【專業(yè)文獻(xiàn)】基于抗體藥物的我國生物制藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景[1]

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1、Therapeutic Antibodys Based Cancer Therapy 基于抗體藥物的我國生物制藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景 陳志南 第四軍醫(yī)大學(xué)細(xì)胞工程研究中心/細(xì)胞生物學(xué)教研室 腫瘤生物學(xué)國家重點實驗室，西安，710032 摘要：抗體工程藥物是生物技術(shù)及其生物藥物最重要的部分之一，它是以基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程為工藝研發(fā)的生物技術(shù)產(chǎn)品，也是全球生物技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化最為成功的產(chǎn)品，它們集成了20世紀(jì)50年代以來生命科學(xué)發(fā)展最前沿的成果和生物工程最關(guān)鍵的技術(shù)，是生物制藥實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要標(biāo)志。本文就將基于抗體藥物的生物制藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景予于闡述。 關(guān)鍵詞：抗體 人源化 生物制

2、藥 近25年來，隨著生物技術(shù)工業(yè)的快速發(fā)展，創(chuàng)造了35種重要的治療性藥物，其中北美地區(qū)擁有63%，歐洲擁有25%，日本擁有7%；其2007年銷售額已達(dá)到828億美元，增長率達(dá)到23%，其中美國占有全球市場的41%，歐洲25%，其他地區(qū)34%。抗體藥物是近年來復(fù)合增長率最快的一類生物技術(shù)藥物，全球年銷售額從1997年的3.10億美元上升2007年的258億美元；其在生物制藥產(chǎn)業(yè)中所占份額也從2000年的1/5上升到2007年的1/3；在2007年銷售額前10位的生物技術(shù)藥物中，抗體藥物有5種，分別是利妥昔單抗（第2）、曲妥珠單抗（第3）、英利昔單抗（第4）、貝伐單抗（第6）、阿達(dá)木單抗（第

3、9），其中4種銷售額超過40億美元。因此，抗體藥物具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值 中國生物技術(shù)信息網(wǎng) 。抗體生產(chǎn)制備不僅提供現(xiàn)代生命科學(xué)研究的重要工具，在基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能研究方面有著不可或缺的作用，同時更是生物制藥領(lǐng)域的主要組成部分。 抗體作為一個特異的接頭分子是鏈接基因組、蛋白組和系統(tǒng)生物學(xué)的重要工具，它介導(dǎo)了靶分子之間的相互作用并發(fā)揮效應(yīng)。目前，全球單克隆抗體已多于100,000種，工程抗體多于1,000種，診斷和治療用抗體約500種，正在進(jìn)行臨床試驗的抗體有100余種；同時，抗體的多樣性及其抗原表位組的研究也是揭示生命免疫機制的重要途徑?？贵w藥物治療腫瘤有廣闊的前景。實驗研究

4、表明，抗體對腫瘤細(xì)胞有選擇性殺傷作用，有更高的療效和較低的毒性，體內(nèi)顯示呈特異性分布，與腫瘤靶分子有特異性結(jié)合作用，并對抗藥性腫瘤細(xì)胞也有殺傷作用。如Rituxan治療B細(xì)胞性非霍杰金氏淋巴瘤已達(dá)30多萬例病人，單藥治療總反應(yīng)率為50%，其療效與化學(xué)藥物相同，但前者更安全，幾乎無副作用，抗體聯(lián)合化療有效率高達(dá)80%以上 Cheson BD. Monoclonal antibody therapy for B-cell malignancies. Semin Oncol. 2006 Apr;33(2 Suppl ):2-14. ；針對血管表皮生長因子（VEGF）的抗體Avastin，使晚期

5、結(jié)腸癌患者的生存期平均延長了5個月，F(xiàn)DA認(rèn)為它幾乎對所有的晚期結(jié)腸癌患者都有幫助，因此被批準(zhǔn)作為晚期結(jié)腸癌的一線用藥 Glusker P, Recht L, Lane B. Reversible posterior leukoencephalopathy syndrome and bevacizumab. N Engl J Med. 2006 Mar 2;354(9):980-2; discussion 980-2. 。該類藥物一經(jīng)開發(fā)就倍受關(guān)注。 1 抗體工程的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.1 抗體高通量、大規(guī)模、功能化制備技術(shù) 高通量抗體制備技術(shù)的發(fā)展十分重要。常見的方法如雜交瘤-

