CD28:T細(xì)胞免疫的"開關(guān)"——從分子機制到腫瘤免疫治療
日期:2026-03-19 15:42:29
遵循雙信號模型是T細(xì)胞活化的經(jīng)典理論:T細(xì)胞受體(TCR)識別抗原后,還需要來自共刺激分子的第二信號,才能使初始T細(xì)胞擺脫靜息狀態(tài)并形成有效免疫應(yīng)答。在這一過程中, CD28 是最關(guān)鍵的共刺激受體之一 [1]。
作為免疫球蛋白超家族成員,CD28通過與抗原提呈細(xì)胞表面的B7家族分子結(jié)合,為T細(xì)胞提供有效活化所必需的信號。它不僅放大TCR輸入,更會獨立塑造下游生物學(xué)結(jié)果,包括細(xì)胞骨架重塑、IL-2等細(xì)胞因子產(chǎn)生、增殖增強、存活提升以及分化程序啟動 [1]。更重要的是,CD28介導(dǎo)的信號還可引發(fā)表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄和翻譯后層面的改變,而這些變化并不能單靠TCR刺激復(fù)制出來 [1]。
1. CD28的生物學(xué)意義
CD28的意義并不限于初始和效應(yīng)T細(xì)胞。它同樣是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)維持和功能穩(wěn)定的重要分子,這使其同時處于免疫激活和免疫耐受的交匯點 [1]。也正因為如此,CD28既具有明顯的治療開發(fā)價值,也帶來更高的調(diào)控復(fù)雜性。
既往針對CD28家族相互作用的臨床干預(yù)既有成功經(jīng)驗,也存在明顯挫折,這說明CD28雖然是強有力的免疫調(diào)控靶點,但其作用并非簡單的"增強"或"抑制"即可概括 [1]。不同T細(xì)胞亞群中的功能差異、鼠與人的網(wǎng)絡(luò)差異,以及CD28家族內(nèi)部的受體—配體串?dāng)_,都提示其 CD28靶向治療 開發(fā)必須更強調(diào)時序性、細(xì)胞類型特異性和情境依賴性 [1]。因此,CD28研究的核心價值,不僅在于闡明T細(xì)胞共刺激的基本規(guī)律,也在于為精準(zhǔn)免疫調(diào)控和安全轉(zhuǎn)化提供理論基礎(chǔ)。
2. CD28的分子結(jié)構(gòu)、配體識別與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制
2.1 CD28的結(jié)構(gòu)特征與配體識別
CD28是T細(xì)胞表面的關(guān)鍵共刺激分子,其結(jié)構(gòu)可概括為三個功能區(qū)域:負(fù)責(zé)配體識別的胞外區(qū)、單次跨膜螺旋以及將胞外結(jié)合事件轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)信號的短胞內(nèi)尾段。CD28的經(jīng)典配體是B7家族分子CD80和CD86,這一受體—配體相互作用構(gòu)成了T細(xì)胞活化所必需的"第二信號",并在iNKT細(xì)胞發(fā)育等生理過程中具有不可替代的作用 [2,3]。在治療研究中,模擬天然配體的可溶性CD80融合蛋白已顯示出在腫瘤微環(huán)境中恢復(fù)或增強CD28共刺激的潛力,并可能兼顧免疫激活與安全性窗口 [2]。
近年來,關(guān)于CD28構(gòu)象動力學(xué)的研究進一步拓展了人們對其調(diào)控方式的認(rèn)識。相關(guān)研究提出,胞內(nèi)膜葉層酸性磷脂與細(xì)胞內(nèi)鈣離子可作為相反的帶電因素,共同調(diào)節(jié)CD28的構(gòu)象狀態(tài)及其跨膜信號傳遞能力 [4]。這一觀點提示,CD28并非簡單的"開/關(guān)"型受體,而更像一個受局部膜環(huán)境和離子條件精細(xì)調(diào)控的分子開關(guān),有助于解釋共刺激閾值及其時空特異性 [4]。不過,目前對于這一構(gòu)象變化如何通過跨膜區(qū)和短胞內(nèi)尾段傳遞到下游信號復(fù)合體,仍缺乏足夠的高分辨率結(jié)構(gòu)和動態(tài)實驗證據(jù) [4]。
