Herceptin with an affinity constant of 0.463 μM as determined in SPR assay (Biacore T200) (QC tested).

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✏️ CD16b (NA1)与Rituximab亲和力经SPR验证

Immobilized Human CD16b (NA1), His Tag (Cat. No. CDB-H5227) on CM5 Chip via anti-His antibody, can bind Rituximab with an affinity constant of 8.17 μM as determined in a SPR assay (Biacore T200) (QC tested).

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参考文献：

Strohl WR. Optimization of Fc-mediated effector functions of monoclonal antibodies. Curr Opin Biotechnol. 2009 Dec;20(6):685-91.

doi: 10.1016/j.copbio.2009.10.011. Epub 2009 Nov 4. PMID: 19896358.