绕过Th2细胞因子，Genentech开发哮喘新靶点
肥大细胞在针对过敏原、细菌、病毒和毒液等外来刺激的先天和适应性免疫反应中发挥着重要作用。除了保护作用，肥大细胞还与一系列疾病相关，包括哮喘、过敏反应、克罗恩病、关节炎和动脉粥样硬化等。肥大细胞的激活会诱导含有组胺、细胞因子、趋化因子以及高水平的各种蛋白酶的分泌颗粒的释放，特别是胰蛋白酶样蛋白酶在病理损伤中作用突出。
蛋白酶活性导致了许多后果，如肺成纤维细胞产生胶原蛋白的增加，以及肺平滑肌细胞的增殖和收缩，从而加重呼吸窘迫的症状。
Genentech开发β- tryptases抗体药物
肥大细胞释放的蛋白酶中，大多数蛋白水解活性源于β-胰蛋白酶，因而强效和特异性抑制剂可能对过度肥大细胞激活驱动的疾病具有广泛的治疗潜力。
哮喘患者β- tryptases水平及抗体药物（文献1）
主要研究数据
1. 哮喘患者β-tryptases水平
检测患者支气管肺泡灌洗液及血浆中β-tryptases水平。在支气管肺泡灌洗液中，β-tryptases与疾病严重程度呈正相关。血浆中β-tryptase在重度哮喘患者显著升高。
2. β-tryptases升高与2型免疫无关
在重度哮喘患者，β-tryptases水平与嗜酸性粒细胞（Th2型炎症marker）的水平无明显相关性，显示其升高与2型免疫无明显相关性。因而其阻断抗体应用范围更广。
3. 小鼠模型
β-tryptases抗体可以抑制人源化过敏小鼠模型的β-tryptases水平及酶活性。
4. β-tryptases抗体抑制活性依赖于铰链区
因为Fc端与酶抑制活性关系不大，所以Genentch将酶抑制活性机制研究的中心放在了铰链区(铰链区上链控制Fab的灵活性和方向)。
与IgG1或IgG4的上铰链不同，IgG2的上铰链具有独特的半胱氨酸，它与另一个上铰链中相应的半胱氨酸配对。这些差异限制了两个Fab的运动，导致IgG2 isotypes的Fab-Fab翼展更刚性和更短，将其主要锁定为Y型；而IgG1和IgG4 isotypes的灵活性使它们能够采用Y型和也可以扩展使用T型结构。
为了研究铰链长度和刚度对IgG活性的作用，作者设计了一系列抗体E104的变异体进行筛选。
5. β-tryptases抗体抑制酶活性机制
anti-β-tryptases IgG的工作原理类似于一对分子钳，其中strained hinge 连接的两个Fab同时通过与四聚体结合，形成两个原分裂体，并将它们撬开，导致四聚体解离。从而丧失了酶活性，且容易被降解。
哮喘发病机制复杂，众多细胞因子（IL-33, IL-18, TSLP, IL-15, IL-21等）参与，单纯阻断某一个细胞因子，可能疗效并不明显。Gennetech开发的β-tryptases抗体，不依赖于Th2型细胞作用，直接作用于蛋白水解酶β-tryptases，可能具有更加直接的疗效。人源化小鼠及非人灵长类动物研究，显示β-tryptases抗体可以抑制过敏反应中β-tryptases活性及血浆中β-tryptases的水平。Genentech通过进一步确定了铰链区是β-tryptases抗体发挥作用的核心结构，Fab段结合酶，通过铰链区使得酶四聚体结构崩解，无法发挥酶活性，并促进其降解。
1.Maun et al., An Allosteric Anti-tryptase Antibody for the Treatment of Mast Cell-Mediated Severe Asthma，2019, Cell 179, 417–431
2.enry R Maun et al，Bivalent antibody pliers inhibit β-tryptase by an allosteric mechanism dependent on the IgG hing，Nat Commun . 2020 Dec 22;11(1):6435.