抗体药物具有靶向性强、副作用小和疗效显著等优点，成为药物研发企业的新宠。

抗体治疗的历史

最初，人们曾试图使用动物血清治疗传染性疾病，随着抗体纯化技术的发展，人们也试图采用纯化的血清IgG开展治疗。1975年，杂交瘤技术生产出具有单一抗原结合特性的单克隆抗体，与多克隆抗体相比，单克隆抗体具有确定的抗原特异性、蛋白均质性及体外无限生产等优点，为抗体治疗真正带来了希望。1986年，用鼠杂交瘤生产的单抗OKT3被美国FDA批准，用于预防器官移植的排斥反应。但鼠源单克隆抗体依旧诱发相对较强的人抗鼠抗体反应(HAMA)，导致抗体在体内半衰期缩短其在人体内缺乏免疫效能。上世纪80年代，人们开始致力于进行抗体人源化和抗体亲和力成熟改造，运用嵌合抗体技术及抗体人源化技术将杂交瘤抗体的鼠源成分大部分置换成人抗体成分。上世纪90年代，经抗体人源化等方式进行基因工程改造的重组抗体药进入临床使用。而后，随着噬菌体展示抗体库技术和转基因小鼠技术的发展和成熟，人们获得了直接生产全人源抗体的能力。首个嵌合抗体(ReoPro)、人源化抗体(Zenapax)及全人抗体(Humira)分别于1994年、1997年和2002年获美国FDA批准上市，这些基因工程抗体具有低的免疫原性和更好的安全性。同样，抗体生产技术的进步(包括原核细胞和哺乳动物细胞表达系统)使抗体的产量显著提高，促进了抗体药的商业化进程。非人源细胞表达体系，如CHO细胞，生产的人源抗体并未能完全避免机体的排斥反应，非人员细胞糖基化修饰模式与内源性人抗体不同，排斥反应还不能彻底避免。但是，抗体药因具有靶向性强、副作用小和疗效显著等优点，现今已成为治疗包括癌症及自身免疫性疾病在内多种病患的一类十分重要的药物。包括修美乐、类克、美罗华、赫赛汀及阿瓦斯汀(Humira, Remicade, Rituxan, Herceptin和Avastin)等药物在全球销售十佳排行榜上占据半壁江山。全世界范围内更有几百种抗体药进入临床或临床前研究阶段。

抗体药研发趋势

与传统的小分子药物相比，抗体分子量较大，结构比较复杂，靶标选择也相对较窄，一般只能对位于胞膜表面分子及分泌型分子发挥作用。因传统单抗诱发人抗鼠抗体(Human anti mouse antibody, HAMA)反应，兴起了人源化抗体和全人抗体技术。这类重组抗体药物研制的核心是保持抗体亲和力和特异性，尤其不能丧失抗体特异结合抗原的能力；同时降低或基本消除抗体的免疫原性。通过分子生物学和基因工程手段对抗体结构或成分进行改变，方式包括：增加靶点亲和性，延长半衰期，增强抗体依赖细胞毒性(antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC)和补体依赖细胞毒性(complement-dependent cytotoxicity, CDC)；通过基因工程技术改良抗体，生成双靶点特异性抗体(双特异/双功能抗体, dual targeting bispecific antibody, BsAb)；或通过化学偶联技术制备抗体-药物偶联物(ADC)等。

类型

制备方式

嵌合抗体

鼠源可变区序列插入到人抗体恒定区表达载体内

人源化抗体

改型抗体

鼠CDR区嫁接到人单抗骨架

表面重塑

鼠CDR或FR残基修饰

人源抗体

抗体库

核糖体和噬菌体展示技术

转基因动物技术

人源化改造主要经历嵌合抗体、CDR移植改型或表面重塑抗体和抗体库技术三个阶段，生成的相应抗体分别为嵌合抗体、人源化抗体和人源抗体，见表。重组抗体的表达系统有大肠杆菌，酵母，昆虫杆状病毒，植物表达系统，哺乳动物细胞和转基因动物等多种不同的体系。

增强抗体效应

功能抗体的恒定区域(Fc)与免疫细胞Fc受体结合发挥ADCC效应，或者与补体结合，激活补体系统发挥CDC效应。修饰改变抗体Fc段(突变或去岩藻糖基化)增加其与三型A亚类Fc受体(FcRIIIA)的结合力能增强ADCC，而增加抗体与补体C1q的结合则可增强CDC反应。

