CD98HC靶向药物临床前评价：人源化小鼠、BBB模型与脑递送验证

1. CD98HC脑递送药物需要回答哪些临床前问题？

1.1 靶点结合与功能保留：能够结合并不等于适合递送

CD98HC在质膜上与LAT1等SLC7家族氨基酸转运轻链形成复合物，其胞外区为抗体提供了结合机会。早期筛选首先要回答候选抗体是否结合人源CD98HC，以及是否能识别细胞表面的天然构象，而非仅对纯化胞外域蛋白产生信号。对于计划作为BBB穿梭模块的分子，还应检测结合是否明显影响LAT1相关氨基酸转运，以便区分功能阻断型抗体和更适合递送探索的非阻断性结合分子。

图1 CD98HC与LAT1等氨基酸转运复合物的膜定位及功能关联

1.2 受体内吞与跨胞转运：中间步骤不能跳过

细胞摄取增加并不必然代表BBB跨运增加。候选分子进入内皮细胞后，可能被回收至血管侧、在胞内囊泡中滞留，或进入降解途径。因而，实验上应分别考察受体依赖的摄取、跨内皮转运以及基底侧释放，并利用阴性结合抗体、受体干预或竞争实验验证机制。对多特异性分子，还应确认其跨运后保留治疗性载荷的结合与功能。

1.3 药物脑内分布：血管结合、脑实质进入与药效占有的区别

单纯检测脑匀浆中的抗体总量，容易混合脑血管内残留、内皮结合、血管周区域和真正进入脑实质的药物。与BBB递送直接相关的关键问题，是候选分子是否在脑微血管以外形成可利用的药物暴露，并能到达治疗靶点所在的细胞或组织区室。必要时应结合充分灌流、脑毛细血管去除法（capillary depletion）、组织成像以及药物靶点占有或下游功能检测进行交叉判断。

2. 什么时候需要CD98HC靶点人源化小鼠？

2.1 为什么普通小鼠可能无法评价人源特异性抗体？

人源和鼠源CD98HC的整体生理功能具有可比性，但具体抗体表位并不一定跨物种保守。某些候选抗体能够高效结合人源受体，却对鼠源受体结合较弱甚至无结合。这时，普通野生型小鼠即便出现低脑暴露，也不能直接判断递送设计失败；问题可能在于体内无法识别预期靶点。因此，应先完成human、mouse以及视项目需要的cynomolgus CD98HC结合谱评估，再确定是否采用受体人源化模型。

2.2 huCD98HC靶点人源化能解决哪些研究问题？

在适当的人源化设计和验证前提下，huCD98HC小鼠可为人源受体结合、靶点占有、体内分布以及候选BBB穿梭分子的PK研究提供相关背景。对于基于人CD98HC工程化的抗体，此类模型有助于在可控制的体内环境中讨论剂量、亲和力、价态和脑部暴露之间的关系。但仍须确认人源化片段、组织表达谱、受体定位和内源功能是否符合研究目的；“靶点人源化”不能自动替代对模型生物学特征的验证。

2.3 CD98HC与TfR1人源化模型并非互相替代

CD98HC和TfR1（TFRC）涉及不同的天然生物学背景及受体运输过程。如果候选药物明确针对CD98HC，优先考虑能够识别相应人源表位的CD98HC模型；如果研究TfR1相关穿梭分子，则应选择适配的TFRC体系。对比两种递送平台时，除了比较脑内药物浓度，还应尽量统一给药剂量、载荷、Fc构型、采样时点及受体占有率等条件，避免把构型差异误认为受体差异。

模型选择要点：先明确候选抗体的结合物种和表位，再决定普通鼠、huCD98HC、huTFRC或联合疾病背景模型，而不是先选择动物品系后再推导其适用性。

3. 体外BBB模型如何支持CD98HC抗体筛选？

3.1 从受体表达细胞到屏障共培养模型

在最早期的候选分子筛选阶段，可先利用细胞表面表达体系检测CD98HC结合与内吞特性，再进入脑微血管内皮相关的BBB模型。常用体系包括Transwell屏障共培养模型、iPSC衍生BBB相关细胞体系以及微流控或器官芯片模型等。不同体系的生理复杂度、通量和标准化程度不同，不宜只以“模型越复杂越好”作为选择标准；研究关键在于该模型是否稳定表达受体、是否具有可重复的屏障功能，以及是否能区分顶端至基底侧的转运信号。