此外,CD28配體結(jié)合位點的精細(xì)特異性也受到關(guān)注。分子動力學(xué)模擬和自由能計算提示,一些非典型配體如β-1,3寡聚糖,可能在接近B7結(jié)合位點的位置與CD28發(fā)生低親和力相互作用 [5]。這提示CD28表面可能存在比傳統(tǒng)蛋白—蛋白識別更復(fù)雜的相互作用界面。但這類結(jié)果目前仍主要停留在計算和推測層面,其體內(nèi)生理意義仍需更多生化和功能實驗加以驗證 [5]。總體來看,現(xiàn)有證據(jù)表明,CD28的配體識別既具有明確的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),也受到膜環(huán)境和離子條件的動態(tài)調(diào)節(jié),這為理解其信號啟動機制和藥物開發(fā)可操作性提供了重要依據(jù) [2-5]。
2.2 CD28介導(dǎo)的關(guān)鍵信號通路與分子機制
在抗原刺激后,TCR近端信號首先表現(xiàn)為CD3和TCRζ鏈的酪氨酸磷酸化,以及Lck和ZAP70的募集與激活?;罴?xì)胞TIRF成像研究顯示,CD28共刺激可顯著加快Lck向TCR微簇的募集,并改變活性與非活性Lck的空間分布,進而促進ZAP70更快、更充分地結(jié)合并被激活,最終降低TCR激活閾值并增強CD3ζ等近端信號放大效應(yīng) [6]。這一結(jié)果說明,CD28并非僅在下游增強信號,而是在極早期就通過重塑信號微環(huán)境來改變T細(xì)胞激活效率 [6]。
在此基礎(chǔ)上,CD28將信號進一步傳遞至多條經(jīng)典 CD28信號通路 。計算與實驗結(jié)合的CAR-T模型提示,CD28可通過增強CD3ζ磷酸化動力學(xué)來加速ERK激活,說明其對MAPK通路的影響,關(guān)鍵可能在于放大近端酪氨酸激酶事件,而非直接啟動下游MAPK模塊 [7]。磷酸化譜分析進一步表明,CD28共刺激可誘導(dǎo)一組具有特異性的酪氨酸激酶和受體酪氨酸激酶磷酸化模式,顯示不同共刺激通路在信號節(jié)點選擇上具有分子差異 [8]。同時,CD28還可協(xié)調(diào)PLCγ-1/IP3R相關(guān)鈣信號,進而激活NFAT、AP-1和NF-κB等轉(zhuǎn)錄因子,促進IL-2及其他細(xì)胞因子的表達 [9]。
CD28信號也受到多種負(fù)向調(diào)控通路制約。TIM-3可與Lck、ITK及PI3K適配子p85相互作用,從而抑制CD3/CD28誘導(dǎo)的NF-κB和NFAT活性,并減少IL-2分泌[10]。B7-H7(HHLA2)在與TCR和CD28共同刺激時表現(xiàn)出抑制效應(yīng),其轉(zhuǎn)錄反應(yīng)明顯弱于經(jīng)典B7-1共刺激,提示其可在生理性APC-T細(xì)胞互作中發(fā)揮"剎車"作用 [11]。更值得關(guān)注的是,PD-1招募的Shp2對CD28的去磷酸化偏好性甚至強于TCR組分,這說明免疫檢查點可通過直接抑制CD28共刺激而削弱T細(xì)胞功能 [12]。這些發(fā)現(xiàn)改變了人們對共抑制信號的理解,也突出了CD28在效應(yīng)T細(xì)胞功能維持中的核心地位。
除經(jīng)典的激酶—轉(zhuǎn)錄軸外,CD28還通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控和代謝重編程影響T細(xì)胞命運。在CD8+ T細(xì)胞中,CD28可上調(diào)ARS2,促進剪接因子募集并改變激活相關(guān)的可變剪接事件,其中PKM1向PKM2的剪接轉(zhuǎn)變被證明與葡萄糖代謝靈活性、IFN-γ產(chǎn)生和抗腫瘤功能密切相關(guān),且這一過程獨立于CD28驅(qū)動的PI3K通路 [13]。同時,CD28在某些情況下還能通過CAPRI介導(dǎo)Rap1失活而抑制細(xì)胞黏附,說明其信號輸出并非單向增強,而是具有明顯的情境依賴性和功能分化特點 [14]。因此,CD28應(yīng)被理解為一個整合近端激酶、轉(zhuǎn)錄因子、可變剪接和代謝程序的復(fù)雜信號節(jié)點,而非單一路徑放大器 [6-14]。
3. CD28在免疫調(diào)節(jié)與疾病發(fā)生發(fā)展中的作用
3.1 CD28與免疫耐受及自身免疫疾病
