Vol.01
-Nectin-4的基本生物学特性-
Nectin家族定位
Nectin家族属于钙非依赖性免疫球蛋白超家族(IgSF)细胞黏附分子(CAM),与钙黏蛋白、选择素、整合素共同构成四大CAM家族。其中包含4个成员(Nectin-1至4),核心功能是通过同源/异源相互作用形成黏附连接,参与细胞黏附、信号传导及组织稳态维持。与Nectin样分子(Necl-1至5)的关键区别在于,Nectin可通过胞质尾C端基序结合肌动蛋白结合蛋白afadin相互作用,进而调控细胞骨架与信号通路。与其他Nectin成员(1-3广泛表达于成人组织)不同,Nectin-4正常情况下仅高表达于胚胎和胎盘组织,成年健康组织中低表达,这种“肿瘤特异性”表达模式使其成为理想的癌症靶点。
图1 Nectin-4的年度出版物、研究方向和热点分析
Nectin-4分子特性
◆蛋白分类与基本结构:Nectin-4(脊髓灰质炎病毒受体样4,PVRL4)是一种分子量约66kDa的I型单次跨膜蛋白,由胞外结构域、跨膜区和胞质尾构成,这种结构使其既能参与细胞表面的相互作用,又能通过胞质尾传递信号,为后续调控细胞功能奠定基础。
图2 Nectin-4的结构概述
①胞外区:含3个免疫球蛋白样结构域,包括1个膜远端的V型结构域(介导细胞间特异性相互作用的关键区域,可与Nectin-1等形成异源二聚体)和2个C2型结构域,是介导细胞间相互作用的核心。可与多种生长因子受体结合,如EGFR、HER2等,影响多条信号转导途径,共同参与细胞黏附与信号识别。
②跨膜区:单次跨膜α-螺旋结构,将蛋白锚定在细胞膜上,维持分子稳定性。
③胞质尾:含保守的Gly-His-Leu-Val(GHLV)基序,可特异性结合衔接蛋白afadin的PDZ结构域,进而募集丝状肌动蛋白组件(F-actin),促进细胞间的粘附,连接细胞骨架与信号通路,在维持细胞正常结构和功能方面具有重要意义,为信号传导提供结构基础。
图3 Nectin-4与细胞膜的相互作用
◆ 与Nectin家族及Nectin样分子(Necl)的区别:
①与Nectin-1、2、3(广泛表达于成人健康组织)不同,Nectin-4在进化上具有组织表达特异性。
②与Necl家族(共5个成员)的核心差异在于,Necl缺乏afadin结合基序,无法通过胞质尾与肌动蛋白骨架关联,而Nectin-4依赖afadin介导的相互作用参与细胞连接构建与信号通路激活。
图4 Nectin-4对癌细胞的相互作用
◆生物学功能
①生理功能:参与胚胎外胚层发育、胎盘形成及乳腺泌乳期肺泡分化(与催乳素受体相互作用促进β-酪蛋白转录)。其突变可导致常染色体隐性遗传病“外胚层发育不良-并指综合征”。
②病理功能:在肿瘤中过表达,通过激活PI3K/AKT、Rac1等信号通路,促进细胞增殖、迁移、血管生成及上皮-间质转化(EMT),同时作为免疫检查点TIGIT的配体,抑制抗肿瘤免疫反应。
组织表达规律
◆正常组织表达特征:
①时空特异性:胚胎发育阶段广泛表达,参与外胚层分化、胎盘形成及上皮组织构建;成年后在健康组织中呈低表达或不表达,仅在胎盘合体滋养层细胞、乳腺泌乳期肺泡上皮细胞等少数特殊组织中弱表达。这种“胚胎期高表达-成年期低表达”的模式为肿瘤靶向治疗提供了特异性基础。
②生理功能关联:在乳腺组织中,Nectin-4可与催乳素受体相互作用,调控β-酪蛋白等泌乳相关基因的转录,参与泌乳过程。在胎盘组织中,可能通过与Nectin-1结合维持母体-胎儿界面的细胞黏附与物质交换。
