利用TNFR2拮抗剂消除肿瘤
拮抗剂（antagonist）与受体结合后本身不引起生物学效应，但阻断该受体激动剂介导的作用。根据是否可逆性地与结合到受体的激动剂发生竞争，拮抗剂可以分为两类。
拮抗剂分类
从区别竞争性拮抗和非竞争性拮抗角度看，竞争性拮抗剂的效应可以被增加激动剂浓度所对抗，而非竞争性拮抗剂的效应不能被增加激动剂对抗；竞争性拮抗剂能提高ED50值，而非竞争性拮抗剂不能。
竞争性拮抗剂
药物与受体有亲和力但不产生受体激动效应，可以阻止激动剂与该受体的结合。在激动剂浓度固定时，提高可逆性竞争性拮抗剂的浓度可以逐渐抑制激动剂产生的反应。在达到一个高浓度时，拮抗剂可以完全阻止反应的发生。反之，足够高浓度的激动剂能够移去一定浓度的拮抗剂的作用，仍然可以达到最大效应Emax。因为拮抗作用是竞争性的，拮抗剂的存在使得激动剂要达到一个特定的反应高度时，需要提高浓度，这就使激动剂浓度-效应曲线平行右移。还有一些拮抗剂除了具有阻止激动剂与受体的结合以外，还能够抑制受体的固有活性。从治疗学角度看，这种竞争性拮抗具有的意义为：①竞争性拮抗剂的抑制程度依赖于拮抗剂的浓度。根据进入体内的药物浓度调节用药量，对产生需要的治疗效应是有意义的。②对一种拮抗剂的临床反应取决于与受体结合的激动剂的浓度。
非竞争性拮抗剂
结合到受体蛋白上与激动剂结合位点不同的部位，阻止激动剂引起受体激动的药物。在量效关系曲线图上，非竞争性拮抗通常降低反应曲线的坡度和高度，也引起一定程度的反应曲线右移。能够结合到受体蛋白有别于激动剂结合部位的药物，通常被称为变构调节剂变。构调节剂能够改变受体功能，但不激动受体，苯二氮卓类药物是一个典型例子 。
肿瘤坏死因子（TNF）超家族蛋白是一系列免疫细胞互相协调的关键蛋白。这个家族中的许多成员都成为了肿瘤免疫治疗的标靶。今天我们要说的TNFR2也是其中之一。
TNFR2的表达与结构
TNFR2，也叫CD120b或者p75，全名为 Tumor necrosis factor receptor 2，是肿瘤坏死因子（TNF）受体超家族成员，能够通过富含细胞半胱氨酸的结构域结合肿瘤坏死因子（TNF）。
TNFR2是单程跨膜糖蛋白，由439个氨基酸组成，其中前235个氨基酸形成包含四个富含半胱氨酸基序的胞外结构，30个氨基酸形成跨膜结构域，后174个氨基酸形成具有TRAF2结合位点的胞内结构[1]。
TNFR2蛋白由TNFRSF1B基因编码。人TNFRSF1B基因位于1号染色体1p36.22。小鼠同源基因Tnfrsf1b位于小鼠4号染色体。
TNFR2的表达仅限于抑制性免疫细胞，尤其是调节性T细胞（Tregs），髓系抑制性细胞(MDSCs)，内皮细胞和生长过程中的选择神经元。此外，TNFR2也在肿瘤细胞中表达[2-4]。
TNFR2/TNF信号
TNFR2是TNF的受体之一。TNF有两种结构相关但功能不同的受体，TNFR1（p55）和TNFR2（p75）。与TNFR1主要负责TNF介导的细胞凋亡和死亡、诱发促炎反应不同，TNFR2虽然也能与可溶性sTNF结合，但与跨膜mTNF亲和力更高，且仅被mTNF完全激活并触发有效的信号转导，行使细胞存活和免疫抑制相关功能[5]。
在癌细胞和免疫抑制细胞中，当mTNF与TNFR2结合激活信号时，TNFR2通过激活NFκB诱导激酶（NIK）诱导NFκB的非规范性激活，进一步导致IKKα磷酸化和p100的加工，也是p52/RelB的核易位的关键步骤。TNFR2还招募TRAF2-cIAP1-cIAP2复合物。cIAP具有泛素连接酶活性，可以抑制caspases和其他凋亡诱导因子，从而激活规范性和非规范性NF-κB/Rel和MAPK信号通路。TNFR2信号分别通过RIPK1和Etk进行信号传导。RIPK1通过IkB激酶（IKK）复合物触发NF-κB，这使IL-2的表达被激活，以及与细胞存活和增殖正相关的几个基因的转录增加。TNFR2介导的Etk磷酸化能部分激活VEGFR2，进而激活了PI3K/Akt信号途径，不仅维持细胞存活并增强增殖，还招募Etk形成参与细胞粘附、迁移、存活和增殖的TNFR2-Etk-VEGFR2复合物。此外，它还会增强STAT5的磷酸化，这对免疫抑制具有关键作用[2,6,7]。
TNFR2与Treg
