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CTLA-4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，也叫CD152）是免疫球卵白超家族的成员，CTLA-4卵白由CTLA-4基因编码，位于人2号染色体（2q33.2），小鼠1号染色体。

1995年，Tak Wah Mak 和 Arlene H. Sharpe 两家实验室划分使用CTLA-4基因敲除小鼠模子发明了CTLA-4基因负调控T细胞活化的功效。

在活化的T细胞外貌表达，与CD28（T细胞共激活因子）同源，两者均可与抗原提呈细胞外貌的CD80和CD86（也叫b7-1和b7-2）团结。CD28认真转达激活信号，活化T细胞；而CTLA-4认真转达抑制信号给T细胞，让T细胞不会杀伤其它细胞，包括肿瘤细胞。并且CTLA-4与CD80和CD86的亲和力要高得多，因此会竞争和阻断CD28的激活作用。

在静息的稚子T细胞中，CTLA-4主要位于胞内，TCR和CD28：B7团结爆发的刺激信号通过含有CTLA-4的囊泡的胞吐作用诱导CTLA-4异位到细胞外貌。 通过CTLA-4：B7竞争团结爆发负调控信号，通过抑制IL-2爆发和细胞周期希望来避免T细胞的完全活化。

CTLA-4-mediated inhibition of T cells. (图片来自Am J Clin Oncol. 2016 Feb;39(1):98-106.)

CTLA-4还加入其它的免疫控制途径。 调理性T细胞（Tregs）组成型表达CTLA-4，CTLA-4 KO小鼠模子中Tregs控制效应T细胞的功效被削弱，说明CTLA-4对Tregs功效也很主要。有研究以为Tregs控制效应T细胞的一种机制是APC上B7配体的下调，导致CD28共刺激镌汰。

CTLA-4-mediated inhibition of Tregs. (图片来自Am J Clin Oncol. 2016 Feb;39(1):98-106.)

PD-1

PD-1是共刺激受体B7 / CD28家族的成员，由PDCD1基因编码，位于人2号染色体、小鼠1号染色体。

它通过与其配体程序性殒命配体1（PD-L1）和程序性殒命配体2（PD-L2）团结来调理T细胞活化。与CTLA-4信号传导类似，PD-1团结抑制T细胞增殖， 和滋扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子TNF-α和IL-2的爆发，并降低T细胞存活率。PD-1及其配体是T细胞耗竭历程中最主要的抑制性受体。

PD-1-mediated inhibition of T cells. (图片来自Am J Clin Oncol. 2016 Feb;39(1):98-106.)

CTLA-4 vs PD-1

相同之处

• 在活化的T细胞外貌表达

• 表达水平受tcr信号影响

• 降低T细胞的增殖、葡萄糖代谢、细胞因子爆发和存活

差别之处

anti-CTLA-4 vs anti-PD-1

针对CTLA-4通路与PD-1/PD-L1通路的靶向药物包括：

使用CTLA-4抗体和PD-1抗体划分阻断CTLA-4和PD-1之后，抗PD-1主要诱导特定肿瘤浸润的耗竭CD8 T细胞亚群的扩增；抗CTLA-4在此基础上还诱导了ICOS+ Th1-like CD4 T细胞扩增。虽然它们都会使CD8+ T细胞增添，但着实是各自通过差别的细胞机制来实现的：anti-PD-1主要是通过触发线粒体氧化磷酸化途径，而anti-CTLA-4则能触发胞内大大都信号途径，其中还包括细胞周期调控途径。

Anti-CTLA-4 and anti-PD-1 checkpoint- blockade therapies target distinct tumor- infiltrating T cell populations to induce tumor rejection.