6、快速篩選技術(shù)，工程抗體-抗體庫和人記憶B細(xì)胞分選技術(shù)。近年來，Mathias Uhlen建立了高通量的單一性多克隆抗體制備技術(shù)。Elisabetta T改進(jìn)了人記憶B細(xì)胞分選技術(shù)，用CpG寡核苷酸增加了B細(xì)胞永生化率，從而使單克隆抗體制備更加快捷有效。EPITOMIC公司發(fā)展了兔雜交瘤技術(shù)，克服了鼠雜交瘤的缺點，獲得更多的低豐度及磷酸化蛋白質(zhì)抗體；Hamers率先進(jìn)行了駱駝抗體的研究 Perez JM, Renisio JG, Prompers JJ, etc. Thermal unfolding of a llama antibody fragment: a two-state revers

7、ible process. Biochemistry. 2001 Jan 9;40(1):74-83. ，只含有重鏈的抗體同樣具有抗體功能，在中和毒素和酶功能拮抗等方面具有較好的發(fā)展前景；大容量甚至超大容量非免疫人抗體庫技術(shù)的發(fā)展，使高通量篩選任何抗原的人抗體成為可能。 過去，用常規(guī)免疫和融合免疫方法很難制備針對高度保守抗原穩(wěn)定的單克隆細(xì)胞株，主要是因為初級GC形成和調(diào)節(jié)過程中自身反應(yīng)性B細(xì)胞的早期清除作用。可溶性抗原直接連接到高親和力抗原特異的GC的B細(xì)胞導(dǎo)致調(diào)亡并引起克隆缺矢的快速發(fā)生，證實了自身活性B細(xì)胞的早期清除作用，B細(xì)胞表達(dá)Bcl-2轉(zhuǎn)基因鼠同結(jié)合多位點重復(fù)免疫（RIMMS）

8、方法相結(jié)合可進(jìn)一步增強對保守抗原的MAbs的產(chǎn)生 Wring SA, Kilpatrick KE, Hutchins JT, etc. Shorter development of immunoassay for drugs: application of the novel RIMMS technique enables rapid production of monoclonal antibodies to ranitidine. J Pharm Biomed Anal. 1999 Apr;19(5):695-707. 。同常規(guī)方法制備單克隆抗體相比，RIMMS有很多優(yōu)點：采用結(jié)合多

9、位點重復(fù)免疫RIMMS方法制備高親和力的mAbs僅需要1-2只小鼠和少量的抗原（400ng-3μg位點）或DNA（2.5-100μg/位點），RIMMS還免除了免疫過程中試血過程。迄今為止，已經(jīng)建立了快速制備方法，包括合成肽、重組蛋白、細(xì)胞提取物、連接復(fù)合物以及體內(nèi)DNA免疫后表達(dá)蛋白等多種免疫原mAbs的方法, 并廣泛用于ELISA、免疫沉競爭性聯(lián)免疫印漬分析、免疫組織化學(xué)等方面的研究。今后，在闡明RIMMS機制的基礎(chǔ)上，使用RIMMS方法，通過轉(zhuǎn)染并鑒定可能進(jìn)一步增加融合效率的其他細(xì)胞周期調(diào)控和信號蛋白，進(jìn)一步澄清早期抗原驅(qū)使的體細(xì)胞超突變和親和力成熟過程。由于它們與成熟記憶細(xì)胞的調(diào)節(jié)和產(chǎn)

10、生有關(guān)，耐受或自身免疫紊亂機制可得以澄清。RIMMS也為構(gòu)建免疫B細(xì)胞的組成多樣化的噬菌體呈現(xiàn)庫提供一條新的途徑，在細(xì)胞不同時空的表達(dá)及其蛋白功能研究也有廣闊的應(yīng)用前景。因此，將消減免疫、RIMMS的方法與DNA免疫和細(xì)胞免疫的方法相結(jié)合，建立一種快速制備高親和力抗體的方法，將大大縮短單抗制備的周期。 1.2 動物細(xì)胞表達(dá)抗體產(chǎn)品大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù) 近年來，人們不斷發(fā)展和完善了許多抗體分子的表達(dá)體系，如：細(xì)菌、酵母、昆蟲細(xì)胞、哺乳動物細(xì)胞、植物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)和體外翻譯系統(tǒng)等。哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)具有活性高、穩(wěn)定性好等重要優(yōu)點，已成為抗體等生物技術(shù)產(chǎn)品最重要的系統(tǒng) Kushibiki T, Tab

