治療性抗體成藥性的研究上海醫(yī)藥工業(yè)研究院藥理學專業(yè)孫艷12706007摘要:治療性抗體作為生物技術藥物有著特異性、靶向性和高效的特點，但在成藥性方面存在很多問題：如免疫排斥和價格昂貴等，限制了治療性抗體的應用。由此，抗體向著人源化和小型化的方向發(fā)展。主要經歷了單克隆抗體，嵌合抗體，人源化抗體及全人抗體的步驟，從而逐步降低免疫排斥。小型化主要可以解決抗體藥物的跨膜特性，此外可以和毒素、化合物、酶等連接形成抗體衍生物發(fā)揮雙功能作用。關鍵詞：抗體，生物技術藥物，靶向，成藥性，人源化，抗體衍生物背景：從1982年起，隨著單克隆抗體研究的廣泛深入，大量臨床試驗結果卻背離了人們的期望。許多單抗在動物實驗中顯示出極強的藥效，但是在臨床應用中卻屢遭失敗。分析單抗應用中存在的問題發(fā)現(xiàn)：抗體的鼠源性，不僅會使單抗受到人體免疫系統(tǒng)的排斥，而且其Fc段不能有效地激活人體效應系統(tǒng)。此外，抗體的昂貴價格使得很多患者望而卻步，使其不能廣泛應用。為解決這兩個問題，抗體的研究進入人源化和小型化的時代。隨著生物技術的發(fā)展，PCR、基因工程及噬菌體展示等技術的發(fā)展為抗體人源化和小型化的研究奠定了基礎。正文：一、抗體人源化人源化抗體是繼單克隆抗體之后，抗體研究領域的第二個里程碑，人源化抗體之所以優(yōu)于鼠抗體，在于以下幾個方面：1）降低機體的免疫排斥反應。2）人抗體中的Fc段能夠誘發(fā)機體的效應功能——募集效應因子或效應細胞，后者對靶細胞具有殺傷作用。3）體內的半衰期長【1】。人源化抗體的主要原則是在不影響親和力活性的情況下降低抗體免疫原性。（一）嵌合抗體人鼠嵌合抗體是用人抗體恒定區(qū)置換鼠抗體的相應部位，這類抗體分子約35%為人源，在抗原特異性和親和力方面都較好的保留了親代抗體的特征，而免疫原性降低至12%左右，在體內的半衰期和效應功能也更加接近于人抗體?？贵w恒定區(qū)多選用IgG1亞型，因為半衰期長并且免疫作用強⑵。應用DNA重組技術將鼠源單抗的V區(qū)基因與人免疫球蛋白的C區(qū)基因相連接，構建成嵌合基因，插入適當質粒，轉染相應宿主細胞表達產生。（二）改型抗體在嵌合抗體的基礎上進一步減少鼠源成分，僅保留鼠抗體CDR區(qū)（complementaritydeterminingreign，互補決定區(qū)），這種改型抗體的人源成分達90%，即通常所指的人源化抗體。但是值得注意的是非CDR部位殘基參與CDR構象的形成【3】，所以CDR移植常常致親和力下降，而且并非對每一種鼠抗都適用。最常用的方法是選擇與鼠抗原有高同源性的人源抗體，在此基礎上還可以進行表面氨基酸殘基人源化，降低其免疫原性。（三）全人抗體全人抗體是治療性抗體的發(fā)展趨勢。建立產生人抗體的小鼠，其中包括應用細胞轉移技術將人體外周血白細胞植入免疫雙缺損（SCID）小鼠，以在鼠體內重建人功能性免疫系統(tǒng)的hu-PBL-SCID小鼠、應用轉基因技術將人Ig基因轉入小鼠的轉人Ig基因組小鼠和應用染色體轉移技術將人染色體轉入小鼠的轉人染色體小鼠制備人抗體技術、利用抗體庫技術技術使體外不經過免疫獲得抗體成為可能。抗體庫技術包括噬菌體抗體庫和核糖體展示技術。優(yōu)點是抗體庫形成不受體內克隆和免疫耐受限制，從而篩選出針對自身抗原、腫瘤抗原或有毒抗原的抗體；缺點是建庫工作量較大，且獲得的僅是抗體片段。利用核糖體展示技術篩選抗體的整個過程均在體外進行，不經過大腸桿菌轉化的步驟，因此可以構建高容量、高質量的抗體庫，更易于篩選高親和力抗體⑷。2011年3月9日，美國FDA批準葛蘭素史克和人類基因組科學公司生產的Belimumab上市，用于系統(tǒng)性紅斑狼瘡的治療。Belimumab即為噬菌體展示技術產生的B淋巴細胞刺激因子特異性的人源單克隆抗體⑸。二、小分子抗體小分子抗體因其分子量小，穿透性強，抗原性低，可在原核系統(tǒng)表達及易于基因工程操作等優(yōu)點而受到人們的重視，成為基因工程抗體家族的主要成員和研究熱點。常見的單價小分子抗體有Fab段、ScFv、Fv段，二硫鍵穩(wěn)定的Fv段，單域抗體、超變區(qū)等；多價小分子抗體有雙鏈抗體，三鏈抗體，微型抗體等⑹。小分子抗體的特點使其具有藥效高、價格低的優(yōu)點。因此，研制小型化抗體藥物對提高療效和廣泛使用有重要意義。三、抗體衍生物抗體包含兩個功能域：靶向識別（Fab）及效應功能（Fc段），并不是任何情況下都需要兩個功能域同時存在，比如Fab就已經應用于臨床的腫瘤治療。結合血小板糖蛋白Ilb/IIIa受體的抗體Fab（Reopro），通過抑制血小板活化預防冠脈血管成形術的并發(fā)癥⑺。由于Fab在體內的半衰期很短，一般可通過偶聯(lián)PEG加以改善。靶向識別域也同時能作為一種有效的“彈頭”搭載毒素到特定部位發(fā)揮效力，做成免疫復合物或者雙功能融合蛋白，用于疾病的治療。例如由FDA批準上市的Gemtuzumab（Mylotarg），是一種抗CD33的抗體與Calicheamicin（加利車霉素）的偶聯(lián)物，被應用于急性骨髓瘤白血病的治療⑻。抗體衍生物可以將藥物靶向帶到病原部位，藥物的分布更加唯一，降低藥物達到有效濃度的劑量。