目录

《B细胞治疗》

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一、 B淋巴细胞概述

1.1 Toll样受体和B细胞

1.2 TLRs在B细胞中的信号通路

1.3 TLR信号在B细胞发育和激活中的作用

1.4 TLR信号免疫增强机理研究的启示

二、 B细胞的抗原呈递功能

2.1 B细胞可以作为专职性APC启动CD4+ T细胞免疫应答

2.2 两种专职性APC（DC和B细胞）启动免疫应答的特点

2.3 靶向B细胞专职性APC功能的创新疫苗发展策略

三、 B细胞在肿瘤中的研究进展

3.1 B细胞是ICB最佳预测标志物

3.2 B细胞抗肿瘤活性

四、 基于B细胞免疫研究的公司情况

4.1 Be biopharma

4.2 Walking Fish Therapeutics

4.3 榕森生物

4.4 投资环境分析

一、B淋巴细胞概述

1.1 Toll样受体和B细胞

Toll样受体蛋白

来源：公开资料

1.2 TLRs在B细胞中的信号通路

MyD88是一种35 kDa的胞浆内蛋白质，为TLRs信号途径巾普遍存在的接头分子，同时也是TLR/IL-1R超家族的重要成员之一。它的C端含TIR结构域，与TLRs胞内区的TIR结合，N端则是死亡结构域（death domain，DD）。在信号转导的过程中，MyD88一方面可通过C末端的TIR区域与TLR的TIR区直接相连，同时又可通过N末端的DD区与IL-1受体相关激酶（IRAK）相互作用，形成TLR-MyD88-IRAK受体复合物，使信号下传，可激活核因子-B（NF-κB）和激活蛋白-1（AP-1），控制炎症因子的分泌。

MyD88依赖和非MyD88依赖性途径

来源：公开资料

1.3 TLR信号在B细胞发育和激活中的作用

B细胞起源于造血干细胞（造血干细胞），并经历多个发育阶段，包括早期淋巴祖细胞、共同淋巴祖细胞（CLP）、骨髓内的前B细胞和前B细胞，以及外周血淋巴器官的过渡B细胞。TLR在B细胞发育的大多数阶段都有表达，包括造血干细胞和CLPs。造血干细胞中TLR信号的激活使其发育潜力向髓系细胞转移。CLPs中的TLR信号导致细胞分化为DC细胞而不是B细胞。过渡B细胞在TLR激活后可分化为成熟B细胞、浆细胞和IgM记忆B细胞。在TLR信号通路缺失的情况下，外周血和骨髓B细胞数量缺乏明显的缺陷，使得其在B细胞发育中的作用不那么明显。

TLRs可通过T细胞依赖和非依赖两种途径激活B细胞，诱导B细胞增殖、向浆细胞分化、细胞因子和趋化因子产生及抗体类别转换。TLRs信号也可抑制BCR信号介导的B细胞自发性凋亡，提高B细胞的存活率。因此，TLRs在调节B细胞发育、分化和生物学功能，甚至机体免疫反应过程中均发挥了重要作用。

