中山大学张旭东/张幸鼎教授团队Small Methods：工程化细胞膜囊泡用于系统性红斑狼疮肾炎的研究

近日，中山大学医学院张旭东副教授与张幸鼎教授团队合作在国际著名学术期刊 Small Methods （ Q1 ， IF：15.3 ）发表了题为“Engineered cell membrane vesicles expressing CD40 alleviate system lupus nephritis by intervening B cell activation”的研究论文。研究团队利用展示CD40受体的工程化纳米细胞膜囊泡阻断CD4 ⁺ T细胞对B淋巴细胞的活化，开发共刺激分子阻断细胞膜囊泡，并联合免疫抑制药物靶向递送用于系统性红斑狼疮肾炎的治疗研究。

系统性红斑狼疮（SLE）是一种复杂的自身免疫疾病，以浆细胞分泌高水平的自身抗体和多脏器损伤为特征。发病机制始于未被清除的凋亡细胞暴露自身核酸抗原引发的自身免疫疾病。浆细胞样树突状细胞 (pDC) 捕获核酸抗原并通过产生 I 型干扰素 (IFN)募集免疫细胞，促进 B 细胞活化。过度活化的B细胞产生大量自身抗核抗体，经循环后形成免疫复合物并沉积在皮肤、肾小球和其他部位，最终导致器多器官损伤或功能障碍。目前， SLE临床治疗中使用的常规药物包括羟氯喹(HCQ)、糖皮质激素等免疫抑制剂，长期使用这些药物可能会产生不良反应并增加感染风险。由于B细胞在 SLE 发病机制中的关键作用，针对 B 细胞的免疫干预是开发SLE治疗药物的核心靶细胞。目前，以清除B细胞为目标的CD19、CD22或CD20单克隆抗体已实现肾脏完全反应, 同样面临引起感染的风险。此外，靶向阻断B细胞激活信号转导分子如CD40/CD40L、B 细胞激活因子 (BAFF) 和诱导型T细胞共刺激物/诱导型T细胞共刺激物配体 (ICOS/ICOSL) 轴的单克隆抗体取得较为显著的治疗效果。CD40L 是肿瘤坏死因子 (TNF) 超家族的成员，可通过与B 细胞上的CD40 相互作用，触发 B 细胞增殖、分化和抗体同型转换。因此，阻断CD40/CD40L相互作用可以抑制自身抗体的产生。因此，现阶段开发针对 CD40/CD40L 相互作用位点的治疗方法在SLE临床治疗中具有较大前景。细胞衍生的细胞外囊泡 (EV)，包括外泌体和微囊泡，由于其内在的生物相容性和循环稳定性，在疾病诊断和药物递送方面引起了研究人员的极大兴趣。细胞膜挤压囊泡，具有与外泌体相似的生物学特性。由于其生物物理学特性，这些人工囊泡作为治疗载体显示出巨大的潜力。此外，表达特定蛋白质的基因工程细胞膜囊泡扩展了其在生物医学工程中作为治疗剂或药物载体的功能和应用，是联合药剂开发的潜在载体。

图1. MMF-CD40 NVs的制备及其用于系统性红斑狼疮治疗的机制示意图

（i）工程化NIH 3T3细胞系使其细胞膜过表达小鼠CD40蛋白；（ii）挤压制备CD40 NVs；（iii） 将MMF加载到CD40 NVs中；TCR：T细胞受体，MHC-II：主要组织相容性复合体II

基于以上研究背景，张旭东副教授团队通过工程化手段获得过表达 CD40 蛋白的细胞外囊泡，联合使用免疫抑制药物吗替麦考酚酯（MMF），开发协同治疗SLE的药物制剂。研究人员首先运用基因工程手段，获得稳定表达CD40蛋白的工程化3T3细胞株，大规模培养后通过滤膜挤压、超声等方法制备稳定表达CD40蛋白的细胞外囊泡（CD40 NVs）。通过混合孵育将免疫抑制药物MMF载入CD40 NVs，制备联合治剂MMF-CD40 NVs。将CD40 NVs作为治疗剂通过尾静脉注射，可显著降低MRL/lpr小鼠体内抗ds-DNA抗体和抗核抗体（ANA）水平，降低促炎因子IL-6和IFN-γ水平，减少免疫复合物在肾脏的沉积并缓解其对肾脏的损伤。CD40 NVs也可在一定程度上抑制脾脏肿大并减少脾脏中B细胞、浆细胞和成熟DC细胞的数量。注射联合治疗剂MMF-CD40 NVs后，同样观察到小鼠体内自身抗体、炎症因子水平的下降及肾功能的有效改善。该治疗剂可通过CD40 NVs靶向 CD4 ⁺ T细胞，阻断 CD40 和 CD40L 的相互作用，抑制 B 细胞的增值、活化。此外，MMF-CD40 NVs可持续释放MMF促进体内免疫细胞的凋亡。综上所述，MMF-CD40 NVs可以有效干扰体内由B细胞引发的自身免疫反应，最大限度地减少免疫抑制药物副作用并发挥其治疗潜力，为开发用于SLE等自身免疫疾病临床治疗的联合治疗剂提供了新的思路。

该研究论文第一完成单位为中山大学医学院。中山大学医学院张旭东副教授、张幸鼎教授团队的陈淑娜博士、上海交通大学医学院陈骏教授、广东医科大学基础医学院梁欣博士为论文的共同通讯作者。中山大学医学院研究生房湉靓、李宝琪和上海交通大学医学院李梦为共同第一作者。这项工作得到了国家自然科学基金，广东省自然科学基金，深圳市优秀科技创新人才培养项目（优青项目），深圳市基础研究重点项目等的支持。

文章信息:

Tianliang Fang, Baoqi Li, Meng Li, Yuli Zhang, Zhangyan Jing, Yuan Li, Tianyuan Xue, Zhirang Zhang, Wenli Fang, Zhongda Lin, Fanqiang Meng, Liyan Li, Yang Yang, Xingding Zhang, Xin Liang,* Shu-Na Chen,* Jun Chen,* and Xudong Zhang*，Engineered Cell Membrane Vesicles Expressing CD40 Alleviate System Lupus Nephritis by Intervening B Cell Activation， Small Methods ，2023, 2200925

https://doi.org/10.1002/smtd.202200925