吉妥單抗（卡利奇霉素與抗體偶聯(lián)物）的成功上市使得抗體藥物的用量下降了10余倍【9-10】。四、特殊類型抗體這類抗體有雙特異型抗體、細胞內抗體、催化抗體、免疫脂質體，這里我們主要介紹的是雙特異性抗體。雙特異性抗體可以特異性靶向兩種抗原物質。2009與2011年，生物制藥巨頭Genentech公司基“two-in-one”策略，相繼開發(fā)了同時靶向VEGF與HER2，以及同時靶向EGFR與HER3的雙特異性抗體，療效明顯優(yōu)于針對單個靶標的單抗治療，在國際上引起強烈反響he】。左明輝等于2012年研制出一種同時結合VEGF，EGFR，HER2的Fc融合蛋白EVP1，是一種富有潛力的多靶向抗體類治療腫瘤藥物【13】°EVPI與雙特異性抗體相比，結合不同靶標的單元相對獨立，在結合一類抗原（如VEGF）后仍保持結合另一類抗原（如EGFR）的活性，可能具有更強的協(xié)同效應；此外，還有研究發(fā)現(xiàn)雙特異性抗體在神經系統(tǒng)藥物中的應用。研究發(fā)現(xiàn)，靶向轉鐵蛋白受體和。-分泌酶的雙特異性抗體分子可以通過轉鐵蛋白受體介導的胞吞作用穿過血腦屏障，使得大分子抗體藥物在腦內發(fā)揮作用成為可能，從而可以治療阿爾茨海默病【14】。討論：與診斷性抗體不同，治療性抗體要在體內發(fā)揮作用，只有特異性和高效性并不能使其很好的應用于臨床，因為治療性抗體要想作為生物技術藥物使用，必須要滿足成藥性的條件。成藥性涵蓋的內容非常廣泛，大體歸納為4個方面，即物理化學性質、生物化學性質、藥代動力學性質和產生不良反應和毒副作用的性質【15】?？贵w在使用中就面臨著藥代動力學性質和產生免疫排斥兩個方面的成藥性難題。一方面抗體屬于大分子蛋白質物質，很難透過細胞膜和細胞間隙，影響其到達腫瘤內部和腦部發(fā)揮療效，所以開始研究小分子抗體、抗體衍生物和雙特異性抗體等，改善藥代動力學性質。另一方面通過抗體人源化減少免疫原性，降低人抗鼠抗體免疫排斥反應，提高抗體使用的安全性和有效性。由于影響抗體免疫原性的因素很多，如抗原呈遞方式、次級信號系統(tǒng)以及患者的個體差異性等等，而抗體的人源化只能解決一個方面的問題，其廣泛應用將有賴于對機體免疫系統(tǒng)調節(jié)機制進行更加細致深入的研究。同樣，抗體衍生物也會面臨諸如免疫原性、毒副作用等自身固有的問題，所以可行的發(fā)展方向是完善人抗體技術的同時，推進治療性小分子抗體衍生物的研究。根據臨床實際設計靈活的治療方案，使人源化抗體和抗體衍生物互為補充，達到最佳治療效果。參考文獻：【1-2】林蕓，閻錫蘊.人源化抗體研究歷程及發(fā)展趨勢[J].生物工程學報，2004,20(1):1-5【3】CaldasC,CoelhoV,KalilJ,etal.MolImmunol,2003,39(15):941【4】LonbergN.Humanmonoclonalantibodiesfromtransgenicmice[J].HandbExpPharmacol,2008(181):69-97.【5】陳琳抗腫瘤抗體藥物的研究進展[J].國際病理科學與臨床雜志，2013,33(2):155-210【6】鄧寧，向軍儉，黃峙.小分子抗體技術研究進展[J].生物學通報,2004,39(8):1-3【7】CollerBS.GPIlb/IIIaantagonist:pathophysiologicandtherapeuticinsightsfromstudiesofc7E3Fab.ThrombHaemost,1997,78(1):730-735【8】Niculescu-DuvazI.Technologyevaluation：gemtuzumabozogamicin,Celltechgroup.CurrOpinMolTher,2000,2(6):691-696【9】HutterML,SchlenkRF.Gemtuzumabozogamicininnon-acutepromyelocyticacutemyeloidleukemia.ExpertOpinBiolTher,2011,11(10):1369-1380.【10】BrecciaM,Lo-CocoF.Gemtuzumabozogamicinforthetreatmentofacutepromyelocyticleukemia:mechanismsofactionandresistance,safetyandefficacy.ExpertOpinBiolTher,2011,11(2):225-234.【11】ParrentPW,ButonDR.Immunology.Two-in-onedesignerantibodies.Science,2009,323(5921):1567-1568.【12】BostromJ,YuSF,KanD,etal.VariantsoftheantibodyherceptinthatinteractwithHER2andVEGFattheantigenbindingsite.Science,2009,323(5921):1610-1614【13】左明輝，金華君，黎江，等.V