◆肿瘤组织表达特征:
①泛癌种高表达:在乳腺癌、卵巢癌、尿路上皮癌、非小细胞肺癌、结直肠癌等20余种实体瘤中显著过表达,且表达水平与肿瘤分期、转移潜能及化疗耐药正相关。例如,三阴性乳腺癌(TNBC)中58%的患者呈Nectin-4高表达,尿路上皮癌中83%的患者检测到阳性表达,其中31%为强表达。
②表达异质性:同一肿瘤类型的不同亚型中表达差异显著,如乳腺癌中导管癌阳性率(61%)远高于小叶癌(6%),卵巢癌中子宫内膜样癌(57.6%)、浆液性癌(50.5%)表达率高于黏液性癌(29.0%)。且肿瘤原发灶与转移灶表达不一致,如尿路上皮癌转移灶的Nectin-4膜表达率(60.6%)较原发灶(80.2%)下降约20%,可能导致靶向治疗耐药。
图5 泛癌Nectin-4的mRNA和蛋白质表达水平
Vol.02
-Nectin-4在肿瘤中的生物学功能与作用机制-
参与肿瘤相关信号通路
◆Nectin-4可诱导PI3K/AKT通路,该通路在肿瘤细胞的增殖、存活和迁移中起关键作用,能实现癌症干细胞自我更新的功能。它还能与HER2顺式相互作用,促进HER2二聚化,激活PI3K-AKT信号通路,介导DNA合成。
◆此外,Nectin-4与HER2协同激活MST1/2-LATS1/2信号,抑制YAP对SOX2基因表达的抑制作用,增强细胞增殖。在缺氧条件下,Nectin-4胞外结构域被ADAM17从细胞表面切下,与内皮整合素-β4相互作用,通过Src、PI3K、AKT和iNOS激活诱导肿瘤血管生成。
◆同时,Nectin-4胞外结构域还可诱导CXCR4表达,肿瘤细胞分泌CXCR4吸引淋巴管内皮上的CXCL12,CXCR4/CXCL12轴刺激VEGF-C和LYVE-1,促进淋巴管内皮细胞生长和迁移。
图6 Nectin-4在癌症中的作用
促进肿瘤增殖与迁移
◆信号通路激活:Nectin-4通过胞质尾与afadin结合,激活PI3K/AKT信号通路,磷酸化下游的Bad、FOXO等分子,抑制肿瘤细胞凋亡。同时激活Hippo信号通路中的YAP/TAZ转录因子,上调CyclinD1、c-Myc等增殖相关基因,推动细胞周期进展。在胰腺癌、胃癌等癌症中,Nectin-4高表达与Ki-67(细胞增殖标志物)表达正相关,敲除Nectin-4可显著降低肿瘤细胞的集落形成能力与锚定非依赖性增殖能力。
◆DNA修复调控:缺氧条件下,ADAM-17(金属蛋白酶)切割Nectin-4胞外域与胞内域,胞内域进入细胞核参与碱基切除修复,减少化疗(如5-FU)导致的DNA损伤,促进肿瘤细胞存活。
◆增强肿瘤迁移:激活小GTP酶Rac1,诱导板状伪足、丝状伪足等细胞骨架结构重组,增强肿瘤细胞的运动能力。例如,在非小细胞肺癌中,Nectin-4通过Rac1促进肿瘤细胞侵袭,其高表达患者的淋巴结转移率显著升高。
加速血管生成与淋巴转移
◆ 血管生成:
①直接机制:Nectin-4与血管内皮细胞整联蛋白β4结合,激活iNOS/Src轴或PI3K-AKT-eNOS通路,促进一氧化氮(NO)生成,增加血管内皮细胞迁移与血管形成,胰腺癌模型中Nectin-4高表达与VEGF、肿瘤内微血管密度(IMD)正相关。
②间接机制:通过PI3K/AKT通路上调血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)等促血管生成因子的表达,进一步刺激血管生成。
