导读

由于疾病的异质性和复杂的肿瘤逃逸机制，对检查点抑制剂的临床反应率可能会有所不同，因此需要可用于评估新免疫疗法的临床前模型。多种疾病的动物模型研究表明，可诱导共刺激受体（ICOS）在自免和肿瘤免疫中都有应用，并且以ICOS途径为靶点的免疫调节对包括自身免疫性疾病及移植免疫的长期耐受的形成，均有着重要的临床应用意义。

ICOS与其配体的结合触发下游通路，从而调节T细胞增殖和存活，这表明ICOS可作为预测和监测T细胞介导的免疫治疗反应的生物标志物。同时，ICOS的共刺激受体激动剂有望克服诸如PD-1抗体、CTLA-4抗体等现有免疫疗法临床应用的局限性，成为一种可提高肿瘤免疫疗法治疗效果的潜力疗法。

背景概述

可诱导共刺激受体（Inducible T cell CO-Stimulator，ICOS）又称CD278，最早于1999年被科学家发现^[1]，与CTLA-4、PD-1等同属于免疫球蛋白超家族成员，主要表达于活化的T细胞上，可诱导细胞的增殖、存活和分化，并调节多种T细胞功能，包括CD8+效应T细胞的活化、与B细胞的相互作用以及调节性T细胞的浸润等等。

其配体ICOSL属于共刺激分子B7家族成员，又称B7-H2，广泛表达于机体的非淋巴组织和淋巴组织。在淋巴组织中主要在B细胞、巨噬细胞和树突状细胞（DC）等抗原呈递细胞上表达，包括肿瘤微环境中的肿瘤细胞。

图1. 免疫共刺激分子免疫调节机制^[2]

ICOS/ICOSL信号通路具有双重作用，一方面，ICOS/ICOSL的共刺激信号可促进肿瘤发生，另一方面，ICOS信号传导也具有抗肿瘤作用^[3]。由于ICOS既可在活化的效应性T细胞上表达，以抗击肿瘤，也可在活化的调节性T细胞上表达，故而产生了激动剂与拮抗剂两种不同的制剂来促进免疫系统抵抗肿瘤。

激动剂主要通过和ICOS结合增强免疫作用；拮抗剂主要为了阻止调控ICOS阳性T细胞累积，抑制CD4+浸润性T细胞分泌白细胞介素-10 (IL-10)，以此消除Treg介导的免疫抑制。

图2 ICOS/ICOSL信号的抑癌和促癌作用^[4]

ICOS药物靶点布局

针对ICOS靶点的研究，全球还未有靶向ICOS的抗体药物上市，由GSK开发的GSK3359609临床进展最快，但在2021年8月，GSK公司宣布停止该试验；acazicolcept是一款ICOS/CD28双抗，处于II期研究阶段，被开发用于治疗系统性红斑狼疮（SLE）；Vopratelimab（JTX-2011），Xencor公司在研的XmAb23104（PD-1/ICOS双特异性抗体）均已进入I或II期临床研究。希望未来能有更多临床研究取得进展，为这一靶点带来新的希望。

ICOS作为一种已被证实的免疫检查点，具有广阔的肿瘤治疗临床应用潜力。BioMice百奥动物开发了一系列ICOS人源化小鼠模型，助力相关药物的临床前药效评估，为共刺激受体的安全性评价提供了有力工具。部分数据展示如下：

B-hICOS mice

蛋白表达分析

流式细胞术分析野生C57BL/6小鼠和纯合B-hICOS小鼠脾脏细胞中ICOS蛋白表达情况，结果显示，ICOS抗体（根据专利序列合成）在纯合B-hICOS小鼠中检测到人ICOS的蛋白表达。

ICOS在小鼠CD4+脾细胞中的表达分析

取野生C57BL/6小鼠和B-hICOS小鼠脾细胞，分别用抗mCD3ε、或抗mCD3-ε和抗mCD28、或抗mCD3ε和人ICOSL重组蛋白刺激后，FACS分析CD4+T细胞和CD8+T细胞中ICOS的蛋白表达。结果显示，在野生C57BL/6小鼠和杂合B-hICOS小鼠中可检测到小鼠ICOS蛋白表达；人ICOS蛋白表达仅能在杂合B-hICOS小鼠和纯合B-hICOS小鼠中检测到。该实验数据来自合作客户。

小鼠脾脏CD4/CD8 ICOS的表达和增殖

取野生C57BL/6小鼠和B-hICOS小鼠脾细胞，分别用抗mCD3ε、或抗mCD3-ε和抗mCD28、或抗mCD3ε和人ICOSL重组蛋白刺激后，FACS分析CD4+T细胞和CD8+T细胞的增殖。结果显示，杂合B-hICOS小鼠和纯合B-hICOS小鼠中的CD4+T细胞和CD8+T细胞的激活可以被抗mCD3ε和人ICOSL重组蛋白上调，类似于抗mCD3ε和抗mCD28的激活。这表明，引入人ICOS代替小鼠ICOS不会影响T细胞的活化。该实验数据来自合作客户。

功能验证

静息状态下，B-hICOS小鼠的IgG1基础血清水平高于野生C57BL/6小鼠（图A），这可能是由ICOS的人源化引起的。用T细胞依赖性抗原卵清蛋白（OVA）免疫野生C57BL/6小鼠和纯合B-hICOS小鼠，通过ELISA检测血清中OVA特异性IgG1和IgE。结果显示， B-hICOS小鼠中的OVA特异性IgG1（图B）和IgE（图C）与野生C57BL/6小鼠相似。这表明ICOS的人源化没有影响ICOS/ICOSL通路，B-hICOS小鼠T细胞和B细胞之间的相互作用以及对T细胞依赖性抗原的正常抗体反应是正常的。

B-hICOSL mice

蛋白表达分析

流式细胞术分析野生C57BL/6小鼠和杂合B-hICOSL小鼠脾脏细胞中ICOSL蛋白表达情况，结果显示，商业化抗鼠ICOSL抗体在野生C57BL/6小鼠和杂合B-hICOSL小鼠中检测到鼠ICOSL蛋白表达；抗人ICOSL抗体（根据专利序列合成）仅在杂合B-hICOSL小鼠中检测到人ICOSL蛋白表达。

流式细胞术分析野生C57BL/6小鼠和杂合B-hICOSL小鼠脾脏细胞中ICOSL蛋白表达情况，结果显示，抗人ICOSL抗体（由合作客户提供）仅在杂合B-hICOSL小鼠中检测到人ICOSL蛋白表达。

参考文献

[1] Hutloff A, Dittrich AM, Beier KC, et al. ICOS is an inducible T-cell co-stimulator structurally and functionally related to CD28. Nature. 1999;397(6716):263-6.

[2] Front Microbiol. 2011 Sep28;2:202.

[3] LI D Y, XIONG X Z 2020. ICOS+ Tregs: A Functional Subset of Tregs in Immune Diseases. Front Immunol [J], 11: 2104.

[4] Amatore F, Gorvel L, Olive D. Role of Inducible Co-Stimulator (ICOS) in cancer immunotherapy. Expert Opin Biol Ther. 2020 Feb;20(2):141-150. doi: 10.1080/14712598.2020.1693540.