改善抗体药代动力学

相对于小分子化学药而言，抗体药的体内半衰期较长(一到两周)。通过基因工程技术手段突变Fc段的基因或进行糖基化修饰能增加抗体Fc受体结合能力，提高抗体在体内的半衰期。

改善抗体药学特性

抗体恒定区域具有高度相似性，多属于人抗体IgG (IgG1, IgG2, IgG4)亚型。而可变区有些位点不但与抗体的亲和力密切相关，还与抗体的稳定性有关，通过突变改造能改善抗体的稳定性，提高抗体的药效，改善药代动力学参数。

双靶点特异性抗体

人类疾病进程复杂，常常多个因素在其中发挥作用，一些抗体的联合应用比单独使用效果更显著。例子包括表皮生长因子受体(EGFR)的抗体cetuximab与针对血管内皮细胞生长因子(VEGF)的抗体bevacizumab联合应用治疗转移性大肠癌，以及rituximab (anti-CD20)和epratuzumab (anti-CD22)联合应用治疗非何杰金氏淋巴瘤。另外，针对同一靶点不同抗原位点的抗体联用也显示出比单一抗体优越的疗效，这些结果为双靶点双特异性抗体(双特异或双功能抗体BsAb)的研究提供了基础。

双靶点双特异性抗体是一类能同时结合两个靶点的新型抗体分子。例如，一端与肿瘤抗原结合，另一端与效应细胞表面的功能分子结合，这样可激活效应细胞来杀伤或裂解肿瘤细胞。这类双靶点特异性抗体药物包括同时与肿瘤细胞的上皮细胞黏附分子(EPCAM)及T淋巴细胞表面的CD3结合，激活T细胞杀死肿瘤细胞的catumaxomab，。同时与B细胞表面CD19和T细胞表面CD3结合，用来治疗急性淋巴细胞白血病blinatumomab等。近年来，多在研发能同时针对两种疾病相关靶点的抗体，这种抗体同时阻断两个靶点所诱导的信号传导及其生物学功能，能降低对单药位点治疗的耐受性；双特异性抗体也可以是针对同一靶点的不同抗原表位，用以增加抗体对该靶点的亲和性，增强ADCC或CDC效应。

抗体-化学药偶联物(ADC)抗体

通过化学偶联技术将化学药与抗体偶联，形成抗体-化学药偶联物，利用抗体高度的识别，结合特异性，将治疗用的效果强，但特异性低的药物，如同位素、化学药物或生物毒素等运送到靶细胞，这种方案尤其适用于肿瘤的治疗。例如，gemtuzumab ozogamicin (Mylotarg)，为一种治疗急性髓样白血病用与刺孢霉素偶联的人源化抗CD33抗体(但因安全性和疗效不佳已撤市)。

抗体改造的注意事项

通过人源化改造及选择合适的表达系统避免引起HAMA。应考虑如下因素

抗体的亲和力：是重组抗体改造后抗体功能效应发挥的首要条件，也是目前存在的一个重大制约因素，一般来说，人源化抗体只能达到最初鼠源抗体结合能力的33%-50%。

抗体穿透性及代谢动力学：重组抗体改造同时要兼顾表达产物的分子量、体内的半衰期和廓清率等因素。分子大小常与其是否容易穿过血管壁或组织屏障以达到靶点发挥疗效相关；治疗性抗体需为具有Fc的完整抗体，在体内停留时间长，容易达到一定的血药浓度。应根据治疗目的和靶点，在保持抗原性和亲和力不受影响的前提下，设计抗体大小、结合价数目和融合蛋白的形式。

另外，抗体药应用过程的多种因素影响抗体药效果，包括给药方式、频率、剂量，病人疾病遗传因素和免疫状态，疾病阶段等。

获美国FDA批准上市的抗体药物

获美国FDA批准上市的部分抗体药物见列表（来自网络资源）。其中，癌症及自身免疫性疾病是目前抗体药物应用的主要领域。抗体类型则以人源化抗体趋于主流。IgG亚类则以人IgG1型居多。IgG1具有较长的体内半衰期，同时具有较强的ADCC和CDC；IgG2和IgG3只有CDC，不具有ADCC；IgG4两者全无。