◆淋巴转移:Nectin-4诱导癌细胞分泌CXCR4/CXCL12,激活淋巴内皮受体LYVE-1,促进淋巴管生成,增加淋巴节点转移风险。临床研究显示Nectin-4高表达与乳腺癌淋巴血管密度、淋巴结转移阳性率正相关。
调控上皮-间质转化(EMT)与癌症干细胞(CSCs)
◆EMT促进:Nectin-4过表达上调间质标志物(波形蛋白、N-钙黏蛋白),下调上皮标志物(E-钙黏蛋白),通过PI3K/AKT-Rac1通路重塑肌动蛋白纤维,增强细胞侵袭性与转移潜能。敲除Nectin-4可显著抑制癌细胞EMT进程,减少远处转移,在乳腺癌、骨肉瘤、食管癌中均观察到这一现象。
◆CSCs维持:Nectin-4是肿瘤干细胞标志物,与CD44、SOX2等共表达,通过PI3K/AKT激活WNT/β-Catenin通路,维持CSCs自我更新能力。TNBC中Nectin-4阳性CSCs对5-FU、紫杉醇等化疗药物耐药,是复发关键因素。
免疫调节与耐药机制
◆免疫抑制:Nectin-4是免疫检查点TIGIT(表达于CD8+T细胞、NK细胞)的特异性配体,二者结合后通过ITIM/ITT样基序传递抑制信号,减少细胞毒性T淋巴细胞(CTL)、NK细胞的肿瘤杀伤活性,促进肿瘤免疫逃逸。阻断Nectin-4-TIGIT结合可恢复免疫细胞功能,增强免疫治疗效果。
◆耐药机制:
①化疗耐药:激活AKT-NF-κB通路,上调多药耐药蛋白MDR-1/P-gp,增加MMAE、5-FU等药物外排;与HER2剪接变异体(曲妥珠单抗耐药)结合,增强HER2二聚化与酪氨酸磷酸化,激活PI3K-AKT通路,导致HER2靶向治疗耐药。
②ADC耐药:Nectin-4膜表达下调(转移灶较原发灶下降约60%)、胞内payload降解加速、P-gp上调(如N41mab-vcMMAE耐药模型),其中Nectin-4膜表达降低是EV(Enfortumab-vedotin)耐药的主要原因之一。
图7 Nectin-4在癌症中的靶向机制和治疗方法
Nectin-4在肿瘤中的表达与扩增特征
◆表达范围与水平:Nectin-4在多种实体瘤中存在过表达,且在部分癌症中表达率极高。
表1 Nectin-4在不同癌症类型中的表达示例
◆表达部位的影响
①膜表达的重要性:ADC的内吞依赖于细胞膜表面的Nectin-4结合,因此膜表达水平与治疗获益直接相关。研究发现,尿路上皮癌转移过程中,Nectin-4膜表达率会下降(原发灶80.2%阳性vs转移灶60.6%阳性),可能导致EV耐药。
②研究局限性:多数研究未单独评估膜表达,而是合并膜+胞质表达数据,难以精准关联治疗响应率,未来需优化检测方案,聚焦膜表达水平。
Nectin-4的分子调控机制
◆基因层面调控:
①基因扩增:在实体瘤中常见Nectin-4基因扩增,在转移性尿路上皮癌中,Nectin-4基因扩增率达26%,肌肉浸润性膀胱癌中为17%,乳腺癌、肺癌(腺癌)、肝细胞癌分别为9%、7%、12%。扩增可直接导致Nectin-4mRNA与蛋白水平升高;且扩增患者接受Enfortumab-vedotin(EV)治疗的客观缓解率(96%)显著高于非扩增患者(32%),提示扩增是疗效预测的关键标志物;
②转录调控:雌激素相关受体α(ERRα)、转录因子FOXA1等可结合Nectin-4基因启动子区域的响应元件,上调其转录;例如,胆囊癌中ERRα通过增强Nectin-4的转录激活PI3K/AKT通路,促进肿瘤增殖与转移。
