体外免疫效应功能检测方法开发：更接近体内环境评估生物治疗药物与细胞治疗

Written by Lisa Yao | 已发布: 03.31.2026

研究背景

随着生物药和细胞治疗的开发与获批持续增长，研究人员需要更加稳健、可靠的细胞分析方法来评估候选疗法的真实效应。该研究展示了多种体外免疫效应功能检测策略，用于评估靶细胞在不同免疫作用机制下的杀伤或吞噬，包括补体依赖性细胞毒性（CDC）、自然杀伤细胞介导的抗体依赖性细胞毒性（ADCC）、T 细胞杀伤，以及抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）。

这些方法既适用于流式细胞术，也适用于基于成像的单细胞分析，可帮助研究人员更接近体内环境地理解生物治疗药物与细胞治疗的作用行为。

补体依赖性细胞毒性（CDC）检测

研究使用 CD20 阳性的 Ramos 细胞和 CD20 阴性细胞建立特异性 CDC 模型。通过不同荧光示踪染料对细胞进行区分，再加入 Rituximab 和新鲜人血清后检测细胞裂解情况，可以直接判断抗原阳性细胞是否发生补体介导死亡。

Figure 1 Specific Complement-Dependent Cytotoxicity Assay — 图 1 展示了特异性 CDC 检测思路。抗体与抗原阳性细胞结合后触发经典补体通路，导致靶细胞裂解。

Figure 2 Flow Cytometry Screening for Complement-Dependent Cytotoxicity — 图 2 进一步说明，只有在功能正常的 Rituximab、活性血清和抗原阳性细胞同时存在时，才会观察到明显的细胞裂解。

NK 细胞介导的 ADCC 检测

研究分别在流式分析、全血环境、二维单层细胞模型和三维肿瘤球模型中评估 NK 细胞介导的 ADCC。通过多色标记策略，可以同时区分 NK 细胞、靶细胞和死亡细胞，直接观察抗体依赖性杀伤是否发生以及发生的强度。

流式细胞术中的 NK 细胞杀伤评估

将 NK 细胞、CD20 阳性 Ramos 细胞和 CD20 阴性 Jurkat 细胞同时混合后，可在同一散点图中区分三类细胞群。结果显示，NK 细胞介导的 ADCC 主要发生在 CD20 阳性细胞中，而 CD20 阴性细胞死亡较少。

Figure 3 Specific Antibody-Dependent NK Cytotoxicity Assay — 图 3 中，CD20 阳性细胞约 32% 死亡，而 CD20 阴性细胞死亡约 9%，体现了较好的靶向性。

全血环境中的细胞分析

在 Attune NxT 流式细胞仪上，可对全血样本进行阈值设定与细胞群筛选，从而在更复杂的样本背景中完成抗体依赖性细胞毒性分析。这种方案有助于更贴近真实生理条件地评估免疫细胞效应。

Figure 4 Whole Blood Analysis with the Attune NxT Flow Cytometer — 图 4 展示了在全血中完成阈值和细胞群分析的典型流程。

Figure 5 Antibody-Mediated Cellular Cytotoxicity in Whole Blood — 图 5 展示了全血条件下的抗体依赖性细胞毒性读出结果。

二维与三维模型中的 NK 细胞效应

在单层 SKBR3 乳腺癌细胞模型中，研究人员使用 LIVE/DEAD 细胞成像试剂盒中的两种染料观察细胞由绿色向红色转变的过程，用于直接显示 NK 细胞杀伤导致的细胞死亡。在肿瘤球模型中，则结合深度红、凋亡传感器和活细胞染料，对 NK 细胞渗透和肿瘤球结构破坏进行整体成像。

Figure 6 Antibody-Mediated Cellular Cytotoxicity by Natural Killer Cells — 图 6 显示，在二维单层模型中，NK 细胞作用后靶细胞可从活细胞信号转向死亡信号。

Figure 7 NK cell ADCC assay in breast cancer spheroids — 图 7 显示，在乳腺癌肿瘤球模型中加入 NK 细胞和 trastuzumab 后，可观察到更明显的凋亡和球体结构破坏。

抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）检测

除细胞毒性分析外，该研究还构建了抗体依赖性吞噬模型。通过将人来源单核细胞分化的巨噬细胞与经 pHrodo Green 标记的 Ramos B 细胞共培养，可以在显微成像与定量分析中直接观察和统计吞噬事件。

Figure 8 Antibody-dependent phagocytosis model system — 图 8 概括了巨噬细胞与癌细胞之间的 ADCP 模型系统。

Figure 9 Direct indication of Antibody-mediated phagocytosis — 图 9 通过荧光成像直观显示了抗体介导吞噬事件的发生。

Figure 10 Quantitative Imaging of Antibody-Dependent Phagocytosis — 图 10 进一步给出了基于成像的定量结果，用于评估不同条件下的吞噬强度和抗体剂量响应关系。

结论

流式细胞术可作为直接测量 T 细胞、NK 细胞及补体依赖性癌细胞杀伤的稳健方法，并可扩展至全血样本分析。
基于整体肿瘤球的成像方法能够评估免疫效应细胞的渗透能力和作用强度，有助于更接近体内状态地理解疗法表现。

参考文献

Journal for ImmunoTherapy of Cancer 2018, 6 (Suppl 1):114
Journal of Immunological Methods 468 (2019) 55–60
Methods 134–135 (2018) 149–163

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