只管PD-1和CTLA-4靶向治疗已经能够提高癌症患者的平均预期寿命，但仍有诸多局限性。虽然CTLA-4抗体和PD-1抗体的团结或顺序疗法正在火热睁开，但关于疗效、用药的长期性和副作用的研究都还刚刚起步，都凸显出该领域进一步立异的须要性。

构建免疫磨练点人源化小鼠模子，使科研职员能够研究只识别人体免疫磨练点的药物。 人源化小鼠为研究靶定人体免疫磨练点的磨练点抑制剂提供了可能性，并且在临床试验前更精准的展望药物功效以及可能的副作用（如自身免疫，促炎症等）。

南模生物已开发出CTLA-4、PD-1、PD-L1三种已验证的人源化小鼠模子，用以测试靶向人体免疫磨练点的药物。

人源化小鼠及验证数据

CTLA-4-HU

构建战略

CTLA4人源化小鼠构建战略。在 C57BL/6J 遗传配景下，将人源 CTLA4 卵白编码序列插入小鼠 Ctla4 基因的 ATG 位置，在表达全人源 CTLA4 卵白的同时取代小鼠內源 Ctla4 的表达。

验证数据

CTLA4人源化小鼠流式剖析（FACS）数据

FACS 检测CTLA4 人源化小鼠活化后脾脏淋巴细胞的CTLA4 表达。CTLA4 人源化纯合子小鼠脾脏淋巴细胞经anti-CD3 和anti-CD28刺激 72h 后网络细胞染色，FACS 检测人源CTLA4 表达。效果显示：CTLA4 人源化纯合子小鼠活化的CD4+ 和CD8+ T 淋巴细胞中可以检测到人源CTLA4 的活跃表达。（与CrownBio 相助完成）

· CTLA4人源化小鼠MC38荷瘤模子体内验证效果

图4.  CTLA4人源化小鼠模子的抗CTLA4人源化抗体Ipilimumab 体内抗肿瘤效果。 (数据为与信达生物制药有限公司相助完成)

分组和给药以及检测：将MC38结直肠癌细胞接种于CTLA-4转基因小鼠右侧背部皮下，成瘤后随机分为2组，然后划分给予Ipilimumab 10 mg/kg或者等体积心理盐水举行治疗，每周给药2次，一连给药4次，每次给药前测定肿瘤体积。

实验效果：抗human-CTLA4药物Ipilimumab能够显著抑制MC38肿瘤在CTLA-4小鼠体内的生长，给药1周后即可检测到肿瘤抑制效果，给药2周后可见很是显著的抑制效果（如上图），同时Ipilimumab治疗组有2只动物肿瘤完全消逝，而比照组则肿瘤一连生长。

图5. CTLA4人源化小鼠模子的抗CTLA4人源化抗体Ipilimumab 体内抗肿瘤效果。 (数据为与PharmaLegacy相助完成)

CTLA4 人源化小鼠 MC38 荷瘤模子体内抗肿瘤药效验证。CTLA4 人源化纯合子小鼠接种 MC38 结肠癌细胞系，肿瘤生长至约 100 mm3随机将动物分组为比照组和治疗组（n=9）。效果显示： 针对人的 CTLA4 阳性药物 Yervoy 有很是显著的抗肿瘤效果（p<0.001），证实CTLA4 人源化小鼠是一个很好的验证针对人 CTLA4 抗体药效的体内模子。

PD-1-HU

构建战略

PD-1人源化小鼠构建战略。在 C57BL/6J 遗传配景下，将人源 PDCD1 卵白编码区插入小鼠 Pdcd1 基因的 ATG 位置，在表达人源全长 PDCD1 卵白的同时，取代小鼠內源 Pdcd1 的表达。

验证数据

· PD-1人源化小鼠T细胞流式剖析（FACS）数据

PD-1人源化小鼠T细胞经ConA激活后流式剖析（与 Genscript 相助完成）。FACS 检测 PD-1 人源化小鼠脾脏淋巴细胞 PD-1 表达。PD-1 人源化纯合子小鼠和野生型小鼠取脾脏 T 淋巴细胞，体外 ConA 刺 激 24 小 时 后，FACS 检 测 人源 PD-1 在 T 细胞外貌表达。效果显示：ConA 体外刺激后，在 PD-1 人源化小鼠 T细胞外貌可以检测到人源 PD-1 卵白表达。

