B细胞的免疫球蛋白基因座可以通过基因组编辑重新编程，以产生非免疫诱导的定制或非天然抗体。然而，目前的抗体重编程策略需要复杂的表达盒，不允许定制抗体的恒定区。

南加州大学Paula M. Cannon等人的研究表明，人类B细胞可以在免疫球蛋白重链位点进行编辑，以表达仅支持重链的抗体，这些抗体支持片段可结晶结构域和抗原结合结构域的改变，这可以基于抗体和非抗体成分。使用来自人类免疫缺陷病毒的包膜蛋白（Env）作为模型抗原，研究显示，经过编辑以表达针对Env的重链抗体的B细胞通过选择性剪接支持B细胞受体和抗体的调节表达，并且这些细胞在扁桃体类器官免疫模型中对Env抗原有反应。该策略允许对人类B细胞进行重新编程，以保持体内扩增的潜力，同时产生具有超出标准抗体组成灵活性的分子。相关工作以“Reprogramming human B cells with custom heavy-chain antibodies”为题发表在Nature Biomedical Engineering。

【文章要点】

在小鼠和人类B细胞重链Ig基因座（IgH）的重新编程策略中，一种常见的方法是靶向Eμ内含子中的保守序列，以插入多顺反子盒，该盒包含重链（VH）的自定义可变结构域和完整的轻链（L）伴侣。然而，VH加L链插入方法带来了某些挑战。它需要来自同一盒的H和L链序列的表达。更重要的是，编辑过的细胞仍然可以表达来自未编辑位点的内源性H和L链，这些位点可能与工程抗体链错配并产生不需要的抗原特异性，尽管也可以包括一个单独的编辑步骤来破坏至少内源性Igk L链。最后，由于工程抗体的片段可结晶（Fc）成分由内源性IgH序列决定，因此不可能定制该成分以囊括有益的修饰。因此，作者在这里报告了一种工程化人类B细胞的替代和简化方法。它基于插入单顺反子盒，该盒包含B细胞特异性启动子和抗原识别结构域（ARD），位于IgH恒定区CH1外显子下游（图1）。

图1 在IgH位点的恒定区域进行基因组编辑

通过排除CH1，作者模拟了骆驼科动物中发现的重链抗体（HCAb）的设计，骆驼科动物没有L链伴侣，其抗原特异性来自重链的单个可变结构域（VHH）。HCAb编辑方法支持使用各种不同的分子作为抗逆转录病毒药物，包括抗体（VHH和单链可变片段（scFvs））和非抗体成分。通过在IgG1中插入抗人类免疫缺陷病毒（HIV）Env识别结构域，作者证实了HCAb工程化的B细胞表现出BCR和分泌的HCAb亚型的生理调节表达，并在扁桃体类器官模型中对特异性gp120抗原的免疫反应。最后，通过靶向IgG1恒定区内的替代位点证明了这种方法的额外灵活性，这也将允许定制Fc序列（图2）。

图2 工程B细胞系表达抗-HIV HCAbs

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41551-024-01240-4