治療性單抗研究進展與抗體產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)
抗體作為機體免疫應答的通用試劑,能夠識別、中和或清除誘發(fā)疾病的抗原。抗體的"可變區(qū)"(Fab)可特異性的結(jié)合抗原或靶細胞;抗體的"恒定區(qū)"(Fc)介導多種細胞效應功能(CDC、ADCC等)。此外,F(xiàn)c端與FcRn的結(jié)合,使得抗體分子在體內(nèi)的半衰期長達十至二十天。以上抗體的分子結(jié)構(gòu)與生物功能保證了其作為治療性蛋的藥用療效。 截止2012年底,歐美市場已有總計三十余種治療性通用試劑抗體上市銷售。以上抗體藥物已經(jīng)在免疫性疾病[1]、癌癥[2]等治療領(lǐng)域取得巨大成功。而從抗體藥物的研發(fā)線來看,已經(jīng)有三百余種單抗藥物進入臨床研究階段[3]??贵w藥物研制的成功率(20%)遠遠高于傳統(tǒng)小分子化學藥(11%)[4]。所以,抗體通用試劑藥物已經(jīng)成為,并且未來仍將是制藥行業(yè)發(fā)展的主要方向[5]。
1.1 抗體技術(shù)的發(fā)展進程
抗體在臨床上的治療性應用,始于1888年Emile Roux使用"多克隆抗體"治愈白喉病患者。1897年P(guān)aul Ehrlich's 提出了假說:即利用抗體進行"靶向治療"。利用抗原免疫動物可以快速獲得含有多克隆抗體的"抗血清"。但是由于多克隆抗體本質(zhì)上是針對抗原不同表位的單克隆抗體混合物,其質(zhì)量并不均一,加之受免疫動物的制備路線所限,多克隆抗體在臨床上的應用并不多見;上世紀七十年代,利用小鼠B淋巴雜交瘤細胞,可以獲得抗單個抗原決定簇的"單克隆抗體",后者較多克隆抗體特異性高、均一性好,成本低廉,為抗體技術(shù)的臨床應用帶來突破[6]。
上世紀八十年代,美國Gentech公司申請了關(guān)于"重組抗體"制備的*("Cabilly patent"),即利用DNA重組技術(shù),將抗體重鏈、輕鏈DNA同時導入宿主細胞,后者合成并分泌具有生物活性的單克隆抗體。此后,治療性抗體的生產(chǎn)真正進入到產(chǎn)業(yè)化階段。另外,基因工程抗體能夠在基因水平對抗體分子進行切割、拼接,組裝,賦予抗體分子新的生物活性,較"多克隆抗體""雜交瘤單抗"更具應用前景。
1.2抗體藥物的發(fā)展進程
1986年,采用雜交瘤技術(shù)生產(chǎn)的"鼠源單抗"OKT3TM(muromonab)成為上市的*治療性單抗。但是,由于鼠源單抗嚴重的免疫原性(人抗鼠抗)問題。抗體藥物在上市的*十年間臨床應用并不廣泛。 此后,"嵌合抗體"技術(shù)保留鼠源Fab,采用人源Fc段替代鼠源Fc端,部分減輕了鼠源抗體的免疫原性。 "CDR移植技術(shù)"又可將可變區(qū)的部分序列更換為人源序列,進一步的減輕嵌合抗體的免疫原性,采用此技術(shù)的抗體藥物稱之為"人源化抗體"(humanized antibody)。由于成功的降低了重組抗體的免疫原性,上世紀九十年代末上市的諸多嵌合抗體和人源化抗體,得以在臨床上廣泛應用。
"嵌合抗體"的人源程度可達66%,"人源化抗體"可達90-95%,但仍不是真正意義上的"人源抗體"。上世紀八十年代發(fā)展起來的"體外展示技術(shù)"(噬菌體、酵母菌、核糖體展示等),通過構(gòu)建大容量人源抗體文庫,可實現(xiàn)全人源抗體的體外篩選[7](如2002年上市Adalimumab)。本世紀初興起的的"轉(zhuǎn)基因鼠"技術(shù)(如:HuMAb-MouseTM、KM-MouseTM、XenoMouseTM、VelocImmuneTM、等),在小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)入了人的抗體基因簇,經(jīng)抗原免疫后也產(chǎn)生全人源抗體[8](如2006年上市的Panitumumab)。此外,近年來出現(xiàn)"兔單抗"技術(shù)(如RabMAbTM),較傳統(tǒng)鼠源抗體親和力強、特異性高,也是成為抗體藥物設計的一種選擇[9]。從目前以上市抗體的結(jié)構(gòu)分析,人源化抗體及全人源抗體已經(jīng)成為抗體藥物的主流[10]