Atezolizumab的作用机理及在抗肿瘤研究中的应用实例分享
2025-08-15 来源:本站 点击次数:65
Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）是一种靶向程序性死亡配体1（PD-L1）的高亲和力、全人源化单克隆抗体。作为免疫检查点调控策略的核心工具，它通过特异性阻断PD-L1与其受体PD-1的相互作用，解除肿瘤对T细胞活性的抑制，重塑机体的抗肿瘤免疫应答。近年来，Atezolizumab已成为探索肿瘤免疫逃逸机制及联合干预策略的重要研究工具。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。
一、Atezolizumab的作用机理
在正常生理状态下，PD-L1/PD-1信号通路对维持机体免疫稳态至关重要。PD-L1主要表达于抗原呈递细胞（如树突状细胞、巨噬细胞等）以及部分组织细胞表面，而PD-1则表达于活化的 T 细胞、B细胞和自然杀伤细胞表面。当 PD-L1与PD-1 结合时，可向T细胞传递抑制性信号，抑制T细胞的活化、增殖以及细胞因子的分泌，从而避免过度免疫反应对机体正常组织造成损伤。在肿瘤微环境中，肿瘤细胞常常高表达 PD-L1。肿瘤细胞表面的 PD-L1 与浸润到肿瘤组织中的T细胞表面的PD-1结合，激活T细胞内的抑制性信号转导途径，使T细胞功能受到抑制，无法有效识别和杀伤肿瘤细胞，导致肿瘤细胞逃避免疫监视，得以持续生长和转移。这种肿瘤免疫逃逸机制在多种癌症的发生、发展过程中发挥着关键作用[1]。Atezolizumab 能与鼠类PD-L1反应（适用于人源及非人源化小鼠）。
Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）是一种人源化IgG1单克隆抗体，其Fc区存在N298A突变，该突变能够抑制Atezolizumab与NK细胞膜上的CD16分子的结合，因此能避免对T细胞产生抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）效应。Atezolizumab能以高亲和力的形式结合PD-L1（解离常数Kd≈0.4 nM），阻断PD-L1/PD-1及PD-L1/B7-1信号轴。Atezolizumab对PD-1/PD-L1信号通路的阻断可恢复T细胞增殖、细胞因子释放及细胞毒性功能[2]。
二、Atezolizumab的科研应用
Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）作为研究工具，能有效调节不同实体瘤中的免疫微环境。Atezolizumab通过激活T细胞的杀伤能力，以及联合多种抑制剂和人源化单抗，有效抑制了多种肿瘤动物模型。在肝细胞癌（HCC）的研究中，Atezolizumab可以联合VEGF通路拮抗剂如Bevacizumab ，VEGF通路抑制可减少调节性T细胞（Treg）浸润及髓源性抑制细胞（MDSC）活性，同时促进T细胞浸润；Atezolizumab则解除T细胞功能抑制，二者联合显著重塑了肿瘤免疫微环境（TIME），增强抗肿瘤免疫[3]。在HER2阳性的胃癌研究中，Atezolizumab与Trastuzumab（Anti- HER2） 联用，有效抑制肿瘤的生长和转移[4]。在一项对非小细胞肺癌细胞A-549的异种移植小鼠（BALB/c-Nude）模型的研究中，通过静脉注射Atezolizumab，结果显示肿瘤体积明显缩小，且小鼠血清IL-4、INF-γ浓度均有不同程度升高，证实Atezolizumab对小鼠免疫系统的抗肿瘤调节[5]。Atezolizumab还能用于多种动物的肿瘤模型，包括前列腺癌[6]、膀胱癌[7]、三阴性乳腺癌等[8]。是肿瘤免疫研究领域中强大的工具。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
三、范例详解
1. Acta Pharmaceutica Sinica B 13(2) (2023) 632-64
中山大学附属第一医院、广州中医药大学的科研团队在上述文章中探讨了冷冻消融（CRA）和微波消融（MWA）两种技术与PD-L1抗体在肝癌（HCC）中的联合抑制效果。结果显示，CRA 比 MWA 更适合与抗 PD-L1 抗体联合应用，因其能诱导更多的T细胞浸润，且减少 PD-L1高表达CD11b阳性髓系细胞浸润。在实验设计中科研人员使用了来自AbMole的两种抗PD-L1人源化单抗，分别是具有ADCC效应的Avelumab（AbMole，M3813），和不具备ADCC效应的Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）处理H22肝癌细胞同种移植瘤BALB/c小鼠。