在免疫耐受建立過程中,B7-CD28共刺激既參與胸腺中的克隆刪除,也支持Treg發(fā)育,但兩者對CD28信號的依賴程度和對不同抗原提呈細(xì)胞的需求并不相同 [15]。小鼠研究顯示,內(nèi)生性組織限制性抗原特異性胸腺細(xì)胞的克隆刪除和Treg誘導(dǎo)均依賴B7-CD28相互作用,但兩者在信號強度、時間窗口和APC來源上的要求存在差異 [15]。更重要的是,當(dāng)B7-CD28信號異常導(dǎo)致胸腺克隆刪除受損時,成熟的自身反應(yīng)性T細(xì)胞可在外周積累,并具備介導(dǎo)破壞性自身免疫的能力 [15]。這說明CD28不僅參與效應(yīng)激活,也深度介入中心耐受的建立。
臨床干預(yù)證據(jù)同樣提示,CD28信號失衡與自身免疫密切相關(guān)。針對CTLA-4/B7軸的治療可通過改變CD28獲取共刺激的機會而影響T細(xì)胞反應(yīng),這在某些情境下具有治療價值,但也可能擾動Treg穩(wěn)態(tài)和耐受維持。由此可見,CD28通路并不適合簡單地全局增強或全局抑制,而更需要根據(jù)疾病背景、T細(xì)胞亞群構(gòu)成和病理階段進行精細(xì)調(diào)控 [15-17]。
3.2 CD28在腫瘤免疫中的雙重角色
CD28在 腫瘤免疫 中首先表現(xiàn)為抗腫瘤應(yīng)答所需的關(guān)鍵共刺激分子。條件性敲除和慢性感染/腫瘤模型均顯示,CD28/B7信號對于維持CD8+ T細(xì)胞功能和改善抗PD-1等治療反應(yīng)具有重要意義 [18]。這說明,即便在免疫檢查點阻斷背景下,效應(yīng)T細(xì)胞仍需要CD28提供共刺激支持,才能維持較強的殺傷和增殖能力 [18]。
但CD28的作用并不完全是單向促效應(yīng)。隨著研究深入,人們發(fā)現(xiàn)CD28功能會受到腫瘤微環(huán)境、細(xì)胞類型和空間位置的復(fù)雜影響。例如,某些研究提示腫瘤相關(guān)環(huán)境可通過改變共刺激和共抑制信號平衡,重新塑造CD28輸出,甚至在某些情況下限制治療獲益。此外,體內(nèi)CRISPR篩選還提示,在特定腫瘤模型中,癌細(xì)胞自身也可能與CD28相關(guān)通路發(fā)生更復(fù)雜的非經(jīng)典聯(lián)系,這意味著CD28在腫瘤中的功能不應(yīng)只從T細(xì)胞角度理解 [19-21]。因此,CD28在腫瘤免疫中的價值,既體現(xiàn)在促進抗腫瘤T細(xì)胞應(yīng)答,也體現(xiàn)在它是連接共刺激、檢查點和微環(huán)境抑制的重要交匯點。
3.3 CD28與衰老及其他疾病
隨著年齡增長,外周免疫系統(tǒng)會發(fā)生明顯重塑,其中CD28表達下降是最具代表性的T細(xì)胞衰老特征之一。對大樣本人群的橫斷面分析表明,年齡增長伴隨初始T細(xì)胞減少、終末分化或衰老相關(guān)T細(xì)胞比例上升,而CD28表達的下降則提示T細(xì)胞獲得有效共刺激和增殖能力的基礎(chǔ)被削弱 [22]。從功能上看,這種變化可能導(dǎo)致初始免疫應(yīng)答能力下降、免疫監(jiān)視減弱以及慢性低度炎癥持續(xù)存在。
雖然這類研究多為橫斷面設(shè)計,尚難直接推斷個體生命周期中的因果變化,但現(xiàn)有證據(jù)已提示,CD28丟失與免疫衰老、"炎癥老化"及某些慢性疾病風(fēng)險增加存在明顯聯(lián)系 [22,23]。因此,CD28不僅是T細(xì)胞共刺激分子,也是觀察免疫衰老和免疫功能衰退的重要指標(biāo)。
4. CD28靶向藥物研究進展
目前靶向CD28的藥物研發(fā)活躍,涵蓋CAR-T、雙/多特異性抗體等多種類型,主要應(yīng)用于自身免疫病和各類癌癥。部分藥物如治療狼瘡性腎炎和淋巴瘤的產(chǎn)品已進入臨床2/3期及2期,另有30余款處于臨床1/2期或1期階段,顯示出廣闊的治療前景。部分在研管線列舉如下表:
| 藥物 | 靶點 | 藥物類型 | 在研適應(yīng)癥 | 在研機構(gòu) | 最高研發(fā)階段 |
|---|---|---|---|---|---|
