能够同时结合同一免疫细胞上两个靶点的免疫细胞衔接器的抗肿瘤功效受限于结构约束，导致共结合不完全和信号传导不协调。
2026年3月13日，山东大学姜新义，赵坤，赵法宝，荆卫强，中国科学院大学邢念增和南京大学张峻峰和共同通讯在Nature Biotechnology在线发表题为A logic-gated trispecific engager enhances macrophage killing of cancer cells in solid tumors的研究论文。
该研究开发了一种三特异性巨噬细胞衔接器（TrME），它既能激活促吞噬受体脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1），又能阻断抗吞噬受体信号调节蛋白α（SIRPα）。这种“激活并阻断”的“与”逻辑门，在与肿瘤靶向模块偶联后，能够实现协调的信号传导，从而增强巨噬细胞对实体肿瘤的细胞毒性。
该TrME通过柔性连接子串联连接了单价LRP1激活剂钙网蛋白、抗SIRPα单链抗体片段（scFv）以及一个肿瘤相关抗原（TAA）靶向臂。通过对串联构建体进行计算机建模与筛选，作者发现了实现稳健顺式靶向的最佳构象，从而实现了促吞噬与抗吞噬信号比例的逻辑门控。
通过优化的脂质纳米颗粒系统递送编码靶向TAA的TrME的mRNA，可在体内原位生成TrME，从而激活巨噬细胞并诱导抗肿瘤反应。在多种实体肿瘤小鼠模型中，该策略显著抑制了肿瘤生长并延长了生存期。
免疫细胞衔接器（Immune cell engagers, ICEs）是一类新兴的靶向免疫疗法，旨在将T细胞、自然杀伤（NK）细胞和巨噬细胞等免疫效应细胞重定向至肿瘤，以消除肿瘤。大多数ICEs是经过生物工程改造的多臂分子，它们桥接肿瘤细胞与效应细胞，并启动相应的信号转导级联反应，从而激活细胞毒性机制。
第一代双特异性ICEs被设计为同时结合T细胞上的CD3和白血病B细胞上的肿瘤抗原（如CD19）。这些药物在治疗血液系统恶性肿瘤患者中已显示出临床疗效。然而，在实体肿瘤中，ICEs向肿瘤组织的渗透以及免疫细胞的激活受到致密基质和免疫抑制性肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）的限制，从而制约了ICEs的更广泛应用。目前正在研究多种策略以提高ICEs的疗效，其中之一聚焦于增强其激活免疫细胞的能力。
免疫细胞的激活源于其表面受体感知并对多种抗原信号和环境因素信号作出逻辑性响应。除了CD3的衔接外，T细胞介导成功的细胞毒性活动还需要额外的共刺激信号或免疫检查点的阻断。此外，巨噬细胞和NK细胞的效应功能严格取决于单个细胞内激活性与抑制性信号之间的平衡。因此，将布尔“与”逻辑应用于ICEs，使其具备整合多种激活相关信号的能力，对于成功靶向大量实体肿瘤至关重要。
顺式靶向策略通过在同一细胞表面共靶向两种蛋白，驱动统一的功能输出，从而构建“与”逻辑门控以实现治疗获益。使用顺式双特异性抗体进行双抗原靶向已显示出解锁新治疗模式以应对未满足临床需求的潜力。迄今为止，已有三种顺式双特异性抗体（艾美赛珠单抗、阿米万他单抗和卡度尼利单抗）获批用于非肿瘤学和肿瘤学适应症。
然而，由于分子构型本身的内在限制以及需要特定构象以实现靶标间理想的时空结合，实现稳定的顺式靶向仍具挑战性。卡度尼利单抗被设计用于顺式靶向同一T细胞上的免疫检查点蛋白细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA4）和程序性细胞死亡蛋白1（PD1）。尽管其显示出增强的T细胞激活能力，但也被观察到可通过反式结合介导T细胞交联，这最终降低了T细胞激活的效率。