而目前处于临床试验阶段的抗体药物更多达几百种。

抗体药物研发与应用瓶颈

抗体作为靶向治疗药物，靶标敏感性筛选已成为抗体治疗是否可行的常规步骤。如乳腺癌，只有HER2高表达病人(约20%)才可能对trastuzumab治疗有效；又如针对EGFR的靶向治疗，KRAS基因突变的肠癌病人用cetuximab或panitumumab治疗无效。另一个重要方面就是在用药过程中检测患者体内免疫排斥反应，免疫排斥生成抗抗体药的抗体，导致抗体药疗效下降或失效。

体内排斥反应产生抗体的检测可参考：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7038ff370101lyb4.html

抗体生产工艺复杂、价格昂贵通常而言，抗体药物的研发周期长达十数年，成本数十亿美元，抗体的生产涉及许多环节，包括高表达细胞株筛选、培养基研发、纯化技术研发等等诸多方面。如何缩短研发周期，降低生产成本是制约抗体药研发的重要因素。

抗体药应用领域举例

抗自身免疫性疾病

重组抗体药用于抑制炎性细胞激活和细胞因子的释放引起的过度炎性病理反应，对类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和多发性硬化等自身免疫性疾病疗效较好。

例子可参考：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7038ff370102vfyq.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7038ff370102vfyt.html

抗肿瘤

现今认为，多数肿瘤的发生是在环境和自身遗传因素双重作用下，引起基因变化并经多重累积的结果，是抗癌与抑癌基因协调制衡机制失败的产物，是协调细胞正常增殖和维持自身平衡缺陷的结果。正常细胞通过受体分子与信号分子结合有序调控细胞的分裂行为。肿瘤细胞因受体与信号因子结合、跨膜信号传递和/或胞内信号传递途径等环节出错，或降低了对外源信号的依赖性，或对生长抑制信号不敏感，使细胞呈现失控性增殖。肿瘤细胞还能够产生信号分子，促进肿瘤内血管生成，以保证自身氧和营养供给；降解基质蛋白，实现浸润和转移。现今，临床上采用手术、放射线、化学药物单独或联合使用来对付恶性肿瘤。传统肿瘤治疗所用化学药物多毒性较大，且杀伤无选择性，现今，正在积极开展药物靶向投放、治疗技术，其中免疫靶向治疗是一个重要手段，抗体药就属于免疫治疗方式。

肿瘤细胞具有一定免疫原性，但是肿瘤细胞能通过多种方式逃逸免疫监视，诱导免疫抑制。肿瘤靶向治疗药物基于肿瘤抗原作为靶分子而开发。肿瘤抗原包括肿瘤特异抗原(TSA)和肿瘤相关抗原(TAA)。真正的TSA非常少，TAA虽然并非严格的肿瘤特异标记，在某些正常组织细胞中也存在低水平表达。根据作用机制，肿瘤抗体药物可大体分为：单独抗体分子作为抗体药治疗肿瘤；以抗体作为靶向载体携带靶向效应因子治疗肿瘤；多特异性工程抗体分子治疗肿瘤等类型。