11、ata Y. A new gene delivery system based on controlled release technology. Curr Drug Deliv. 2004 Apr;1(2):153-63. 。2007年銷售額排名前列的6類生物技術(shù)藥物中，有5類是由動物細(xì)胞表達(dá)生產(chǎn)（腫瘤治療抗體類、抗TNF-α抗體類、EPO類、β干擾素類、凝血因子類），僅胰島素類藥物是由大腸桿菌和酵母表達(dá)的。歐美國家哺乳動物細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)品種類占60%-70%，市場份額占65%以上。雖然該體系也存在著產(chǎn)率低、某些糖基化產(chǎn)物不穩(wěn)定、不易純化、費用昂貴和自動化水平低等不足，但是完整抗體分子量大

12、、二硫鍵多、糖基化位點多、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有使用動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)化才能成為可能。 哺乳動物細(xì)胞表達(dá)生物技術(shù)產(chǎn)品大規(guī)模高效培養(yǎng)技術(shù)是生物醫(yī)藥產(chǎn)品主要的生產(chǎn)方式和關(guān)鍵“瓶頸”技術(shù)。目前，國際上該項技術(shù)發(fā)展較快，已趨成熟，以默克公司為代表的流加培養(yǎng)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)10,000L以上，以貝爾公司為代表的灌流培養(yǎng)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)200L以上，蛋白表達(dá)濃度為0.5-2g/L；我國在該技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，基礎(chǔ)較差，但近年來經(jīng)過努力，已經(jīng)實現(xiàn)了該項技術(shù)的突破，尤其是“十五”期間組成了以第四軍醫(yī)大學(xué)，華東理工大學(xué)，中國科學(xué)院，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成的項目組，順利完成了國家重大科技專項“動物細(xì)胞表達(dá)生物技術(shù)

13、產(chǎn)品大規(guī)模高效培養(yǎng)技術(shù)平臺”預(yù)定目標(biāo)。上海中信國健藥業(yè)有限公司、北京百泰生物技術(shù)有限公司也都應(yīng)用了該項技術(shù)，目前我國該項技術(shù)的主要工藝，流加培養(yǎng)規(guī)模達(dá)到500L以上，灌流培養(yǎng)規(guī)模達(dá)到100L以上，蛋白質(zhì)產(chǎn)量在0.2-1.0g/L。 建立了涵蓋CHO、雜交瘤、HEK293、Vero和BHK等工程細(xì)胞的大規(guī)模批次、流加、灌流培養(yǎng)工藝，突破了系列動物細(xì)胞高效表達(dá)載體構(gòu)建與優(yōu)化技術(shù)、高通量細(xì)胞培養(yǎng)篩選系統(tǒng)、系列無血清培養(yǎng)基、無血清懸浮馴化技術(shù)、動物細(xì)胞代謝調(diào)控模式的優(yōu)化、新型灌流培養(yǎng)細(xì)胞截留系統(tǒng)、無載體固定化培養(yǎng)分散控制技術(shù)、工藝過程多參數(shù)系統(tǒng)控制技術(shù)、自動程控反饋補料系統(tǒng)、生物反應(yīng)器放大與強化技

14、術(shù)等10項主要的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)領(lǐng)域在基地建設(shè)、人才培養(yǎng)、關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)放大工藝等方面都取得了較大的進(jìn)展。建立了我國具有通用性、先進(jìn)性、示范性和輻射性并有自主知識產(chǎn)權(quán)的動物細(xì)胞表達(dá)生物技術(shù)產(chǎn)品大規(guī)模高效培養(yǎng)技術(shù)平臺，實現(xiàn)了該技術(shù)平臺從無到有，從小到大的跨越，使我國在該生物技術(shù)平臺領(lǐng)域逐步趕上世界先進(jìn)水平，縮短了差距，為我國生物技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐和部分源頭創(chuàng)新技術(shù)。支持和帶動了相關(guān)學(xué)科和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 1.3 人源化及全人抗體的構(gòu)建及優(yōu)化技術(shù) 隨著免疫學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及抗體基因結(jié)構(gòu)的闡明，DNA重組技術(shù)開始用于抗體的改造?？贵w藥物已經(jīng)進(jìn)入基因工程抗體時代。