· PD-1人源化小鼠MC38荷瘤模子体内验证效果

A. 肿瘤组织平均体积±SEM。（与 Genscript 相助完成）

PD-1 人源化小鼠 MC38 荷瘤模子体内抗肿瘤药效验证。PD-1 人源化纯合子小鼠接种 MC38 结肠癌细胞系，肿瘤生长至约 100 mm3随机将动物分组为比照组和治疗组（n=8），每周给药两次，一连给药四次。效果显示：针对人的 PD-1 阳性药物 Keytruda 有很是显著的抗肿瘤效果（p<0.001），证实 PD-1 人源化小鼠是一个很好的验证针对人 PD-1 抗体药效的体内模子。

B. 肿瘤组织平均体积±SEM。C. 小鼠平均体重±SEM。 ( 与 PharmaLegacy 相助完成 )

PD-1 人源化小鼠MC38 荷瘤模子体内抗肿瘤药效剂量验证。PD-1 人源化纯合子小鼠接种 MC38 结肠癌细胞系，肿瘤生长至约 90 mm3随机将动物分组为比照组和治疗组（n=9）。效果显示：针对人的 PD-1 抗体有很是显著的抗肿瘤效果（p<0.001），且这种抗肿瘤效果泛起出剂量效应。

PD-L1-HU

构建战略

PD-L1人源化小鼠构建战略。在 C57BL/6J 遗传配景下，将人源 PD-L1 卵白编码序列插入小鼠 Pd-l1 基因的 ATG 位置，在表达全人源 PD-L1 卵白的同时取代小鼠內源 Pd-l1 的表达。

验证数据

· PD-L1人源化小鼠T细胞流式剖析（FACS）数据

FACS 检测 PD-L1 人源化纯合子小鼠和野生型小鼠脾脏淋巴细胞 PD-L1 表达。效果显示：在人源化 PD-L1 纯合子小鼠脾脏 T细胞和 B细胞中均可以检测到人源PD-L1 的表达。（与 CrownBio 相助完成）

PD-L1人源化小鼠MC38荷瘤模子体内验证效果

PD-L1 人源化小鼠 MC38 荷瘤模子体内抗肿瘤药效验证。PD-L1 人源化纯合子小鼠接种 MC38 人源化结肠癌细胞系（表达人源 PDL1，不表达鼠源 PD-L1），肿瘤生长至约 100 mm3随机将动物分组为比照组和治疗组（n=5）。效果显示： 针对人的 PD-L1 抗体有很是显著的抗肿瘤效果（TGI: 抑瘤率 , p<0.01），证实 PD-L1 人源化小鼠是一个很好的验证针对人 PD-L1 抗体药效的体内模子。

人源化小鼠订购信息

参考文献

Egen JG, Kuhns MS, Allison JP. CTLA-4: new insights into its biological function and use in tumor immunotherapy. Nat Immunol. 2002;3:611–618.Dunn GP, Old LJ, Schreiber RD. The immunobiology of cancer immunosurveillance and immunoediting. Immunity. 2004;21:137–148.Parry RV, Chemnitz JM, Frauwirth KA, et al. CTLA-4 and PD-1 receptors inhibit T-cell activation by distinct mechanisms. Mol Cell Biol. 2005;25:9543–9553.Wing K, Onishi Y, Prieto-Martin P, et al. CTLA-4 control over Foxp3+ regulatory T cell function. Science. 2008;322:271–275.Chen DS, Irving BA, Hodi FS. Molecular pathways: next-generation immunotherapy—inhibiting programmed death-ligand 1 and programmed death-1. Clin Cancer Res. 2012;18:6580–6587.Buchbinder EI, Desai A. CTLA-4 and PD-1 Pathways: Similarities, Differences, and Implications of Their Inhibition. Am J Clin Oncol. 2016 Feb;39(1):98-106.