3.2 BBB完整性为什么必须同步监测？

跨胞转运实验需要排除细胞层破损导致的非特异性漏出。常用辅助指标包括跨上皮/内皮电阻（TEER）、示踪分子通透性、紧密连接相关标志物以及模型形态观察。不同BBB体系的TEER数值范围并不统一，应结合模型建立方法与内部质控阈值解释。若候选分子处理后出现屏障完整性下降，基底侧药物升高就不能简单归因于有效RMT。

3.3 关键对照如何帮助判断受体依赖性？

建议在研究设计中设置不结合CD98HC的同型或构型对照、受体表达变化或竞争性结合对照、游离治疗载荷对照，并对跨膜前后治疗模块的活性进行验证。对于非阻断型CD98HC穿梭分子，还应考虑氨基酸转运功能相关评价。这样可以将“受体结合—摄取—跨胞输出—载荷功能”拆分为可检验的环节，而不是用单一的荧光累积结果代替完整机制链。

4. 如何评价CD98HC抗体真正进入脑实质？

4.1 脑内PK不仅是一个时间点的浓度

药物外周给药后，应结合血浆PK和多个脑组织采样时间点观察药物进入与清除过程。部分CD98HC工程化平台的临床前研究显示，其脑内暴露峰值较某些TfR1构型更晚，持续暴露时间可能更长；这提示研究设计不应机械沿用短时程脑采样方案。具体采样窗口应根据分子的剂量、半衰期、亲和力以及探索性PK结果确定，不应将某一已发表构型的数据视为所有CD98HC候选药物的固有属性。

4.2 脑血管信号与脑实质暴露如何区分？

有效的组织评价通常需要结合血管灌流、毛细血管富集/去除、脑组织定量检测以及免疫组织成像。利用脑毛细血管去除法能够辅助分离血管相关组分与脑实质组分，从而避免高内皮结合造成的假阳性。也应关注分离纯度及灌流操作的一致性。对胶质细胞、神经元等细胞类型的分布判断，建议在适当标志物共定位基础上，结合功能性终点或细胞分选定量进行验证。

图2 TfR1与CD98HC相关抗体在脑微血管内皮中的定位差异示意

4.3 如何从脑实质浓度推导到药效？

药物进入脑实质仍不是研发的终点。对于靶向Tau、Aβ或α-synuclein等病理相关分子的抗体，后续需要验证治疗性模块是否达到有效位置、产生目标靶点占有或影响相应病理读数。对于酶或其他胞内载荷，还应进一步考察细胞摄取、亚细胞运输及功能恢复。脑组织总暴露、脑实质暴露和有效药理靶点占有是三个不同层级的指标，不应在文章或项目报告中互相替代。

5. 不同CD98HC药物怎样匹配临床前评价体系？

CD98HC既可作为潜在直接治疗靶点，也可以在工程化生物药中承担BBB穿梭结合模块。由于作用机制不同，评价方案应以核心药理问题为起点：直接作用的抗CD98HC抗体，需要额外强调生理功能干预和正常组织安全性；BBB穿梭抗体则应将受体非阻断性、跨胞转运和脑实质暴露作为优先验证指标。

6. 为什么安全性和跨物种反应性不能放在最后？

6.1 正常组织表达与外周sink effect

CD98HC在多种正常组织中均具有生理作用，因此系统给药后的外周结合可能影响药物分布和受体占有。对于计划实现脑递送的构型，需要同步观察血浆暴露、肝肾等相关组织分布、潜在血液学影响与受体正常功能。外周组织对药物的结合或清除可能形成“sink effect”，降低可用于BBB递送的循环药物比例。仅以脑/血浆比值变化判断安全性或最佳剂量并不充分。

6.2 人、鼠、食蟹猴交叉反应性如何影响评价路径？

跨物种结合既关系到临床前模型的选择，也可能影响后续非人灵长类（NHP）研究的可解释性。建议在候选抗体早期建立human、mouse、cynomolgus CD98HC的结合与功能谱，并结合细胞表面表达和受体相关功能检测。若候选分子对小鼠不结合，却可结合食蟹猴，动物研究可通过相应人源化小鼠与NHP体系提供互补信息；但两类模型的暴露、组织表达和免疫学差异仍需单独解释。