| Mivocabtagene Autoleucel(Kyverna) | CD19 x CD28 | 自體CAR-T | 狼瘡性腎炎 | 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎 | 系統(tǒng)性硬皮病 | 僵人綜合征 | 重癥肌無力等 | Kyverna Therapeutics, Inc. | Hannover Medical School | 臨床2/3期 |
| CD19CAR-CD28-CD3zeta-EGFRt-expressing Tn/mem-enriched T-lymphocytes(City of Hope National Medical Center) | CD19 x CD28 x EGFR | 自體CAR-T | 復(fù)發(fā)性套細(xì)胞淋巴瘤 | 難治性套細(xì)胞淋巴瘤 | 原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤等 | City of Hope National Medical Center | 臨床2期 |
| Pegrizeprument | CD28 | Fab片段抗體 | 腎移植排斥反應(yīng) | 器官移植排斥 | 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎 | Veloxis Pharmaceuticals A/S | Biomedical Primate Research Centre | OSE Immunotherapeutics SA | Janssen Global Services LLC | 臨床2期 |
| Acazicolcept | CD28 x ICOS | 雙特異性抗體 | 狼瘡性腎炎 | 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 | Alpine Immune Sciences, Inc. | 臨床2期 |
| Dalmitamig | CD28 x EGFR | 雙特異性抗體 | 轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌 | 非小細(xì)胞肺癌IIIB期 | 局部晚期直腸癌 等 | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | 臨床2期 |
| REGN-5668 | CD28 x MUC16 | 雙特異性抗體 | 鉑類耐藥性原發(fā)性腹膜癌 | 復(fù)發(fā)性卵巢癌 | 子宮內(nèi)膜癌等 | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | 臨床1/2期 |
| SIM-323 | CD28 x CTLA4 x IL-2Rβγ | Fc融合蛋白 | 晚期惡性實體瘤 | 膀胱癌 | 結(jié)直腸癌 | 食管鱗狀細(xì)胞癌等 | GI Innovation, Inc. | 臨床1/2期 |
| REGN-17372 | CD28 x GPRC5D | 雙特異性抗體 | - | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | 臨床1/2期 |
| ZGGS34 | CD28 x CD3 x MUC17 | 三特異性T細(xì)胞接合器 | 晚期惡性實體瘤 | 蘇州澤璟生物制藥股份有限公司 | 臨床1/2期 |
| MDX-2003 | CD19 x CD20 x CD28 x CD3 | 四特異性抗體 | 濾泡性淋巴瘤 | 高級別B細(xì)胞淋巴瘤 | 淋巴漿細(xì)胞性淋巴瘤等 | ModeX Therapeutics, Inc. | 臨床1/2期 |
| Nezastomig | CD28 x PSMA | 雙特異性抗體 | 晚期前列腺癌 | 轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌 | 腎細(xì)胞癌 | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | 臨床1/2期 |
| MDX-2001 | CD28 x CD3 x Trop-2 x c-Met | 四特異性T細(xì)胞接合器 | 晚期惡性實體瘤 | ModeX Therapeutics, Inc. | 臨床1/2期 |