15、基因工程抗體具有以下優(yōu)點：①降低人體對異種抗體的排斥反應(yīng)；②減小抗體的分子量，利于其穿透血管壁，進(jìn)入病灶的核心部位；③根據(jù)需要，制備新型抗體；④采用多種表達(dá)方式，大量表達(dá)抗體分子，降低生產(chǎn)成本。 1.3.1 嵌合抗體：利用DNA重組技術(shù)將鼠單抗的輕、重鏈可變區(qū)基因插入含有人抗體恒定區(qū)的表達(dá)載體中，轉(zhuǎn)化哺乳動物細(xì)胞表達(dá)出人鼠嵌合抗體，其人源化程度達(dá)到70%左右，完整地保留了異源單抗的可變區(qū)，最大限度地保持了其親和活性，降低了免疫原性。我國目前該項技術(shù)已經(jīng)成熟，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院抗CD20，第四軍醫(yī)大學(xué)抗人HAb18G, CAb-3，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤研究所抗Her-2的嵌合抗體均已構(gòu)建成功并進(jìn)入研

16、發(fā)階段。 1.3.2表面重塑抗體：對鼠抗體表面氨基酸殘基進(jìn)行人源化改造。該方法的原則是僅替換與人抗體SAR差別明顯的區(qū)域，在維持抗體活性并兼顧減少異源性基礎(chǔ)上選用與人抗體表面殘基相似的氨基酸替換；另外，所替換的區(qū)段不應(yīng)過多，對于影響側(cè)鏈大小、電荷、疏水性，或可能形成氫鍵從而影響到抗體互補決定區(qū)（CDR）構(gòu)象的殘基盡量不替換。我國也已經(jīng)開始這方面工作的嘗試。 1.3.3 重構(gòu)抗體：由異源抗體中與抗原結(jié)合相關(guān)的殘基與人抗體重新拼接構(gòu)建的，包括CDR區(qū)移植，部分CDR移植和特定決定區(qū)（SDR）轉(zhuǎn)移 Schelonka RL, Ivanov II, Jung DH, etc. A single D

17、H gene segment creates its own unique CDR-H3 repertoire and is sufficient for B cell development and immune function. J Immunol. 2005 Nov 15;175(10):6624-32. 。我國在這方面工作已經(jīng)取得進(jìn)展，如北京天廣實，回而生公司都在開展這方面工作。 1.3.4全人抗體：即抗體的輕重鏈都是來源于人的抗體。目前獲得全人源化抗體方法有抗體庫篩選技術(shù)，如鏈置換、基因工程小鼠制備全人抗體。目前比較成熟的是抗體庫篩選技術(shù)：抗體庫篩選技術(shù)主要包括噬菌體抗體庫

18、和核糖體展示技術(shù)。 1.3.4.1 噬菌體抗體庫技術(shù)：從免疫或未被免疫的B細(xì)胞中分離抗體PCR 擴(kuò)增可變區(qū)基因；將VH、VL基因片段組合文庫插入噬菌體編碼膜蛋白的基因III（g3)或基因VIII（g8）的先導(dǎo)系列的緊靠下游，使外源基因表達(dá)的多肽以融合蛋白的形式展示在外殼蛋白gp III或gp VIII的N端。用抗原經(jīng)“結(jié)合—洗脫—擴(kuò)增”數(shù)個循環(huán)篩選出表達(dá)特異性好、親和力強的抗體噬菌體庫。例如：用鏈替換（Chain Shuffling）方法，以親本抗體的一條鏈（輕鏈）與另一條鏈（重鏈）的文庫組合，構(gòu)建抗體庫，篩選高親和力的克隆，再固定重鏈，用同樣方法選擇具有高親和力的輕鏈。一些特異性好，有應(yīng)用

