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ErbB2/HER2/P185属于人表皮生长因子受体(ErbB)家族,对细胞增殖、分化、迁移、凋亡等起到重要的调控作用。已知ErbB2在许多人类恶性肿瘤特别是乳腺癌和胃癌中过度表达,导致细胞信号转导的调控异常以及肿瘤的发生和发展,因此ErbB2已成为肿瘤靶向药物开发的一个有效靶点。抗ErbB2抗体药物如Trastuzumab和Pertuzumab已经陆续上市,但这些药物仍旧存在临床有效率有限和药物耐受的问题,促使人们继续研发新一代的肿瘤靶向药物和优化的肿瘤治疗方案。本实验室前期研发了一株抗ErbB2胞外区的人鼠嵌合抗体chA21,并在此基础上通过改造获得了更高亲和力和完全人源化的衍生抗体E9。本论文对chA21和E9的抗肿瘤活性和作用机制进行了深入研究。研究结果显示,chA21和E9对ErbB2过表达肿瘤细胞的体外增殖具有良好的抑制活性。在BT-474乳腺癌细胞中,chA21和E9的增殖抑制效果低于Trastuzumab;在NCI-N87胃癌细胞中,chA21和E9增殖抑制效果优于Trastuzumab;同时,chA21和E9无论单独使用还是与Trastuzumab联用时均优于Pertuzumab。在BT-474和MCF-7/HER2两种移植瘤模型中,chA21和E9均能够明显抑制小鼠体内肿瘤的生长,特别是在MCF-7/HER2模型中它们的抑制活性与Trastuzumab相比基本相同,具有非劣性。研究还发现chA21与Trastuzumab对肿瘤细胞迁移、聚集、粘附等过程的作用明显不同。在SKBR3和BT-474细胞中,chA21不但能显著抑制肿瘤细胞的体外迁移,还能诱导肿瘤细胞的形态改变和细胞聚集,但是Trastuzumab没有表现出这些活性。另一方面,chA21对肿瘤细胞与胞外基质相互作用的抑制效果不如Trastuzumab。高分辨率的抗原-抗体复合物晶体结构显示,chA21抗体的识别位点在ErbB2胞外区第Ⅰ亚区的C末端和第Ⅱ亚区的N末端之间,该位点在ErbB2二聚化作用界面的背面,与Trastuzumab和Pertuzumab识别表位完全不同。体外和体内肿瘤细胞信号转导研究均显示,chA21能够显著诱导肿瘤细胞ErbB2/EGFR/ErbB3受体表达水平的下调,并且与Trastuzumab或Pertuzumab具有协同作用。因此我们提出了一个新的抗体作用机制的模型,即chA21通过无位阻地同时与两个ErbB2分子结合,诱导肿瘤细胞表面的ErbB2同二聚体和异二聚体交联形成大复合物,促使它们内吞和降解,最终抑制下游信号转导和逆转肿瘤细胞的恶性表型。该模型能够很好地解释chA21及其他抗ErbB2抗体在下调受体和抑制肿瘤方面的功能特点。综上所述,chA21抗体在抗肿瘤活性、识别表位和作用机制方面与现有抗ErbB2抗体药物相比均具有独特性,有望开发成为一种新型药物用于临床肿瘤治疗。