| REGN-7945 | CD28 x CD38 | 雙特異性抗體 | 復(fù)發(fā)性多發(fā)性骨髓瘤 | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | 臨床1/2期 |
| SAR-446422 | CD28 x OX40 | 雙特異性抗體 | 炎癥 | Sanofi | 臨床1期 |
| CD19/CD28 CAR-T (Baylor College of Medicine) | CD19 x CD28 | 自體CAR-T | CD19 表達惡性腫瘤 | 慢性淋巴細(xì)胞白血病 | 前體B細(xì)胞成淋巴細(xì)胞白血病淋巴瘤 | Baylor College of Medicine | 臨床1期 |
| JNJ-1493 | CD20 x CD28 | 雙特異性抗體 | 非霍奇金淋巴瘤 | 彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤 | 高級別B細(xì)胞淋巴瘤等 | Janssen Research & Development LLC | Janssen-Cilag International NV | Xencor, Inc. | Johnson & Johnson | 臨床1期 |
| RNDO-564 | CD28 x nectin-4 | 雙特異性抗體 | 膀胱癌 | 食管鱗狀細(xì)胞癌 | 胃食管交界處腺癌 | 非小細(xì)胞肺癌等 | Rondo Therapeutics, Inc. | 臨床1期 |
| Allogeneic anti-CD28|CD5 CAR-T (Baylor College of Medicine) | CD28 x CD5 | 通用型CAR-T | 成人T細(xì)胞白血病/淋巴瘤 | 間變性大細(xì)胞淋巴瘤 | 腸病相關(guān)的T細(xì)胞淋巴瘤等 | Baylor College of Medicine | 臨床1期 |
| SSS59 | CD28 x CD3 x MUC17 | 三特異性T細(xì)胞接合器 | 晚期癌癥 | 沈陽三生制藥有限責(zé)任公司 | 臨床1期 |
| HLX-3901 | CD28 x CD3 x DLL3 | 四特異性T細(xì)胞接合器 | 神經(jīng)內(nèi)分泌癌 | 小細(xì)胞癌 | 小細(xì)胞肺癌 | 晚期惡性實體瘤等 | 上海復(fù)宏瑞霖生物技術(shù)有限公司 | 上海復(fù)宏漢霖生物技術(shù)股份有限公司 | 上海復(fù)宏漢霖生物醫(yī)藥有限公司 | 臨床1期 |
| BI-1821736 | CD28 | 溶瘤病毒 | 晚期癌癥 | 晚期惡性實體瘤 | Boehringer Ingelheim España SA | 臨床1期 |
| JNJ-87189401 | CD28 x PSMA | 雙特異性抗體 | 去勢抵抗性前列腺癌 | 復(fù)發(fā)性前列腺癌 | 前列腺腺癌等 | Janssen-Cilag International NV | Xencor, Inc. | Janssen Research & Development LLC | 臨床1期 |
| REGN-5837 | CD22 x CD28 | 雙特異性抗體 | 彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤 | 復(fù)發(fā)性非霍奇金淋巴瘤 | 侵襲性 B 細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤 | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | 臨床1期 |
| SG-1827 | CD28 x CTLA4 | Fc融合蛋白 | 晚期惡性實體瘤 | 杭州尚健生物技術(shù)股份有限公司 | 臨床1期 |
| RG-6333 | CD19 x CD28 | 雙特異性抗體 | 難治性B細(xì)胞淋巴瘤 | F. Hoffmann-La Roche Ltd. | 臨床1期 |
| iC9-GD2-CD28-OX40(Baylor College of Medicine) | CD28 x GD2 x OX40 | CAR-T | 難治性神經(jīng)母細(xì)胞瘤 | Baylor College of Medicine | 臨床1期 |