6.3 长期脑暴露为何需要更完整的安全性评估？

较长时间的脑内暴露可能带来持续治疗机会，也意味着需要关注脑内细胞分布、长期受体占有以及潜在功能干扰。对治疗性Fab和BBB结合模块的安全性应分别评价，并结合剂量、重复给药、组织病理及与具体药物机制相关的临床前终点判断风险。现有临床前耐受性观察只能支持特定构型和试验条件下的结论，不能替代每个新候选分子的安全性研究。

7. 赛业如何支持CD98HC与TFRC人源化研究？

7.1 从单靶点人源化到疾病相关模型组合

针对CNS递送研究，赛业生物的模型体系覆盖huCD98HC、huTFRC等相关靶点人源化研究方向，并可结合疾病背景需求规划模型组合。对于需要考察脑内Aβ/Tau、α-synuclein或罕见病相关靶点的项目，可讨论与Tau、SNCA、DMD等背景模型的适配及繁育设计。具体模型的基因人源化区域、现货/定制状态、遗传背景、验证数据与交付范围，应依据对应品系资料和项目方案确认。

7.2 根据项目阶段配置研究资源

早期项目通常更需要快速确认人/鼠/猴物种结合谱、候选分子是否影响氨基酸转运及体外BBB跨胞输出；进入体内阶段后，重点转向受体人源化小鼠中的给药剂量、脑组织分布、脑实质暴露与安全性；如果候选分子还具有脑内治疗靶点作用，则需进一步引入适当疾病背景及功能终点。这样的阶段式研究路径更有利于控制验证成本，也能避免过早将所有试验集中到复杂复合模型中。

项目咨询切入点：候选抗体识别哪个物种的CD98HC？希望验证“入脑能力”还是“脑内疗效”？这两个信息往往决定最合适的体外体系与动物模型组合。

8. 从抗体发现到脑递送验证：怎样搭建完整研究路径？

8.1 抗体发现、结构优化与功能筛选相互衔接

对于从零开始研发CD98HC穿梭模块的项目，可先通过全人源抗体发现获得候选binder，再通过序列与结构分析辅助选择非阻断性表位和适当亲和力范围；涉及双特异性构型时，还需要关注分子组装、表达纯化、稳定性及治疗模块的功能保留。赛业HUGO-Ab^®相关抗体发现平台及AbSeek^®计算辅助体系，可作为相应研发环节的技术入口；具体筛选项目需以实际服务流程及验证指标为准。

8.2 以证据链而非单一读数判断成功

建议将研究路径设计为：候选抗体发现与物种结合谱 → 非阻断性/功能验证 → 体外BBB跨运筛选 → huCD98HC体内PK及脑实质分布 → 相关疾病模型药效评价 → 系统性安全性研究。在这一链条中，每一步都应有明确的准入指标及阴性、阳性对照。跨运效率高的抗体不一定具有最优可制造性，而药物脑浓度升高也不意味着具备可重复的治疗获益。将分子工程、模型匹配和药效检测打通，才能形成更可靠的临床前证据。

9. 结语：CD98HC临床前研究的关键在于“模型与问题匹配”

CD98HC为大分子脑递送提供了一条值得深入研究的路径，但靶点表达、抗体结合、内皮摄取与最终脑内药效之间存在多道必须独立验证的环节。对于CD98HC相关抗体，临床前研究的核心不是单纯“测到更多脑内药物”，而是证明其在合适的物种和模型背景下能够通过预期机制完成递送，保留治疗载荷功能，并具备可接受的组织分布与安全性。

从体外BBB模型到huCD98HC和huTFRC人源化小鼠，再到相关CNS疾病模型与药效验证，阶段清晰、指标明确的研究策略，有助于提高候选分子筛选的效率与临床前证据的可解释性。

推荐资料与研究入口

参考资料

[1] Chew KS, Wells RC, Moshkforoush A, et al. CD98hc is a target for brain delivery of biotherapeutics. Nature Communications. 2023;14:5053. doi:10.1038/s41467-023-40681-4.

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[5] Human Protein Atlas. SLC3A2 tissue expression. https://www.proteinatlas.org/ENSG00000168003-SLC3A2/tissue

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