其它

包括利用基因工程抗病毒中和性抗体预防和治疗致命的病毒性疾病；抗阿尔茨海默病等难治性神经退行性疾病等。

表FDA批准的部分抗体类药物（源自网络）

类型

通用名

商品名

中文名

生产厂家

作用靶点

药物适应症

鼠源性单抗(murine monoclonal antibody)-momab

muromonab-CD3

OKT3

抗CD3单抗

Ortho Biotech

CD3

肾移植急性排斥

ibritumomab

Zevalin

替伊莫单抗

Spectrum Pharms

CD20

非霍奇金淋巴瘤

tositumomab

Bexxar

托西莫单抗

SmithKline-Beecham

CD20

非霍奇金淋巴瘤

嵌合型单抗(chimeric monoclonal antibody)-ximab

abciximab

ReoPro

阿昔单抗

Centocor Inc

GPIIb/IIIa

血小板凝集

rituximab

Rituxan

利妥昔单抗

Genentech

CD20

非霍奇金淋巴瘤

basiliximab

Simulect

巴利昔单抗

Novartis

CD25

肾移植急性排斥

infliximab

Remicade

英利昔单抗

Centocor Inc

TNFα

类风湿性关节炎

cetuximab

Erbitux

西妥昔单抗

ImClone

EGFR

直结肠癌

人源化单抗(humanized monoclonal antibody)-zumab

daclizumab

Zenapax

达利珠单抗

Hoffman-La Roche

CD25

肾移植急性排斥

palivizumab

Synagis

帕利珠单抗

MedImmune

RSV F

呼吸道合胞病毒

trastuzumab

Herceptin

曲妥珠单抗

Genentech

HER2

HER2阳性乳腺癌

alemtuzumab

Campath

阿伦珠单抗

Ilex Pharmaceuticals

CD52

慢性淋巴细胞白血病

omalizumab

Xolair

奥马珠单抗

Genentech

IgE

哮喘

efalizumab

Raptiva

依法珠单抗

Genentech

CD11a

银屑病

bevacizumab

Avastin

贝伐单抗

Genentech

VEGF

直结肠癌/非小细胞肺癌

natalizumab

Tysabri

那他珠单抗

Biogen Idec

integrin

多发性硬化症

ranibizumab

Lucentis

雷珠单抗

Genentech

VEGF

湿性年龄相关性黄斑变性

eculizumab

Soliris

伊库珠单抗

Alexion Pharm

补体C5

阵发性睡眠性血红蛋白尿症

certolizumab

Cimzia

赛妥珠单抗

UCB Inc

TNFα

类风湿性关节炎

tocilizumab

Actemra

托西珠单抗

Genentech

IL-6

类风湿性关节炎

pertuzumab

Perjeta

帕妥珠单抗

Genentech

HER2

HER2阳性乳腺癌

全人源单抗(human monoclonal antibody)-mumab/numab

adalimumab

Humira

阿达木单抗

AbbVie Inc

TNFα

类风湿性关节炎

panitumumab

Vectibix

帕尼单抗

Amgen

EGFR

直结肠癌

golimumab

Simponi

戈利木单抗

Centocor Ortho Biotech Inc

TNFα

类风湿性关节炎

canakinumab

Ilaris

卡那单抗

Novartis Pharms

IL-1β

Cryopyrin蛋白相关综合征

ustekinumab

Stelara

优特克单抗

Centocor Ortho Biotech Inc

IL-12/IL-23

银屑病

ofatumumab

Arzerra

奥法木单抗

Glaxo Grp Ltd

CD20

慢性淋巴细胞白血病

denosumab

Prolia/Xgeva

地诺单抗

Amgen

RANKL

骨质疏松/预防骨折

belimumab

Benlysta

贝利木单抗

Human Genome Sciences Inc

BLyS

系统性红斑狼仓

ipilimumab

Yervoy

易普利单抗

Bristol-Myers Squibb

CTLA4

黑色素瘤

融合蛋白(fusion protein)-cept

etanercept

Enbrel

依那西普

Immunex

TNF

类风湿性关节炎

abatacept

Orencia

阿巴西普

Bristol-Myers Squibb

CD80/CD86

类风湿性关节炎

rilonacept

Arcalyst

列洛西普

Regeneron Pharmaceuticals

IL-1

Cryopyrin蛋白相关综合征

belatacept

Nulojix

倍他西普

Bristol-Myers Squibb

CD80/CD86

肾移植急性排斥

aflibercept

Eylea

阿柏西普

Regeneron Pharmaceuticals

VEGF

湿性年龄相关性黄斑变性

ziv-aflibercept

Zaltrap

ziv-阿柏西普

Sanofi-Aventis US

VEGF

直结肠癌

抗体偶联药物(antibody-drug conjugate)

gemtuzumab ozogamicin

Mylotarg

吉妥珠单抗奥加米星

Wyeth Pharms Inc

CD33

急性髓细胞白血病

brentuximab vedotin

Adcetris

Seattle Genetics

CD30

霍奇金淋巴瘤，系统性间变性大细胞淋巴瘤

ado-trastuzumab emtansine

Kadcyla

Genentech

HER2

HER2阳性乳腺癌

群晓科苑

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7038ff370102vgd9.html

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自王尧玲科学网博客。

链接地址：http://wap.sciencenet.cn/blog-1991202-886930.html?mobile=1

收藏

分享