| XmAb-808 | CD276 x CD28 | 雙特異性抗體 | 晚期惡性實體瘤 | 結(jié)直腸癌 | 黑色素瘤 | 轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌等 | Xencor, Inc. | 臨床1期 |
| Anti-CD28|CD7 CAR-T (Baylor College of Medicine) | CD28 x CD7 | 自體CAR-T | 成人T細(xì)胞白血病/淋巴瘤 | 間變性大細(xì)胞淋巴瘤 | 腸病相關(guān)的T細(xì)胞淋巴瘤等 | Baylor College of Medicine | 臨床1期 |
| CHM-1101 | CD19 x CD28 x CD3 | 自體CAR-T | 多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 | MMP2陽性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 | 復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 等 | Chimeric Therapeutics Ltd. (Australia) | City of Hope National Medical Center | Chimeric Therapeutics Ltd. | 臨床1期 |
| CC-312 | CD19 x CD28 x CD3 | 三特異性T細(xì)胞接合器 | 系統(tǒng)性紅斑狼瘡 | 侵襲性 B 細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤 | 難治性B細(xì)胞淋巴瘤等 | 惠和生物技術(shù)(上海)有限公司 | 臨床1期 |
(數(shù)據(jù)截止到2026年3月15日,來源于synapse)
5. CD28研究工具
CD28是T細(xì)胞共刺激網(wǎng)絡(luò)中的核心分子,對T細(xì)胞活化、增殖、代謝重編程、效應(yīng)維持和免疫耐受都具有不可替代的作用,已經(jīng)從經(jīng)典的T細(xì)胞共刺激分子,發(fā)展為兼具機制研究深度和臨床轉(zhuǎn)化潛力的重要靶點。華美生物提供CD28重組蛋白、抗體及ELISA試劑盒產(chǎn)品,助力您進行相關(guān)機制研究及靶向藥物開發(fā)。
[1] Jonathan H Esensten, Ynes A Helou, Gaurav Chopra, Arthur Weiss, Jeffrey A Bluestone.(2016). CD28 Costimulation: From Mechanism to Therapy.
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[3] Masashi Watanabe, Sofia Celli, Farrah A Alkhaleel, Richard J Hodes.(2022). Antigen-presenting T cells provide critical B7 co-stimulation for thymic iNKT cell development via CD28-dependent trogocytosis.
[4] Wei Yang, Weiling Pan, Shuokai, Nicola Trendel, Shutan Jiang, Feng Xiao, Manman Xue, Wei Wu, Zeli Peng, Xiaoxi Li, Hongbin Ji, Xiaolong Liu, Hai Jiang, Haopeng Wang, Hongbin Shen, Omer Dushek, Hua Li, Chenqi Xu.(2017). Dynamic regulation of CD28 conformation and signaling by charged lipids and ions.
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