1.4 TLR信号免疫增强机理研究的启示

为了寻找B细胞TLR信号在其他类型抗体应答中的潜在参与，侯等人进一步检测了含有CpGODNs的病毒样颗粒（VLPs）的抗体应答。选择VLPs而不是活病毒作为抗原，因为它们没有传染性，因此可以更好地控制免疫，同时VLPs模仿病毒的重要结构特征，包括模仿病毒遗传物质的封装核酸和在许多类型的病毒中发现的重复的表面表位。与卵清蛋白诱导的抗体应答相比，VLP诱导的抗体应答在B-MyD88−/−缺陷小鼠中显著降低，尤其是IgG2b和IgG2a/c型抗体。相比之下，DC-MyD88−/−小鼠没有显示VLP诱导的抗体缺陷。这一意外发现表明B细胞TLR信号可能在抗病毒反应中被特异性利用。研究中使用的VLPs来源于细菌噬菌体Qβ，最初由Pumpens小组构建，Qβ-VLPs是由单一类型的单体自组装而成，形成一个二十面体结构，封装来自宿主细菌的天然单链RNA （ssRNA）。如果需要，可以用人工CpGodn代替ssRNA。ssRNA和CpG ODNs都是有效的TLR配体，可以增强Qβ-VLPs诱导的抗体应答。Qβ-VLPs可以从大肠杆菌中大量收获，并被设计成包含其他靶抗原，使其成为研究B细胞TLR信号转导过程的良好模型抗原。此外，Qβ-VLPs和其他RNA噬菌体来源的VLPs是很有希望的疫苗载体。与传统T非依赖模型抗原（如NP-Ficoll）和T依赖抗原（如可溶性蛋白和srbc）相比，Qβ-VLPs可通过许多不同的方式引起独特的抗体应答。首先，Qβ-VLPs的免疫不需要添加任何传统佐剂，因为VLPs中包含的TLR配体已经可以作为强佐剂。其次，Qβ-VLP可诱导T非依赖和T依赖的抗体应答。在免疫后的前3-5天，Qβ-VLPs可诱导qβ特异性B细胞增殖约100倍，并产生浆细胞，而浆细胞完全不依赖于T细胞。Qβ-VLPs也可诱导强烈的GC反应，在接种后2周达到峰值，并持续3-4个月以上第三，B细胞TLR信号在Qβ-VLP诱导的应答中无论是T非依赖和T依赖阶段都是必需的。

B细胞抗原呈递

来源：文献资料

二、B细胞的抗原呈递功能

2.1 B细胞可以作为专职性APC启动CD4+ T细胞免疫应答

此外，Pepper等人利用小鼠疟原虫感染模型进行的一项研究发现，与LCMV诱导的CD4+ T细胞应答相比，疟原虫感染诱导了一个较强的Tfh倾斜CD4+ T细胞应答。他们发现，这种Tfh扭曲的CD4+ T细胞反应依赖于B细胞作为APC。而消融DCs对疟原虫诱导的Tfh生成无影响。因此，与Qβ-VLP免疫情况相似，B细胞也是疟原虫感染时促进Tfh发育的主要专制性APCs。

除了这些最近的发现，以前的一项研究使用重组乙型肝炎病毒（HBV）核心抗原（HBcAg）蛋白组装的VLPs作为抗原，观察到B细胞激活CD4+ T细胞也有类似的需求。HBcAg是HBV核衣壳的组成部分，可以在异体表达系统中自组装成VLPs。HBcAg-VLP与Qβ-VLP在诱导强T非依赖和T依赖抗体应答方面非常相似。Milich等人通过测定从免疫小鼠中获得的淋巴细胞的体外IL-2产量，检测了HBcAg-VLP诱导的CD4+ T细胞活化。他们发现，用HBcAg-VLP免疫的MT小鼠的淋巴细胞中IL-2大大降低。然而，当使用肽抗原进行免疫时，MT小鼠的淋巴细胞表现出与WT细胞相当的IL-2水平。考虑到HBcAg-VLP和Qβ-VLP作为免疫原的相似性，这个结果可能反映了B细胞在HBcAg诱导的CD4+ T细胞应答中与专职APCs的作用相同。

以上结果表明，B细胞作为专职性APC其实是相当普遍的。在感染条件下或模拟病毒感染的条件下，B细胞可以作为专职APC发挥功能。B细胞抗原受体（BCRs）和toll样受体在对病原体或病毒样颗粒的反应中被协同激活，在这种情况下，B细胞不仅是有效的，而且是主要的APC，将幼稚的CD4+ T细胞变成T滤泡辅助细胞。

2.2 两种专职性APC（DC和B细胞）启动免疫应答的特点

了解免疫反应是如何启动的对设计新型疫苗很重要。由于DCs具有专职APC的已知功能，它已成为疫苗开发的首选目标。而现在，已经有证据表明B细胞也可以作为专职性APC，人们将越来越有兴趣探索B细胞的潜力。B细胞不仅作为抗体产生细胞，而且也可以作为疫苗开发的APC。