一种抗SIRPα/FcγR/CD70多特异性抗体被开发为巨噬细胞衔接器，旨在促进巨噬细胞上促吞噬和抗吞噬受体的顺式靶向，同时桥接巨噬细胞与靶细胞。然而，临床前研究表明其体内疗效并未优于联合抗体疗法，这凸显了其顺式靶向能力的潜在局限性。因此，实现免疫细胞上激活相关受体的稳定顺式靶向，是开发逻辑门控ICEs所需的关键技术进步。
TrME以TAA依赖的方式诱导肿瘤消退（图片源自Nature Biotechnology）
巨噬细胞是TME中的主要细胞类型，在某些实体肿瘤中占比高达50%。其高丰度、固有的细胞毒性能力以及协调先天性和适应性免疫应答的能力，使其成为针对实体恶性肿瘤的新一代ICEs的有吸引力的靶点。巨噬细胞的激活取决于刺激性与抑制性信号输入的比例平衡。
特别是，有效启动吞噬作用需要同时放大促吞噬信号并抑制抗吞噬检查点，以达到有利的信号比例。LRP1和SIRPα分别是公认的促吞噬受体和抗吞噬受体。先前研究表明，巨噬细胞可通过LRP1识别靶细胞上过量的钙网蛋白（calreticulin, CRT），从而在一定程度上克服CD47介导的抑制性信号，导致程序性细胞清除。
然而，这些单靶点策略存在固有局限性，因为它们无法确保实现强效吞噬作用所需的最佳信号阈值所必需的同步激活与抑制。因此，作者提出假设：使用LRP1激活剂（CRT）和抗SIRPα单链可变区片段（scFv）对同一巨噬细胞进行顺式靶向，可在单个细胞内建立“与”逻辑门，协调两种信号，从而有效驱动巨噬细胞介导的肿瘤吞噬。
当前的顺式靶向设计方法是多方面的、经验性的迭代过程，因为设计参数（如价态、连接子和分子构型）可能表现出相互依赖性。此外，分子构型和连接子可影响最佳的靶标结合（取决于相对表位拓扑结构或靶标分布），并最终影响治疗效果。
本研究选择串联构型而非双特异性抗体（bsAb）构型来整合蛋白模块，旨在消除分子构型固有的结构限制。所有蛋白模块均设计为单价，以简化系统并增强连接子对作用机制的控制。作者构建了一个包含252个变体的嵌合连接子库，这些变体具有不同长度，其灵活性范围涵盖从柔性（GGGGS）n到刚性（EAAAK）n的全谱。
通过计算辅助的分子建模和“顺式与反式”实验，作者鉴定出一种最优的嵌合连接子，该连接子能使CRT和抗SIRPα scFv顺式靶向单个巨噬细胞，从而成功建立了“激活与阻断”的“与”逻辑门。通过进一步整合一个靶向肿瘤相关抗原（TAA）的臂以将激活的巨噬细胞重定向至肿瘤，作者成功设计了一种逻辑门控的三特异性巨噬细胞衔接器（TrME），可高效消除实体肿瘤。
作者证明，TrME能在单个巨噬细胞内产生比例性的促吞噬和抗吞噬信号，同时确保TAA依赖性的巨噬细胞-肿瘤细胞结合。在体外，与顺式双特异性抗体相比，TrME显示出更优越的巨噬细胞吞噬激活能力和增强的抗肿瘤疗效，尤其是在低剂量下。
此外，在多种临床前实体肿瘤模型中，通过脂质纳米颗粒（LNP）-mRNA系统原位生成TrME，促进了巨噬细胞向促炎表型转变，并引发了针对表达TAA肿瘤的强效抗肿瘤免疫应答，在控制肿瘤生长和延长生存期方面表现出更优的疗效。这些发现表明，ICEs的疗效可通过基于顺式靶向的“与”逻辑门控进行调控，这增强了巨噬细胞介导的抗肿瘤免疫治疗，并可能广泛适用于T细胞或NK细胞衔接器的优化。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-026-03057-9