◆蛋白层面调控:
①翻译后修饰:ADAM17(金属蛋白酶)可切割Nectin-4的胞外域,释放可溶性Nectin-4(s-Nectin-4),s-Nectin-4可作为血清标志物用于癌症诊断(如乳腺癌患者血清s-Nectin-4水平显著高于健康人),同时也可通过与内皮细胞整合素β4结合促进血管生成;
②蛋白降解:自噬途径可降解胞内Nectin-4,减少细胞膜表面的靶点数量;在膀胱癌细胞模型中,抑制自噬可显著增加Nectin-4的膜表达,增强EV的抗肿瘤效果,提示自噬是调控Nectin-4蛋白水平的重要途径。
Vol.03
-Nectin-4靶向治疗药物临床研究-
抗体药物偶联物(ADCs):临床转化最成熟的策略
◆药物构成与靶向机制:Enfortumab-vedotin(EV)是首个FDA获批的Nectin-4靶向ADC,由抗Nectin-4全人源单克隆抗体、可切割的缬氨酸-瓜氨酸linker以及细胞毒性载荷单甲基奥瑞他汀E(MMAE)组成,药物抗体比(DAR)约为3.8:1。抗体与肿瘤细胞表面Nectin-4高亲和力结合后被内吞,胞内蛋白酶降解偶联键释放细胞毒性药物(如MMAE),破坏微管、阻碍有丝分裂,最终诱导肿瘤细胞凋亡。
图8 Nectin-4抗体药物偶联物和癌细胞
◆获批适应症为:接受过抗PD-1/PD-L1治疗和含铂化疗的局部晚期/转移性尿路上皮癌,以及联合帕博利珠单抗(抗PD-1)治疗相同适应症。
◆单药治疗效果
表2 EV的临床试验
◆联合治疗效果
①EV+卡博替尼(多激酶抑制剂):I期试验ORR达88.9%(9例患者中8例响应),≥3级不良事件包括中性粒细胞减少、低钠血症、急性肾损伤(均22%)。
②EV+帕博利珠单抗:III期KEYNOTE-A39试验ORR67.7%(CR29.1%、PR38.6%),中位OS31.5个月、PFS12.5个月,且安全性良好(≥3级不良事件<10%),机制可能与EV诱导“免疫原性细胞死亡”、增强免疫检查点抑制剂活性相关。
③EV+Sacituzumab-govetican(TROP2-ADC):I期试验ORR70%(CR13%、PR56.5%),≥3级不良事件以贫血、中性粒细胞减少为主(均34.8%)。
表3 针对Nectin-4的联合疗法的临床试验
图9 靶向Nectin-4的ADC联合治疗
◆局限性
①非尿路上皮癌响应率低(如肺癌鳞癌ORR4.3%),可能与肿瘤致密纤维化基质阻碍ADC渗透有关(如胰腺癌)。
②多数试验未要求Nectin-4表达筛选,仅1项试验因IHC检测显示几乎所有样本高表达而取消筛选,无法明确膜表达与响应的精准关联。
◆耐药机制:肿瘤细胞对EV产生耐药的机制较为复杂。自噬的激活是其中之一,自噬会降解Nectin-4,导致靶点减少,使肿瘤细胞对EV的敏感性降低。多药耐药蛋白(MDR-1/P-糖蛋白)的上调也会引发耐药,MDR-1过表达会增加MMAE的外排,降低细胞内药物浓度。在尿路上皮癌转移过程中,Nectin-4膜表达下降,导致肿瘤细胞对EV的摄取减少,也是耐药的重要原因之一。
◆其他在研ADC药物
①ASG-22ME(EV变体):通过杂交瘤技术优化抗体亲和力,在CHO细胞中表达的变体(ASG-22CE)对Nectin-4阳性细胞的结合能力提升,在乳腺癌、膀胱癌、胰腺癌、肺癌的小鼠异种移植模型中,可显著抑制肿瘤生长,其中乳腺癌和膀胱肿瘤异种移植模型出现肿瘤消退。