B细胞作为专职性APC与DC既有相似之处，也有不同之处。它们都在静息状态下表达高水平的MHC-II，并且一旦被激活就会上调共刺激分子。DC和B细胞都是专职性的APCs，它们通过结合TLR信号来促进自身的抗原提呈功能，这使得它们能够根据自我与非自我的区别来指导免疫反应。需要指出的是，在某些情况下，DCs中对PAMPs的直接感知可以被其他细胞类型释放的细胞因子所替代或补偿包括非免疫细胞在内的许多类型的细胞表达先天免疫受体，并能通过释放细胞因子或其他因子对病原体的刺激作出反应，这反过来又能影响DC激活T细胞的功能。对于B细胞，目前还不清楚是否有细胞因子可以增强B细胞抗原呈递功能。B细胞对I型和II型干扰素（IFNs）敏感，而这是在抗病毒防御中发挥关键作用的细胞因子。有趣的是，B细胞中的IFNγ信号可以促进自身免疫相关的自发GC形成，表明某些细胞因子可能调节B细胞抗原呈递功能。

尽管DC细胞和B细胞作为APC有相似之处，但它们更喜欢哪种类型的抗原以及它们如何吞噬抗原，两者之间存在明显的差异。正是这些差异使得DC和B细胞在不同条件下作为专职性APC发挥作用时互不冗余。

首先，DC和B细胞在体内定位于不同的组织。树突状细胞广泛分布于各种组织，如皮肤、肠道、其他粘膜区域和淋巴器官;相反，B细胞主要位于次级淋巴器官，如脾脏和淋巴结。由于DCs的分布偏好，更适合监测外周组织，而B细胞可以感知病原体引流淋巴和循环。

其次，树突状细胞主要通过非特异性受体摄取抗原，而B细胞则通过抗原特异性BCR摄取抗原。这种差异导致了关于DC细胞和B细胞在抗原呈递中的独特作用的几个重要后果。由于特异性BCR与相应抗原的结合亲和力较高，B细胞对低浓度的抗原更加敏感。如果抗原含有重复的表位，则B细胞与抗原的结合会因其亲和性而进一步增强。事实上，侯等人观察到在小鼠中注射低至10 ng的Qβ-VLP可以诱导与常规剂量（25 µg）抗原几乎相同水平的GC反应（未发表的数据）。然而，作为敏感性的权衡，由于对任何特定抗原而言，抗原特异性B细胞的种群大小都非常小，因此可以吸收抗原的B细胞就少得多了。这并不意味着抗原特异性B细胞太少而不能成为有效的专制性APC。对于大多数抗原,在小鼠淋巴器官中幼稚抗原B细胞的数量范围从几千到几万,这样的抗原B细胞数量足以启动一个强烈的CD4 + T细胞反应。作为T非依赖抗原，Qβ-VLPs可以在没有T细胞帮助的情况下诱导Qβ特异性B细胞的大量扩增，这可能为B细胞作为APC提供了进一步的优势。

2.3 靶向B细胞专职性APC功能的创新疫苗发展策略

尽管人类历史上有许多成功的疫苗，如天花、脊髓灰质炎和麻疹疫苗，但这些预防性疫苗大多是通过反复试验的方法开发出来的。尽管多年来基础研究和生物制药技术都取得了进展，但并非所有的传染病都可以通过疫苗预防。由于我们对免疫系统如何应对不同类型的感染以及如何对疫苗作出反应并不完全了解，因而阻碍了我们在疫苗开发方面的进展。一般认为，抗原呈递细胞（APCs）特别是树突状细胞（DCs）在适应性免疫应答的初始激活中起着重要作用。然而，在噬菌体Qβ来源的VLPs （Qβ-VLPs）或灭活的流感病毒免疫后，是B细胞而不是树突状细胞（DCs）作为主要APCs激活CD4+ T细胞，说明我们其实可以使用其他APCs激活免疫应答。而B细胞中的核酸感应toll样受体（TLRs）对其抗原呈递功能至关重要，因为它激活B细胞分泌细胞因子促进CD4+ T细胞向Tfh和Th1分化。