19、前景的鼠抗體，利用抗原表位定向選擇（epitope guided selection，EGS）方法，以鼠單抗可變區(qū)為模板，經(jīng)噬菌體展示技術(shù)，通過抗原導(dǎo)向，篩選能夠模擬鼠單抗可變區(qū)，結(jié)合相同抗原決定簇的人抗體，經(jīng)這一方法獲得人源抗體。國內(nèi)也有實驗室采用計算機輔助設(shè)計下，將鼠抗體表面氨基酸殘基“人源化”，主要將鼠Fv段表面暴露的骨架區(qū)殘基中與人Fv不同者改為人源性，使Fv的表面人源化，但仍保留其與抗原結(jié)合的特性。中國疾病控制中心病毒所，第四軍醫(yī)大學(xué)，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院都在開展這方面的工作。 1.3.4.2核糖體展示技術(shù)：將基因型和表型聯(lián)系在一起，編碼蛋白的DNA在體外進(jìn)行轉(zhuǎn)錄與翻譯，由于對DNA進(jìn)行

20、了特殊的加工與修飾，如，去掉3′末端終止密碼子，核糖體翻譯到mRNA末端時，由于缺乏終止密碼子，停留在mRNA的3′末端不脫離，從而形成蛋白質(zhì)-核糖-2mRNA三聚體，將目標(biāo)蛋白特異性的配基固相化，如：固定在ELISA微孔或磁珠表面，含有目標(biāo)蛋白的核糖體三聚體就可在ELISA板孔中或磁珠上被篩選出，對篩選分離得到的復(fù)合物進(jìn)行分解，釋放出的mRNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄酶鏈聚合反應(yīng)（RT-PCR），PCR產(chǎn)物進(jìn)入下一輪循環(huán)，經(jīng)過多次循環(huán)，最終可使目標(biāo)蛋白和其編碼的基因序列得到富集和分離。 1.3.4.3基因工程小鼠制備法：制備全人抗體的基因工程小鼠包括人外周血淋巴細(xì)胞-嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠（hu-PBL-

21、SCID小鼠）、轉(zhuǎn)基因小鼠和轉(zhuǎn)染色體小鼠制備人抗體技術(shù)。Hu-PBL-SCID小鼠是將已產(chǎn)生一定免疫反應(yīng)的供者或癌癥患者的人的外周血淋巴細(xì)胞移植于嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠（SCID），經(jīng)抗原免疫后可獲得人源抗體。轉(zhuǎn)基因小鼠：將人抗體生產(chǎn)基因轉(zhuǎn)入小鼠，以替換小鼠的抗體生成基因。轉(zhuǎn)基因小鼠制備人抗體的優(yōu)點是，其功效優(yōu)于其它生產(chǎn)抗人體蛋白單抗技術(shù)。不足之處：(1)轉(zhuǎn)基因通常有體細(xì)胞突變和其它獨特的序列，導(dǎo)致不十分完全的人序列；(2)由于抗體是在小鼠體內(nèi)裝配，因而產(chǎn)生的單抗具有鼠糖基化模式，所以這些單抗最終并不是全人的；(3)轉(zhuǎn)基因小鼠表達(dá)的人Ig多樣性較少，而且在同一小鼠中不能夠產(chǎn)生IgG各亞類。 1

22、.3.4.4 轉(zhuǎn)染色體小鼠：通過微細(xì)胞介導(dǎo)法（MMCT法）將人14號染色體上產(chǎn)生IgH的胚系片段和2號染色體上5-50Mb的κ輕鏈片段轉(zhuǎn)染到ES細(xì)胞，獲得小鼠經(jīng)人血清白蛋白免疫之后，可產(chǎn)生抗人血清白蛋白的人Ig，再次免疫后IgM產(chǎn)生。由轉(zhuǎn)染色體技術(shù)得到的小鼠，表達(dá)的人IgG各亞類的量與人血清中表達(dá)的IgG各亞類類同，且可同時在一個轉(zhuǎn)基因小鼠內(nèi)表達(dá)；但是，轉(zhuǎn)染色體小鼠導(dǎo)入的人Ig片斷雖然比較大，但其表達(dá)的人Ig量卻比較低。 總之，目前人源化工程抗體的構(gòu)建已基本成熟，包括鼠單抗可變區(qū)和人抗體恒定區(qū)組裝的嵌合抗體，僅保留鼠抗體中與抗原結(jié)合的CDR區(qū)，其FR區(qū)替換成人源的抗體（稱為改型抗體或CDR移