2. J Control Release. 2022 Nov;351:255-271.
中国海洋大学的科研人员在上述文章中设计了一种癌细胞膜伪装的明胶纳米制剂（CSG@B16F10），用于共递送产氧剂过氧化氢酶（CAT）和 CD73siRNA，以改善肿瘤缺氧微环境并沉默 CD73，从而增强免疫检查点阻断疗法的效果。该纳米颗粒借助癌细胞膜的特性可实现免疫逃逸和同源靶向，在肿瘤微环境中通过基质金属蛋白酶（MMP）响应释放负载物。其中，释放出的CAT可通过分解肿瘤内过量过氧化氢产生内源性氧气以缓解缺氧，CD73 siRNA则通过基因沉默抑制CD73表达，二者协同阻断CD73-腺苷通路，减少T细胞免疫抑制。在B16F10黑色素瘤移植小鼠（C57BL/6）模型中，CSG@B16F10与PD-L1抗体联合使用时，可显著增强细胞毒性T细胞（CTL）浸润、减少调节性T细胞（Tregs），并提高抗肿瘤细胞因子分泌。在实验设计中，研究团队使用了由AbMole提供的Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101），用于阻断 PD-1/PD-L1 轴，解除肿瘤细胞对T细胞的免疫抑制，恢复T细胞对癌细胞的识别和杀伤能力。并且在研究中发现Atezolizumab与CSG@B16F10之间表现出协同作用[10]。
3. Cancer Res. 2021 Oct 1;81(19):5074-5088.
中南大学湘雅医学院、湖南省肿瘤医院的科研团队在本文章中探讨了 EB 病毒（EBV）编码的环状 RNA circBART2.2，以及它在鼻咽癌（NPC）免疫逃逸中的作用及机制。研究发现，circBART2.2在NPC细胞中高表达，通过与 RIG-I 蛋白的解旋酶结构域结合，激活下游转录因子 IRF3 和 NF-κB，进而上调 PD-L1 的表达。PD-L1 的高表达会抑制 T 细胞功能（如减少 IFN-γ 分泌、促进 T 细胞凋亡），最终导致 NPC 的免疫逃逸。体内外实验均证明了这一机制。AbMole提供的Atezolizumab作为抗 PD-L1 抗体，在实验中用于阻断 PD-L1 的功能，以验证 circBART2.2 是否通过PD-L1介导T细胞抑制。具体而言，当加入 Atezolizumab 后，circBART2.2过表达所诱导的 T 细胞凋亡被显著抑制，T 细胞的 IFN-γ 分泌能力得以恢复，证实了 circBART2.2 对 T 细胞功能的抑制依赖于 PD-L1，而 Atezolizumab 可通过阻断 PD-L1 逆转这种免疫抑制效应[11]。在上述研究中，动物模型为鼻咽癌细胞HONE1异种移植瘤雌性裸鼠，实验人员多次使用了来自AbMole的Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）。
AbMole是ChemBridge中国区官方指定合作伙伴。
参考文献及鸣谢
[1] M. E. Keir, M. J. Butte, G. J. Freeman, et al., PD-1 and its ligands in tolerance and immunity, Annual review of immunology 26 (2008) 677-704.
[2] E. Cha, J. Wallin, M. Kowanetz, PD-L1 inhibition with MPDL3280A for solid tumors, Seminars in oncology 42(3) (2015) 484-7.
[3] Jinyeong Lim, Myung Ji Goh, Byeong Geun Song, et al., Unraveling the immune-activated tumor microenvironment correlated with clinical response to atezolizumab plus bevacizumab in advanced HCC, JHEP Reports 7(4) (2025) 101304.