Treg是一种典型的免疫抑制细胞，通过抑制效应T细胞增殖和细胞因子生成，从而抑制过度的免疫反应并维持免疫稳态。与人类Treg一样，小鼠胸腺CD4 + CD25 + Treg和外周CD4 + CD25 + Treg相对于CD4 + CD25 – Teff效应细胞均具有高水平的TNFR2表达，而TNFR1几乎检测不到[7]。研究表明，TNF/TNFR2信号对于在炎性环境中维持FOXP3表达以及小鼠Treg的稳定性至关重要。当TNFR2信号被激活时，会增强Treg的稳定性、对TCR刺激的响应、扩增以及功能。能促进Treg和效应T细胞产生IL-2，并提高Treg对IL-2的敏感性。 IL-2可以抑制Th17细胞分化以及TNFR2信号转导对Treg的作用。 在炎性条件下，膜结合型受体mTNFR2可能脱落为可溶型受体sTNFR2，sTNFR2中和TNF并阻碍IL-6的表达[3]。
TNFR2与自身免疫性疾病
Treg的功能缺陷以及数量低下是各种自身免疫性疾病的主要特征。因此，恢复适当的功能性Treg利于诱导免疫耐受已成为治疗自身免疫性疾病的主要目标。如上文所述，TNFR2激动剂具有增强Treg增殖和活化的作用。在包括T1D、SLE、IBD和MS在内的多种人自身免疫性疾病中都发现了TNF-TNFR信号通路的受损。如T1D患者的TNFR2+ Treg更高。 在使用TNFR2激动型抗体治疗T1D的研究中发现了TNFR2激动剂可以杀死致病性自身反应性CD8 T细胞，这表明诱导TNF-TNFR2途径是选择性杀死自身反应性T细胞的有效方法[8]。
TNFR2与肿瘤免疫治疗
TNFR2除了维持Treg增殖和稳定的作用以外，还起着癌基因的作用。目前已在至少25种肿瘤中确定了TNFR2的表达，如人类肾细胞癌、多发性骨髓瘤、结肠癌、卵巢癌、皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL）等[4,7]。肿瘤微环境会狡猾地招募具有高免疫抑制力的TNFR2+ Treg细胞，从而促进肿瘤免疫逃逸。转移性黑素瘤患者中的Treg细胞TNFR2基因表达上升与CD8细胞毒性T细胞耗尽有关。TNFR2基因敲除小鼠对肿瘤表现出增强的免疫应答，肿瘤生长放缓。这可能是由于缺乏TNFR2+ Treg，或未能发展出全身性自身免疫，或MDSC数量减少和功能受损[4]。因此，利用TNFR2拮抗剂抑制Tregs，恢复肿瘤免疫应答并消除肿瘤，成为了肿瘤免疫治疗的又一策略。
体外研究表明，TNFR2拮抗型抗体可以抑制卵巢癌细胞以及与肿瘤相关的Treg的增殖[9]；晚期Sézary综合征中表达TNFR2的肿瘤细胞可以被TNFR2拮抗型抗体消除，同时TNFR2拮抗型抗体还杀死了TNFR2+ Treg，通过抑制Treg扩增Teff将Treg/Teff比调节至正常水平[4]。
TNFR2人源化小鼠模型（TNFRSF1B-HU）的建立、验证与应用
品系全名
C57BL/6J-Tnfrsf1bem2(hTNFRSF1B)Smoc
目录号
NM-HU-190010
基因名
Tnfrsf1b
品系描述
利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，自主研发TNFR2人源化小鼠模型，将小鼠Tnfrsf1b基因替换为人源TNFRSF1B基因，从而表达人TNFR2蛋白，取代小鼠内源Tnfr2蛋白的表达。
TNFR2人源化小鼠模型（TNFRSF1B-HU）的表达验证
杂合子和纯合子TNFR2人源化小鼠模型（TNFRSF1B-HU）脾脏Treg细胞和中性粒细胞中均可检测到hTNFR2的活跃表达。
杂合子和纯合子TNFR2人源化小鼠模型（TNFRSF1B-HU）外周血Treg细胞和中性粒细胞中均可检测到hTNFR2的活跃表达。
杂合子TNFR2人源化小鼠模型（TNFRSF1B-HU）淋巴结细胞中可检测到hTNFR2的活跃表达。
TNFR2人源化小鼠模型（TNFRSF1B-HU）在药效评价中的应用
TNFR2人源化小鼠（TNFRSF1B-HU）MC38-OVA荷瘤模型中，两种anti-hTNFR2抗体均表现出显著的抗肿瘤疗效。
FACS分析anti-hTNFR2抗体治疗后TNFR2人源化小鼠（TNFRSF1B-HU）MC38-OVA荷瘤模型血液中各类淋巴细胞的比例。
FACS分析anti-hTNFR2抗体治疗后TNFR2人源化小鼠（TNFRSF1B-HU）MC38-OVA荷瘤模型肿瘤浸润淋巴细胞比例。
TNFR2拮抗剂可通过消除肿瘤微环境中的Treg并激活Teff来恢复T细胞平衡。
References
Ortí-Casañ N, Wu Y, Naudé PJW, De Deyn PP, Zuhorn IS, Eisel ULM. Targeting TNFR2 as a Novel Therapeutic Strategy for Alzheimer's Disease. Front Neurosci. 2019 Feb 4;13:49.