23、植抗體），以及用抗體庫技術(shù)，通過鏈更替將鼠Fab轉(zhuǎn)化成完全人源的抗體。在抗體親和力成熟等優(yōu)化技術(shù)方面，利用抗體結(jié)構(gòu)信息、鏈置換、基因突變、CDR空間變構(gòu)等優(yōu)化技術(shù)，可將抗體親和力提高數(shù)十倍至上千倍。 1.4 抗體工程藥物標(biāo)聯(lián)及增效技術(shù) 應(yīng)用抗體的特異性靶向功能及靶點拮抗作用，標(biāo)記同位素、化學(xué)藥物或毒素，可以大大提高療效，降低抗體用量。目前在臨床中使用的腫瘤治療藥物多數(shù)存在“敵我不分”的問題，即在殺死腫瘤細(xì)胞的同時，也破壞了人體正常細(xì)胞?！吧飳?dǎo)彈”，即將各種毒素、放射性同位素、化療藥物與識別腫瘤特異抗原或腫瘤相關(guān)抗原的抗體偶聯(lián)后，能夠特異殺傷腫瘤細(xì)胞的一類藥物。這種藥物經(jīng)由靜脈注入人體內(nèi)，

24、藥效分子集中作用于腫瘤細(xì)胞，既增強療效又減少對機體的毒副作用。放射性同位素與抗體的偶聯(lián)物在體內(nèi)能將前者運至藥靶部位，并通過其放射性活性殺傷靶細(xì)胞，還可通過X射線照相機拍攝核素放射線圖像，用于體內(nèi)治療和定位診斷 Chong HS, Milenic DE, Garmestani K, etc. In vitro and in vivo evaluation of novel ligands for radioi- mmunotherapy. Nucl Med Biol. 2006 May;33(4):459-467. ?？贵w與化療藥物分子的偶聯(lián)方法一般采用化學(xué)法。這些偶聯(lián)物對結(jié)腸癌、肝癌和胃癌

25、等多種腫瘤均有一定的抗癌效應(yīng)?？贵w與生物毒素交聯(lián)制備的偶聯(lián)物稱為免疫毒素。免疫毒素基于抗體部分對相應(yīng)抗原的特異識別作用及毒素部分具有的細(xì)胞毒作用，對腫瘤細(xì)胞具有殺傷效應(yīng)，是很有潛力的免疫治療方法。至今，美國FDA批準(zhǔn)上市的35種抗體藥物中，有5種為同位素標(biāo)記抗體藥物，1種為化學(xué)藥物標(biāo)記物；臨床試驗藥物中，有10種為同位素標(biāo)記抗體藥物，4種為化學(xué)藥物標(biāo)記物，2種為融合表達(dá)免疫毒素。其中同位素標(biāo)記物使用的核素發(fā)展趨勢為：①具有較強殺傷力的高能β射線131I、90Y；②低能β射線和俄歇電子，如111In，這類同位素具有較好的單細(xì)胞電離效應(yīng)，可兼并用作診斷和治療；③僅作診斷用途的99mTc。標(biāo)記方法逐

26、漸趨于溫和、長效的標(biāo)記方法，穩(wěn)定性可達(dá)72小時以上?；瘜W(xué)藥物標(biāo)記物為阿霉素、卡奇霉素類藥物。免疫毒素多為細(xì)菌毒素，如PE38、白喉毒素、蓖麻毒素等，多采用重組融合表達(dá)方式。我國在發(fā)展該項技術(shù)方面也取得了很大的進(jìn)展。如第四軍醫(yī)大學(xué)發(fā)展的131I長效標(biāo)記抗體技術(shù)。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院的進(jìn)行的小分子工程抗體化學(xué)藥物標(biāo)記技術(shù)均已成熟，并應(yīng)用于臨床。 近年來抗體藥物的增效技術(shù)發(fā)展較快，如免疫交聯(lián)物增強的化學(xué)治療，用化學(xué)藥物CPT-11誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞抗原LY6D/E48上調(diào)，并制備其單抗，應(yīng)用時將該單抗和化學(xué)藥物CPT-11聯(lián)合應(yīng)用，發(fā)揮其增強效果 Bonnee Rubinfeld, Archana Upadh