[4] M. Bonomi, D. Spada, G. L. Baiocchi, et al., Targeting HER2 in Gastroesophageal Adenocarcinoma: Molecular Features and Updates in Clinical Practice, International journal of molecular sciences 25(7) (2024).
[5] Meliha Ekinci, Ralph Santos-Oliveira, Derya Ilem-Ozdemir, Biodistribution of 99mTc-PLA/PVA/Atezolizumab nanoparticles for non-small cell lung cancer diagnosis, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 176 (2022) 21-31.
[6] C. E. Wee, B. A. Costello, J. J. Orme, et al., Chemotherapy with atezolizumab for small cell or neuroendocrine carcinoma of the prostate: A single institution experience, The Prostate 81(13) (2021) 938-943.
[7] First-Line Atezolizumab Effective in Bladder Cancer, Cancer discovery 6(8) (2016) Of7.
[8] A. V. F. Massicano, P. N. Song, A. Mansur, et al., [(89)Zr]-Atezolizumab-PET Imaging Reveals Longitudinal Alterations in PDL1 during Therapy in TNBC Preclinical Models, Cancers 15(10) (2023).
[9] Jizhou Tan, Ting Liu, Wenzhe Fan, et al., Anti-PD-L1 antibody enhances curative effect of cryoablation via antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity mediating PD-L1highCD11b+ cells elimination in hepatocellular carcinoma, Acta Pharmaceutica Sinica B 13(2) (2023) 632-647.
[10] Cong-Shan Yuan, Zhuang Teng, Shuang Yang, et al., Reshaping hypoxia and silencing CD73 via biomimetic gelatin nanotherapeutics to boost immunotherapy, Journal of Controlled Release 351 (2022) 255-271.
[11] J. Ge, J. Wang, F. Xiong, et al., Epstein-Barr Virus-Encoded Circular RNA CircBART2.2 Promotes Immune Escape of Nasopharyngeal Carcinoma by Regulating PD-L1, Cancer research 81(19) (2021) 5074-5088.
一、Atezolizumab的作用机理
在正常生理状态下，PD-L1/PD-1信号通路对维持机体免疫稳态至关重要。PD-L1主要表达于抗原呈递细胞（如树突状细胞、巨噬细胞等）以及部分组织细胞表面，而PD-1则表达于活化的 T 细胞、B细胞和自然杀伤细胞表面。当 PD-L1与PD-1 结合时，可向T细胞传递抑制性信号，抑制T细胞的活化、增殖以及细胞因子的分泌，从而避免过度免疫反应对机体正常组织造成损伤。在肿瘤微环境中，肿瘤细胞常常高表达 PD-L1。肿瘤细胞表面的 PD-L1 与浸润到肿瘤组织中的T细胞表面的PD-1结合，激活T细胞内的抑制性信号转导途径，使T细胞功能受到抑制，无法有效识别和杀伤肿瘤细胞，导致肿瘤细胞逃避免疫监视，得以持续生长和转移。这种肿瘤免疫逃逸机制在多种癌症的发生、发展过程中发挥着关键作用[1]。Atezolizumab 能与鼠类PD-L1反应（适用于人源及非人源化小鼠）。
Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）是一种人源化IgG1单克隆抗体，其Fc区存在N298A突变，该突变能够抑制Atezolizumab与NK细胞膜上的CD16分子的结合，因此能避免对T细胞产生抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）效应。Atezolizumab能以高亲和力的形式结合PD-L1（解离常数Kd≈0.4 nM），阻断PD-L1/PD-1及PD-L1/B7-1信号轴。Atezolizumab对PD-1/PD-L1信号通路的阻断可恢复T细胞增殖、细胞因子释放及细胞毒性功能[2]。
图 1. 免疫检查点与肿瘤细胞的免疫逃逸示意图[1]
二、Atezolizumab的科研应用
Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）作为研究工具，能有效调节不同实体瘤中的免疫微环境。Atezolizumab通过激活T细胞的杀伤能力，以及联合多种抑制剂和人源化单抗，有效抑制了多种肿瘤动物模型。在肝细胞癌（HCC）的研究中，Atezolizumab可以联合VEGF通路拮抗剂如Bevacizumab ，VEGF通路抑制可减少调节性T细胞（Treg）浸润及髓源性抑制细胞（MDSC）活性，同时促进T细胞浸润；Atezolizumab则解除T细胞功能抑制，二者联合显著重塑了肿瘤免疫微环境（TIME），增强抗肿瘤免疫[3]。在HER2阳性的胃癌研究中，Atezolizumab与Trastuzumab（Anti- HER2） 联用，有效抑制肿瘤的生长和转移[4]。在一项对非小细胞肺癌细胞A-549的异种移植小鼠（BALB/c-Nude）模型的研究中，通过静脉注射Atezolizumab，结果显示肿瘤体积明显缩小，且小鼠血清IL-4、INF-γ浓度均有不同程度升高，证实Atezolizumab对小鼠免疫系统的抗肿瘤调节[5]。Atezolizumab还能用于多种动物的肿瘤模型，包括前列腺癌[6]、膀胱癌[7]、三阴性乳腺癌等[8]。是肿瘤免疫研究领域中强大的工具。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
三、范例详解
1. Acta Pharmaceutica Sinica B 13(2) (2023) 632-64
中山大学附属第一医院、广州中医药大学的科研团队在上述文章中探讨了冷冻消融（CRA）和微波消融（MWA）两种技术与PD-L1抗体在肝癌（HCC）中的联合抑制效果。结果显示，CRA 比 MWA 更适合与抗 PD-L1 抗体联合应用，因其能诱导更多的T细胞浸润，且减少 PD-L1高表达CD11b阳性髓系细胞浸润。在实验设计中科研人员使用了来自AbMole的两种抗PD-L1人源化单抗，分别是具有ADCC效应的Avelumab（AbMole，M3813），和不具备ADCC效应的Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）处理H22肝癌细胞同种移植瘤BALB/c小鼠。
图 2. Bavencio induces more PD-L1highCD11b myeloid cells killing than Tecentriq via ADCC effect[9]
2. J Control Release. 2022 Nov;351:255-271.
中国海洋大学的科研人员在上述文章中设计了一种癌细胞膜伪装的明胶纳米制剂（CSG@B16F10），用于共递送产氧剂过氧化氢酶（CAT）和 CD73siRNA，以改善肿瘤缺氧微环境并沉默 CD73，从而增强免疫检查点阻断疗法的效果。该纳米颗粒借助癌细胞膜的特性可实现免疫逃逸和同源靶向，在肿瘤微环境中通过基质金属蛋白酶（MMP）响应释放负载物。其中，释放出的CAT可通过分解肿瘤内过量过氧化氢产生内源性氧气以缓解缺氧，CD73 siRNA则通过基因沉默抑制CD73表达，二者协同阻断CD73-腺苷通路，减少T细胞免疫抑制。在B16F10黑色素瘤移植小鼠（C57BL/6）模型中，CSG@B16F10与PD-L1抗体联合使用时，可显著增强细胞毒性T细胞（CTL）浸润、减少调节性T细胞（Tregs），并提高抗肿瘤细胞因子分泌。在实验设计中，研究团队使用了由AbMole提供的Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101），用于阻断 PD-1/PD-L1 轴，解除肿瘤细胞对T细胞的免疫抑制，恢复T细胞对癌细胞的识别和杀伤能力。并且在研究中发现Atezolizumab与CSG@B16F10之间表现出协同作用[10]。
图 3. The antitumor study of CSG@B16F10 + αPD-L1 in vivo[10]