Vanamee ÉS, Faustman DL. TNFR2: A Novel Target for Cancer Immunotherapy. Trends Mol Med. 2017 Nov;23(11):1037-1046.
Yang S, Wang J, Brand DD, Zheng SG. Role of TNF-TNF Receptor 2 Signal in Regulatory T Cells and Its Therapeutic Implications. Front Immunol. 2018 Apr 19;9:784.
Torrey H, Khodadoust M, Tran L, Baum D, Defusco A, Kim YH, Faustman DL. Targeted killing of TNFR2-expressing tumor cells and Tregs by TNFR2 antagonistic antibodies in advanced Sézary syndrome. Leukemia. 2019 May;33(5):1206-1218.
Medler J, Wajant H. Tumor necrosis factor receptor-2 (TNFR2): an overview ofan emerging drug target. Expert Opin Ther Targets. 2019 Apr;23(4):295-307.
Al-Hatamleh MAI, E A R ENS, Boer JC, Ferji K, Six JL, Chen X, Elkord E, Plebanski M, Mohamud R. Synergistic Effects of Nanomedicine Targeting TNFR2 and DNA Demethylation Inhibitor-An Opportunity for Cancer Treatment. Cells. 2019 Dec 20;9(1). pii: E33.
He, Xuehui & Wang, Xinhui. (2019). TNFR2 and Regulatory T Cells: Potential Immune Checkpoint Target in Cancer Immunotherapy. 10.5772/intechopen.85632.
Faustman DL. TNF, TNF inducers, and TNFR2 agonists: A new path to type 1 diabetes treatment. Diabetes Metab Res Rev. 2018 Jan;34(1).
Torrey H, Butterworth J, Mera T, Okubo Y, Wang L, Baum D, Defusco A, Plager S, Warden S, Huang D, Vanamee E, Foster R, Faustman DL. Targeting TNFR2 with antagonistic antibodies inhibits proliferation of ovarian cancer cells and tumor-associated Tregs. Sci Signal. 2017 Jan 17;10(462):eaaf8608.
Al-Hatamleh MAI, Ahmad S, Boer JC, Lim J, Chen X, Plebanski M, Mohamud R. A Perspective Review on the Role of Nanomedicine in the Modulation of TNF-TNFR2 Axis in Breast Cancer Immunotherapy. J Oncol. 2019 May 23;2019:6313242.
He J, Li R, Chen Y, Hu Y, Chen X. TNFR2-expressing CD4+Foxp3+ regulatory T cells in cancer immunology and immunotherapy. Prog Mol Biol Transl Sci. 2019;164:101-117.