CTLA-4是T细胞活化的重要免疫检查点，以更高亲和力竞争结合CD80/86并抑制CD28介导的T细胞活化，阻断CTLA-4可进一步激活T细胞。在肿瘤微环境中，调节性T细胞（Treg）能稳定且高表达CTLA-4分子。CTLA-4抗体也可通过细胞介导的抗体依赖的细胞毒性（ADCC）作用有效清除瘤内Treg，从而逆转免疫抑制性的肿瘤微环境。不同于临床上广泛应用的PD-1/PDL1抗体，CTLA-4抗体如伊匹木单抗（Ipi）因其能引发较为严重的免疫相关副作用（irAE）而应用受限。
2025年10月10日，清华大学基础医学院傅阳心/王文彦团队在Nature Communications上在线发表题为“A next-generation anti-CTLA-4 probody mitigates toxicity and enhances anti-tumor immunity in mice”的研究论文。该研究通过基于可被肿瘤相关蛋白酶切割的方式折叠抗体的抗原结合片段，构建出新一代的CTLA-4 抗体的前药，命名为ProCTLA-4。在临床前小鼠模型中，该抗体能有效清除肿瘤微环境中的抑制性Treg，增强肿瘤相关抗原特异性的CD8+ T细胞应答，同时与当前CTLA-4抗体治疗药物相比表现出更低的毒性。此外，与目前 CTLA-4 前药抗体（BMS-986288）相比，ProCTLA-4 在“冷”肿瘤（如黑色素瘤）疗效效果方面具有更大优势。该前药设计为抗体药物确立了一种全新的范式，能在提高治疗效果的同时有效限制irAE发生。
为降低CTLA-4抗体在外周组织中的滞留和消耗，研究团队设计了名为ProCTLA-4的抗体前药。ProCTLA4利用可被基质金属蛋白酶（MMP）切割的连接肽将抗体轻链恒定区与重链可变区相连，增大轻链可变区与重链可变区的空间位阻，进而达到降低抗体亲和力的效果。研究团队验证了基质金属蛋白酶对该连接肽具有高效切割的能力，检测了ProCTLA-4抗体在被切割前后对于CTLA-4分子的结合能力。结果表明，切割前ProCTLA-4对于CTLA-4的结合能力相较于Ipi是显著降低的，而在切割后可恢复到相近水平。在临床前小鼠肿瘤模型中，ProCTLA-4相较于Ipi展现出更强的肿瘤组织驻留能力，更高的抗肿瘤疗效以及极低的药物毒性。为进一步提升ProCTLA-4抗肿瘤能力并降低停药后肿瘤复发率，研究团队采用Fut8敲除的CHO细胞构建了ADCC增强版的ProCTLA-4 （ProCTLA-4ADCC）。ProCTLA-4ADCC在多种模型中尤其是人源化小鼠模型中展现了更强的肿瘤控制能力并保持了治疗安全性。
研究团队分析了治疗后肿瘤微环境中免疫细胞的变化，发现相较于常规CTLA-4抗体，ProCTLA-4能清除更多的Treg。进一步研究发现，ProCTLA-4能更好地清除高表达诱导性T细胞共刺激因子（ICOS）的Treg，且不影响cCD4+ T细胞。为探究Treg删除对于ProCTLA-4疗效的重要性，团队向荷有MC38-OVA肿瘤并移植了Treg和活化的OT-Ⅰ细胞的Rag1-/-小鼠进行治疗，ProCTLA-4仍能显著控制肿瘤生长。这些数据提示，ProCTLA-4治疗依赖于其对 Treg细胞的删除作用。
为验证ProCTLA-4作用依赖的T细胞亚群，研究团队利用单细胞RNA测序数据对瘤内CD8+T细胞进行了分析，结果显示IFN响应型Tex亚群和T效应-记忆型亚群在ProCTLA-4治疗后的小鼠瘤内富集。研究团队还通过拟时序分析得出两条分化分支：IFN响应型分支和T效应-记忆型分支。相较于常规CTLA-4抗体，ProCTLA-4治疗后，CD8+ T细胞更倾向于分化为IFN响应型Tex或T效应-记忆型细胞。综上，ProCTLA-4抗体在TME中诱导了更多的记忆型和抗原特异型的CD8+ T细胞，这些细胞对于控制肿瘤以及预防复发起到至关重要的作用。
最后，研究团队将ProCTLA-4与目前已研发的Probody（BMS-986288）进行比较。ProCTLA-4与BMS-986288的安全性相当，但由于BMS-986288的遮蔽肽切割效率较低，因而在抗肿瘤活性上逊色于ProCTLA-4。
本研究的创新核心在于通过连接肽连接并折叠CTLA-4抗体的抗原结合片段设计出新一代CTLA-4抗体前药ProCTLA-4。其在外周组织的低亲和力限制了自身免疫性组织损伤，增强了瘤内Treg清除能力，促进了CD8+ T细胞激活和应答能力。更为关键的是，ProCTLA-4促进并维持更多记忆样效应性T细胞，更好地防止肿瘤转移与复发。在此情况下，ProCTLA-4治疗有望达到不仅解决原发肿瘤，还可能清除转移性肿瘤，从而改善生存的目的。该抗体前药策略有望克服各种免疫治疗抗体由于毒副作用带来的应用限制，这将为免疫治疗开辟新的前景，惠及更多肿瘤患者。
清华大学基础医学院傅阳心教授和助理研究员王文彦博士为本文的通讯作者。清华大学基础医学院曹伟安、陈俊帆及付雨桐是本文的共同第一作者。清华大学基础医学院蒋海涛、高宇博士及黄慧明为课题提供了重要帮助。
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https://doi.org/10.1038/s41467-025-64081-y
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