3. Cancer Res. 2021 Oct 1;81(19):5074-5088.
中南大学湘雅医学院、湖南省肿瘤医院的科研团队在本文章中探讨了 EB 病毒（EBV）编码的环状 RNA circBART2.2，以及它在鼻咽癌（NPC）免疫逃逸中的作用及机制。研究发现，circBART2.2在NPC细胞中高表达，通过与 RIG-I 蛋白的解旋酶结构域结合，激活下游转录因子 IRF3 和 NF-κB，进而上调 PD-L1 的表达。PD-L1 的高表达会抑制 T 细胞功能（如减少 IFN-γ 分泌、促进 T 细胞凋亡），最终导致 NPC 的免疫逃逸。体内外实验均证明了这一机制。AbMole提供的Atezolizumab作为抗 PD-L1 抗体，在实验中用于阻断 PD-L1 的功能，以验证 circBART2.2 是否通过PD-L1介导T细胞抑制。具体而言，当加入 Atezolizumab 后，circBART2.2过表达所诱导的 T 细胞凋亡被显著抑制，T 细胞的 IFN-γ 分泌能力得以恢复，证实了 circBART2.2 对 T 细胞功能的抑制依赖于 PD-L1，而 Atezolizumab 可通过阻断 PD-L1 逆转这种免疫抑制效应[11]。在上述研究中，动物模型为鼻咽癌细胞HONE1异种移植瘤雌性裸鼠，实验人员多次使用了来自AbMole的Atezolizumab（Anti-PD-L1，AbMole，M6101）。
图 4. circBART2.2 promoted T-cell apoptosis and inhibited IFNγ secretion of T cells through PD-L1[11]
AbMole是ChemBridge中国区官方指定合作伙伴。
参考文献及鸣谢
[1] M. E. Keir, M. J. Butte, G. J. Freeman, et al., PD-1 and its ligands in tolerance and immunity, Annual review of immunology 26 (2008) 677-704.
[2] E. Cha, J. Wallin, M. Kowanetz, PD-L1 inhibition with MPDL3280A for solid tumors, Seminars in oncology 42(3) (2015) 484-7.
[3] Jinyeong Lim, Myung Ji Goh, Byeong Geun Song, et al., Unraveling the immune-activated tumor microenvironment correlated with clinical response to atezolizumab plus bevacizumab in advanced HCC, JHEP Reports 7(4) (2025) 101304.
[4] M. Bonomi, D. Spada, G. L. Baiocchi, et al., Targeting HER2 in Gastroesophageal Adenocarcinoma: Molecular Features and Updates in Clinical Practice, International journal of molecular sciences 25(7) (2024).
[5] Meliha Ekinci, Ralph Santos-Oliveira, Derya Ilem-Ozdemir, Biodistribution of 99mTc-PLA/PVA/Atezolizumab nanoparticles for non-small cell lung cancer diagnosis, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 176 (2022) 21-31.
[6] C. E. Wee, B. A. Costello, J. J. Orme, et al., Chemotherapy with atezolizumab for small cell or neuroendocrine carcinoma of the prostate: A single institution experience, The Prostate 81(13) (2021) 938-943.
[7] First-Line Atezolizumab Effective in Bladder Cancer, Cancer discovery 6(8) (2016) Of7.
[8] A. V. F. Massicano, P. N. Song, A. Mansur, et al., [(89)Zr]-Atezolizumab-PET Imaging Reveals Longitudinal Alterations in PDL1 during Therapy in TNBC Preclinical Models, Cancers 15(10) (2023).
[9] Jizhou Tan, Ting Liu, Wenzhe Fan, et al., Anti-PD-L1 antibody enhances curative effect of cryoablation via antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity mediating PD-L1highCD11b+ cells elimination in hepatocellular carcinoma, Acta Pharmaceutica Sinica B 13(2) (2023) 632-647.
[10] Cong-Shan Yuan, Zhuang Teng, Shuang Yang, et al., Reshaping hypoxia and silencing CD73 via biomimetic gelatin nanotherapeutics to boost immunotherapy, Journal of Controlled Release 351 (2022) 255-271.
[11] J. Ge, J. Wang, F. Xiong, et al., Epstein-Barr Virus-Encoded Circular RNA CircBART2.2 Promotes Immune Escape of Nasopharyngeal Carcinoma by Regulating PD-L1, Cancer research 81(19) (2021) 5074-5088.
相关文章
更多 >