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发布时间:2024-02-04 11:21:15 来源:zoty中欧体育官网 作者:zoty中欧体育 中欧体育app全站

  抗体(antibody)指的是由抗原刺激后由免疫细胞产生的能与抗原发生特异性反应的免疫球蛋白,典型的抗体结构由两条重链(H 链)和两条轻链(L 链)构成,每条链又分为稳定区(C 区)和可变区(V 区), 其中可变区的多样性决定了抗体的多样性与特异性,使得抗体具有结合特定抗原的能力。比较不同特异性抗体的VL和VH的氨基酸顺序显示,变异仅集中在其中少数区域的氨基酸上(15%~20%),称为超变区。(hypervariable)超变区是抗体的抗原结合位,与抗原决定簇的结构互补,故又称为互补决定区(complementarity-determining regions,CDRs) 。抗原以异源蛋白居多,通常情况下免疫系统能够识别抗原上面的多个位点,针对不同的位点会特异性的产生针对该位点的抗体来结合抗原,由此产生的抗体集合我们称之为多克隆抗体。多克隆抗体由多种针对不同抗原的抗体组成,因而特异性差,使用时容易出现交叉免疫反应,故治疗范围较小,仅限于免疫学检测、被动免疫治疗和紧急预防。鉴于多抗的种种不足,医疗工作者便开始试想能够筛选制备出由单细胞增殖产生的,针对某一特定抗原决定簇的抗体,这样可以大幅提高抗体的特异性,减少交叉免疫副作用,拓展治疗范围, 这类具有高度均一性抗体就被称为单克隆抗体(monoclonal antibody,简称单抗或 mab)。

  特效性: 单抗主要被用于肿瘤和自体免疫疾病(如类风湿)等发病率较高、对人类健康影响较大的复杂疾病,现存疗法(如放化疗、激素疗法)副作用强,效果有限。单抗的问世使其自然而然的成为了此类疾病的特效药;

  改造潜力大: 单抗药物具有很强的改造潜力,在单抗或单抗片段上?“加挂”放化疗药物可以使药物?精确“制导”到达病灶,大幅减少了用药量和副作用。

  诊断试剂:主要用于检测淋巴细胞表面分子,鉴别淋巴细胞;鉴定病原体,准确诊断传染病; 肿瘤诊断和分型;测定体内激素含量等;

  单抗药物: 包括多个小类,细胞表面分子单抗用于移植排斥反应的防治; 细胞因子单抗用于自身免疫性疾病的治疗;抗肿瘤单抗用于肿瘤治疗。

  在上述用途中, 单抗药物无疑是最为重要、市场最大的应用领域。 相对于多抗和传统化学药物,单抗药物具有多方面的优势,这些特点使得单抗被广泛的应用于抗肿瘤、自体免疫疾病治疗、抗器官移植排异、抗感染等临床治疗领域。

  由于单一的 B 淋巴细胞克隆是比较活跃的细胞,它们往往因为自身活跃的基因表达状 态,而比较容易凋亡,因此单独获得 B 淋巴细胞以后也很难大批量的获取单抗。但 Georeges Kohler 和 Cesar Milstein 发明的“单克隆杂交瘤技术”解决了这个难题:他们将B细胞克隆和骨髓瘤细胞进行细胞融合,如此形成的杂交细胞具有肿瘤细胞不死的性质而大大延长了B细胞表达单克隆抗体的能力,使得单克隆抗体的运用成为可能。

  在细胞体外培养技术尚未成熟前,科研人员将融合细胞注入小鼠体内,生产肿瘤,进而 产生大量腹水,单抗主要集中在腹水中,人们收集小鼠的腹水,然后提纯得到单抗。但是该方法的缺点非常明显,就是无法大规模的生产。随着细胞体外培养技术的成熟,目前我们可 以将融合细胞在培养基中大规模的培养获取单抗,这也为单抗药物的诞生创造了有利条件。

  抗体药物是以细胞工程技术和基因工程技术为主体的抗体工程技术制备的药物,具有特异性高、性质均一、可针对特定靶点定向制备等优点,在各种疾病治疗,特别是肿瘤治疗领域的应用前景备受关注。第一代抗体药物源于动物多价抗血清,主要用于一些细菌感染性疾病的早期被动免疫治疗。虽然具有一定的疗效,但异源性蛋白引起的较强的免疫反应限制了这类药物的应用,因而逐渐被抗生素类药物所代替。第二代抗体药物是利用杂交瘤技术制备的单克隆抗体及其衍生物。单克隆抗体由于具有良好的均一性和高度的特异性,因而在实验研究和疾病诊断中得到了广泛应用。1986年,美国FDA批准了世界上第一个单抗治疗性药物——抗CD3单抗OKT3进入市场,用于器官移植时的抗排斥反应。此时抗体药物的研制和应用达到了顶点。随着使用单抗进行治疗的病例数的增加,鼠单抗用于的毒副作用也越来越明显。由于大多数单抗均为鼠源性,在内反复应用会引起人抗鼠抗体(HAMA)反应,从而降低疗效,甚至可引起过敏反应。

  近年来,抗体药物的研发进入了第三代,即基因工程抗体时代。与第二代单抗相比,基因工程抗体具有如下优点:①通过基因工程技术的改造,可以降低甚至消除对抗体的排斥反应;②基因工程抗体的分子量较小,可以部分降低抗体的鼠源性,更有利于穿透血管壁,进入病灶的核心部位;③根据治疗的需要,制备新型抗体;④可以采用原核细胞、真核细胞和植物等多种表达形式,大量表达抗体分子,大大降低了生产成本。