表4 其他在研ADC药物
双特异性T细胞衔接器(BiTEs)
◆结构:由两个单链抗体片段组成,一端靶向肿瘤细胞Nectin-4,另一端结合T细胞CD3,形成免疫突触。
◆机制:激活T细胞释放穿孔素、颗粒酶,诱导Nectin-4阳性肿瘤细胞凋亡,在预临床模型中可特异性杀伤TNBC、UC细胞,无明显脱靶毒性。
◆研究进展:目前处于临床前开发阶段,在Nectin-4阳性的TNBC、尿路上皮癌细胞模型中,可有效招募T细胞并介导肿瘤细胞裂解,且对正常组织(如低表达Nectin-4的皮肤角质细胞)毒性较低。
溶瘤病毒疗法
◆病毒选择与机制
①麻疹病毒(MV):通过H蛋白特异性结合Nectin-4胞外V域,介导病毒内吞与复制,裂解肿瘤细胞;改造的SLAMblindMV(不识别免疫细胞SLAM受体)仅靶向Nectin-4阳性肿瘤细胞,可降低正常组织损伤,通过病毒复制裂解肿瘤,同时激活免疫反应(如刺激DC细胞表达CD80/CD86,诱导CTL浸润)。在TNBC异种移植模型中肿瘤缩小率达80%,且联合熊果酸(UA)可增强溶瘤活性。
②其他病毒:工程化病毒可携带钠碘转运体(NIS),通过放射性碘摄取增强肿瘤杀伤,目前处于临床前研究阶段。
◆临床前数据:
①TNBC异种移植模型:rMV-SLAMblind静脉注射后肿瘤缩小率达80%,且无明显全身毒性(食蟹猴高剂量注射无皮疹、白细胞减少等麻疹症状)。
②联合策略:与熊果酸(UA)、黄芩苷(BAI)等小分子联用,可增强MV对乳腺癌细胞的溶瘤活性,UA通过抑制NF-κB通路减少病毒清除,BAI增强病毒复制效率。
免疫治疗策略
◆TIGIT阻断联合:Nectin-4是TIGIT特异性配体,抗TIGIT抗体(如tiragolumab)可阻断二者结合,恢复CD8+T细胞、NK细胞功能;预临床模型显示,抗TIGIT抗体+EV联合治疗TNBC,ORR较单独EV提升25%,肿瘤浸润CTL数量增加3倍。
◆CAR-T细胞疗法:靶向Nectin-4的CAR-T细胞(含CD28/4-1BB共刺激结构域)在乳腺癌转移模型中,可显著抑制肺转移灶生长,且无明显脱靶毒性(正常组织低表达Nectin-4)。目前处于临床前阶段,需优化肿瘤浸润能力(如联合CXCR4拮抗剂改善T细胞归巢)。
影像诊断与光热治疗(PTT)
◆SPECT成像:放射性核素(如99mTc)标记抗Nectin-4单抗,构建免疫SPECT探针,TNBC模型中可清晰显示肿瘤位置与Nectin-4表达水平,灵敏度达0.1ng/mL,为靶向治疗筛选患者。
◆ 靶向PTT:将光热剂(如吲哚菁绿ICG)与抗Nectin-4单抗偶联,近红外(NIR)光照射下将光能转化为热能,消融Nectin-4阳性肿瘤细胞;TNBC异种移植模型中,ICG-抗Nectin-4偶联物治疗后肿瘤温度升高至45℃,肿瘤抑制率达75%,且对周围正常组织损伤小。
图10 靶向Nectin-4细胞粘附分子的放射性药物
表5 PET成像Nectin-4表达的研究
抗体发现服务 & 产品
01
羊驼免疫&骆驼免疫—自建现代化养殖农场
02
万亿级天然抗体库产品—轻松DIY科研抗体
关于仁域生物
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◆ 全人源/纳米抗体定制;◆ 噬菌体展示抗体库定制;
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