为了利用B细胞中的这种天然抗病毒机制来开发疫苗，抗原需要以多价形式呈现，以最大限度地激活B细胞抗原受体（BCR），并在其中携带TLR配体，使TLR配体的摄取可偶联到BCR介导的内吞作用，在B细胞中实现协同信号传导作用。在已报道的人体实验中, 以Qβ-VLP为底盘的疫苗的实验结果表明其具有良好的耐受性和免疫增强效果。例如，Kundig等人构建了以尘螨致敏原Derp1为抗原Qβ-Derp1疫苗,并对24名过敏病人进行免疫。结果显示这种疫苗可以显著增强对Derp１的I型免疫应答并且减少过敏症状，而且没有出现明显的副作用。在另一项临床II期试验中,对299名过敏患者进行Qβ-VLP或者安慰剂注射，连续６周治疗，这些患者的过敏症状也明显改善。用Qβ-VLP诱导免疫时不需要再额外添加其他佐剂。这样的VLPs被命名为类病原体抗原（PLAs）为了将这种类型的VLPs与其他不封装TLR配体的VLPs或纳米颗粒区分开来。

虽然目前还不清楚Qβ-VLP发挥抗过敏作用的具体机制，但根据以上的结果可确认的是，PLA具有良好的安全性。那么，PLA相对于传统疫苗在佐剂问题上具备了优势。而且，PLA疫苗增强免疫原性的效果也更显著，还可以减少疫苗中的抗原使用剂量，对于迅速扩大接种范围十分有利。

三、B细胞在肿瘤中的研究进展

3.1 B细胞是ICB最佳预测标志物

B细胞最为人熟知的功能是可以分化成浆细胞而产生抗体。不太为人熟知的是，二级淋巴器官的发育形成非常依赖于B细胞。B细胞表面表达 lymphotoxin，作用于基质细胞的相应受体，可诱导趋化因子表达；趋化因子可进一步招募表达lymphotoxin的淋巴细胞。这个正反馈循环，是基质细胞能特化成为淋巴组织基质细胞、血管特化成专职招募淋巴细胞的毛细血管后柱状上皮小静脉的前提。同样的正反馈循环也可以发生在肿瘤组织内，从而促进三级淋巴组织的形成。因此，肿瘤微环境中存在大量包括B细胞和T细胞在内的免疫细胞。T细胞经常分散在肿瘤内，有时与肿瘤细胞密切接触，而肿瘤微环境中的B淋巴细胞与T细胞形成大小不同、细胞组成不同和成熟度不同的集落，构成不成熟或者成熟的三级淋巴结构（tertiary lymphoid structures，TLSs）。在癌症患者的血液中，可以检测到2000多种不同肿瘤相关抗体（IgG和IgA类）。

肿瘤浸润B淋巴细胞在一些肿瘤组织中被发现，同时浸润B淋巴细胞是肿瘤组织中三级淋巴结构（tertiary lymphoid structures，TLSs)的重要组成部分。肿瘤浸润B细胞和TLSs对于肿瘤发生以及对免疫治疗效果的影响也逐渐受到人们的重视，但是它们在肿瘤中的具体作用以及机制并没有被完全理解。

美国的Jennifer A. Wargo团队，通过分析转移性黑色素瘤和肾细胞癌队列肿瘤组织中的免疫细胞组成，发现B细胞和TLSs和患者对免疫治疗的响应呈正相关，肿瘤组织中的B细胞和TLSs或对肿瘤免疫疗法，例如免疫检查点阻断疗法（immune checkpoint blockade，ICB）治疗起重要作用。

来自于瑞典的 Göran Jönsson研究团队通过分析转移性黑色素瘤病人肿瘤样本中的免疫细胞组成以及临床治疗预后情况，发现不依赖于其他临床特征，肿瘤组织中CD8+T细胞和CD20+B细胞同时存在和更好的总体生存相关。尽管哪一类B细胞亚群以及TLSs通过何种机制促进了机体对ICB治疗的响应还有待研究，但通过大量的队列研究以及肿瘤微环境免疫细胞组成分析研究，证实了肿瘤浸润B细胞和肿瘤中三级淋巴结构TLSs和患者对ICB治疗的响应以及预后有较强的相关关系。为研究肿瘤免疫治疗响应的具体机制提供了新的方向，也为免疫疗法的应用和临床决策提供了新的生物学标记和指导。