  鼠源化抗体顾名思义就是完全分泌自小鼠细胞的抗体,其与的兼容性最差,容易引 起较强的免疫反应,目前已经较少使用。

  嵌合型抗体就是把鼠源抗体的活性区域嵌合到人源抗体的稳定区域中,这样鼠源活性区 域仍能够发挥活性,识别目标蛋白。而新抗体 70%以上的区域均为人源抗体的稳定区域, 这样可以大大降低抗体的异源性,使得嵌合抗体的效价更高。此外,嵌合抗体结合目标抗原 以后,其人源保守区域能够被免疫系统识别,达到通过免疫来清除抗原的效果。

  人源化抗体是将鼠源抗体基因中的活性片段转接到人源抗体的基因表达框中,这样表达 出来的抗体人源化区域的比例更高,能够达到 90%左右,这样能够进一步提高单抗在 内的活性。完全人源化抗体是将小鼠体内的目标抗体基因敲出,然后用对应的人源抗体基因代替, 这样产生的抗体与内产生的抗体几乎完全一样,效价能能够达到最高。

  抗体药物作用机制比较复杂,但一般可归结为以下5类:细胞毒性药物、抑制细胞增殖、调节细胞的激活和相互作用、调节人自身免疫系统、中和抗原。

  某些抗体药物可以通过结合肿瘤细胞增殖的生长因子,阻断生长和增殖过程,可以用来治疗癌症。如西妥昔单抗、Necitumumab、帕尼单抗靶向EGFR,用来治疗头颈癌和非小细胞癌等。帕妥珠单抗、曲妥珠单抗和ado-trastuzumab靶向HER2(EGFR family),用于治疗乳腺癌。VEGF靶点与血管增生有关,癌细胞的增殖需要大量能量,通常伴随血管增生。如阿柏西普、雷莫芦单抗、雷珠单抗、贝伐珠单抗、康柏西普等,可用来治疗癌症和wet-AMD等。

  癌症、自身免疫疾病的一个首要目标就是杀死异常细胞,抗体可以通过各种机制诱导细胞的死亡。ADC药物通过细胞毒素杀死细胞,抗体药物均可以通过ADCC、ADCP、CDC作用杀死细胞。

  自身免疫疾病从抗体药物的发展中获益巨大,如TNF-α抗体是迄今最为成功的药物靶点。依那西普、英夫利昔单抗、阿达木单抗,都是年销售额80亿美元以上的重磅炸弹药物,阿达木单抗更是继立普妥之后坐稳药王宝座,2015年销售额143亿美元,2016年上半年即销售77亿美元。除了TNF-α,还有多个涉及调节炎症性反应的细胞因子靶点,如IL-1、IL-5、IL-6/L-6R、IL-12、IL-17A、IL-23、BCMA等。

  如上图A中,T细胞的激活需要2种信号通路的协同作用:抗原呈递细胞(APC)上的MHC与T细胞上的TCR(其中一个亚基为CD3)结合、APC上的CD80/86与T细胞上的CD28结合。FDA历史上第一个抗体药物Muromomab就是靶向CD3的,近年来双特异性抗体的一个核心发展方向也是结合其他靶标与CD3,达到募集T细胞与靶细胞的作用,2014年,FDA批准了双特异性抗体Blincyto(靶向CD19/CD3)。阿巴西普、贝拉西普则靶向CD80/CD86。这些抗体药物的目的都是阻止T细胞的激活,从而治疗自身免疫病或者器官移植后的排斥反应。还可以通过靶向T细胞上其他蛋白(如阿法赛特靶向CD2)、相关炎症调节因子的受体(如巴利昔单抗、达利珠单抗靶向CD25)来阻止T细胞的激活。

  FDA批准的第一个此类抗体药物是怕利珠单抗,靶向RSV病毒F蛋白。瑞西巴库单抗、obiltoxaximab是FDA批准的另外两个抗毒素抗体,均用于避免炭疽杆菌的感染。2015年,FDA批准了Idarucizumab,用于中和达比加群酯,主要用于逆转达比加群酯的抗凝作用,使得后者的使用更有保险。

  单抗的研发生产是一个技术密集型流程,大体可分为抗体筛选、抗体表达和抗体纯化三个环节,每个环节都拥有其核心技术,这些核心技术环环相扣,形成了单抗生产企业的核心竞争力。

  随着单抗人源化进程的不断深入,以噬菌体展示技术(详见附录)为核心的大规模单抗筛选平台日益受到重视。该技术不仅可以获得全人单抗, 而且不需要细胞融合, 不经过免疫动物, 实验周期短,过程简单,这是人源抗体制备技术的重大突破,目前国际上主流单抗生产企业均使用噬菌体展示技术筛选单抗药物。

  4.2 表达培养技术: 方法、规模、体系和表达量是?四要素作为单抗研发生产链条中承上启下的一环,表达培养技术是单抗产量形成和质量控制的关键,而判断企业这方面技术水平高低的指标主要有表达方法、反应器规模、表达体系和表达量这“四要素”。

  总的来说,一个单抗生产商如果在上游能够通过出色的研发平台筛选出理想的单抗药物;在中游能够高效大规模的进行发酵培养,表达单抗;在下游能够高效、高纯度的分离纯化单抗,那么该公司就拥有了单抗研发生产的核心竞争力。

  单抗全人化: 由于高人源化比例抗体在药效和副作用方面的优势,在过去 20 年中人源和全人单抗比例持续上升(08 年底销售占比分别为 31%和 11%),而鼠源和嵌合单抗比例则不断下降(08 年底占比分别为 10%和 49%),随着全人化单抗筛选技术的成熟,在研的新型单抗药物越发倾向于使用全人抗体技。

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