B细胞可以作为ICB的最佳预测标志物。因为免疫检查点抑制剂主要通过逆转耗竭的效应细胞，恢复抗肿瘤免疫，故过往更多的研究将CD8+T细胞的数量和分类作为预测免疫检查点抑制剂疗效的标志物。但是最近的研究显示，很多时候在有应答和没有应答的患者样本中，CD8+T细胞和NK细胞并无明显数量差别，无法作为免疫检查点抑制剂疗效的预测标志物。而B细胞及B细胞亚型与临床应答及患者生存密切相关，可能是更为关键的疗效预测标志物。

3.2 B细胞抗肿瘤活性

肿瘤浸润性B细胞和浆细胞同时具有促肿瘤和抑制肿瘤的作用，这取决于它们的表型、分泌抗体类型、分泌细胞因子种类、肿瘤类型、TME中的定位等。 B细胞抗肿瘤活性极其关键，主要通过两类机制：第一，B细胞本身是抗原递呈细胞，可以将肿瘤抗原递呈给T细胞，从而激活CD8+和CD4+T细胞，诱导CD4+T细胞向Th1型细胞分化，促进巨噬细胞的吞噬作用，促进T细胞增殖，增强释放颗粒酶、穿孔素、IFN-γ等效应分子。第二，B细胞分泌抗体，通过抗体介导的细胞毒性（ADCC）、激活补体系统成分C5a或C3a等来增强抗肿瘤免疫。

四、基于B细胞免疫研究的公司情况

2017年被称为CAR-T细胞疗法的“元年”，诺华的Kymriah ® 和Kite Pharma（吉利德科学旗下公司）的Tecartus™相继上市，让CAR-T细胞疗法及工程T细胞成为科学界和医药界重点关注的方向。与此同时，另一种细胞疗法的研究也悄然“萌芽”，那就是针对B细胞的改造。

2017年12月，西雅图儿童研究所免疫与免疫治疗中心首席研究员理Richard James博士和David J. Rawlings博士在对B细胞研究后发现，有四种基因控制B细胞分化为浆细胞，其中，浆细胞分化需要IRF4和PRDM1/BLIMP，而PAX5和BACH2则拮抗浆细胞的分化。浆细胞虽然能产生对抗病原体的抗体，但有时也会出现产生过多或者错误抗体的情况导致自身免疫疾病。他们利用CRISPR/ Cas9对这四种基因进行编辑，试验结果显示：使得IRF4和PRDM1/BLIMP基因沉默后，B细胞分化为浆细胞的概率明显减少，所分泌的抗体也明显减少；而沉默PAX5和BACH2后，B细胞分化为浆细胞的概率明显增加，所分泌的抗体也明显增加。并且沉默IRF4和PRDM1/BLIMP基因要比沉默PAX5和BACH2基因作用更明显。这些结果发表在《分子疗法》上，而这些发现表明通过基因编辑技术改造B细胞从而治疗自身免疫疾病也成为可能，工程B细胞也可能成为某些疾病新的潜在细胞疗法。

2019年，另一位同样是来自西雅图的科学家Justin Taylor博士，将工程B细胞的应用拓展到了疫苗领域。在美国，每年有超过5000名儿童（五岁以下）因RSV病毒（呼吸道合胞病毒）入院，也导致1万4千名老年人（65岁以上）因此死亡。Justin Taylor博士利用基因编辑技术对小鼠B细胞进行改造，使其具备抗RSV病毒（呼吸道合胞病毒）基因，然后将小鼠暴露在RSV病毒环境中。五天后发现，对照小鼠的肺部充满了RSV病毒，接受过工程B细胞的小鼠肺部几乎没有RSV病毒。相关研究结果已在《Science Immunology》杂志上发表，这一研究让工程B细胞具备了“疫苗”的潜力，人们可以通过改造B细胞从而产生相应病毒抗体来保护人类免受致命病毒的侵害，甚至攻克一些医学界难题，如艾滋病。

这三位来自西雅图的科学家们用自己的试验结果证明了改造后的工程B细胞，不论是在治疗蛋白质缺乏症、自身免疫疾病还是疫苗方面都有着广阔的前景。

4.1 Be biopharma

Be Biopharma成立于2020年，是由投资方Longwood基金和B细胞工程先驱David Rawlings（医学博士）以及Richard James（博士）共同创立，此前David Rawlings博士和Richard James博士在西雅图儿童研究所一直致力于使用基因编辑的 B 细胞治疗各类儿童疾病。

Be bio 创始人

来源：Be Biopharma官网

公司旨在开发工程化的B细胞以治疗肿瘤、自身免疫疾病、感染性疾病和酶缺陷等病症。但是根据其公司官网显示，目前尚未披露已有走出实验室的产品以及成药性CMC探索。2020年10月22日，公司宣布完成了由Atlas Venture、RA Capital Management、Alta Partners、Longwood、Takeda Ventures，Inc基金等机构投资的5200万美元A轮融资。

4.2 Walking Fish Therapeutics

Walking Fish Therapeutics成立于2019年，公司联合创始人、董事长兼CEO Lewis Rusty Williams是美国国家科学院院士和美国艺术与科学院院士，曾在多家 biotech 公司担任高管职位。

公司致力于开发B细胞疗法，用于治疗癌症、罕见病、自身免疫性疾病，以及再生性疗法和制造重组抗体。Walking Fish认为，通过对B细胞进行基因工程改造，使B细胞成为体内生产蛋白的“工厂”并靶向特定组织，这一策略使B细胞可以生产用于治疗传染病的抗体，为缺失特定蛋白的遗传病患者生产蛋白。同时B细胞具有很好的抗原递呈功能，因此在增强康肿瘤免疫方面也具有广泛潜力。

Walking Fish管线情况

来源：Walking Fish Therapeutics官网

官网显示，公司目前有三条管线处于临床前阶段，分别针对实体瘤和罕见病，预计将于 2023 年提交IND申请。2021年9月14日，公司宣布完成了5000 万美元 A 轮融资，由Emerson Collective、Illumina Ventures 和 Quan Capital等机构投资。

4.3 榕森生物

榕森生物科技（北京）有限公司成立于2020年07月10日，公司创始人侯百东博士为中国科学院生物物理研究所（IBP）研究员，是B细胞免疫领域世界著名科学家，拥有近20年来专注天然免疫信号调控抗体反应的机制研究，其过往的研究系统性解释了B细胞在启动抗病毒免疫反应中的重要功能，为创新型疫苗设计和免疫治疗奠定理论基础。

公司目前实现了PLAS平台的搭建和首个疫苗产品的设计及概念验证，旨在成为全球首创的基于B细胞抗原递呈的创新药物研发平台。已于2021年2月完成了5000万人民币Pre-A轮的融资。

4.4 投资环境分析

首先，国际资本已提前卡位B细胞治疗新赛道。如前所述，国际B细胞先驱创立的Be bio以及Walking fish已经获得A轮融资，虽然还未见披露的管线信息，已然获得了众多国际资本的关注和青睐。

其次，国家基金委最近发布了生命科学部优先发展领域及主要研究方向，其中就包括免疫应答与效应的细胞分子机制。而由于近年新冠疫情的影响，在重大新发突发传染病方面，以新冠肺炎等重大新发传染病和具有潜在威胁的烈性传染病为重点，建立快速、灵敏病原体鉴定及预警体系，突破快速开发新型疫苗及治疗药物的关键技术，为形成我国在生物安全技术领域的领先优势奠定基础成为了国家生命科学研究的聚焦点。因此，当下基于B细胞的疫苗研发也有较好的政策环境。

但是，尽管B细胞治疗取得了一定进展，也还处在比较早期，其安全性，有效性和持久性仍然需要足够的临床数据支撑，除了用作疫苗，B细胞作为蛋白质工厂和细胞替代疗法治疗其他多种疾病还有待于进一步的研究。在未来，随着生物信息学和合成生物学方法的发展应用，以及法律法规的完善，希望B细胞治疗将会取得更多可能性突破。

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