27、yay, Suzanna L Clark, etc. Identification and immunotherapeutic targeting of antigens induced by chemotherapy. Nature Biotechnology. 2006, 24, 205-209 。另一些方法，如用雙功能抗體進(jìn)行腫瘤的預(yù)靶向治療，也取得了一定的增效效果。雙價半抗原同位素標(biāo)記物親和力增強系統(tǒng)的建立是該思路的體現(xiàn)。其原理是：首先用冷抗體（雙功能非同位素標(biāo)記抗體）注入體內(nèi)，然后二次注入雙價半抗原同位素標(biāo)記物，這樣減少了同位素對機體的損傷，同時增加了抗體的特異性靶向殺傷作用。工

28、程裸抗體與化療、放療的聯(lián)合應(yīng)用也是目前通行的增效方法。 2代表性抗體藥物使用現(xiàn)狀 2.1 美國FDA抗體批準(zhǔn)的治療性抗體藥物 在FDA批準(zhǔn)的26種抗體藥物中，治療腫瘤藥物占53.8%，免疫性疾病19.2%，器官移植11.5%，感染性疾病7.7%，心血管疾病3.8%，其他3.8%。其中Rituxan、Remicade、Herceptin、Avastin和Humira等5個抗體藥物，在治療淋巴瘤、乳腺癌、結(jié)腸癌等惡性腫瘤中顯示良好的療效，在取得巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時也取得了良好的社會效益。 表一：美國FDA已批準(zhǔn)上市的26種抗體藥物 Food and Drug Administration

29、 www.fda.gov （截至2008年8月） Generic name Trade name Sponsor company Type Approval status Muromonab-CD3 Murine Mab(B72.3) Abciximab MurineMAb(PMSA) Murine Fab fragment (Anti-CEA) Te-99 nofetumo mab merpentan Murine Mab Rituximab Daclizumab Basiliximab Palivizumab Infliximab Trastuzuma

30、b Gemtuzumab Alemtuzumab Rituximab, Indium-111 Ibritumomab Tiuxetan, and Yttrium-90 Ibritumomab Infliximab Adalimumab LFA-3/IgG1 Tositumomab and Iodine I 131 omalizumab cetuximab bevacizumab Technetium 99m Tc Fanolesomab Natalizumab Ranibizumab Panitumumab Orthoclone OncoScint ReoP

31、ro ProstaScint CEA-Scan Verluma Rituxan Zenapax Simulect Synagis Remicade Herceptin Mylotarg Campath Zevalin Remicade Humira LFA-3 mAb Bexxar Xolair Erbitux Avastin NeutroSpec Tysabri Lucentis Vectibix Ortho Biotech CYTOGEN Centocor CYTOGEN Immunomedics DuPont Merck G

32、enentech Hoffman-La Roche Novartis Medlmmune Centocor Genentech Wyeth-Ayerst Millennium/ILEX IDEC Centocor Abbot Laboratories Biogen Corixa Novartis Imclone Genentech Palatin Technologies Biogen Idec Inc. Genentech, Inc Amgen Murine Murine Chimeric Murine Murine Murine C

33、himeric Humanized Chimeric Humanized Chimeric Humanized Humanized Humanized Murine Chimeric Humanized Humanized Murine Humanized Chimeric Humanized Murine Humanized Humanized Fully human 1986 1992 1994 1996 1996 1996 1997 1997 1998 1998 1998 1998 2000 2001 2002

34、 2002 2002 2003 2003 2003 2004 2004 2004 2004 2006 2006 2.2中國sFDA抗體批準(zhǔn)的和正在進(jìn)行臨床治療性抗體藥物 與此同時，我國國家藥品監(jiān)督管理局也加強了抗體藥物審批力度，已有10種抗體藥物批準(zhǔn)上市。尤其值得注意的是我國已有一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的抗體藥物正在進(jìn)行臨床或者完成臨床研究，等待批準(zhǔn)上市。 表二：中國SFDA已批準(zhǔn)上市的11種抗體藥物 中國食品藥品監(jiān)督管理局 （截至2007年） 抗體名稱 商品名 廠家 抗體類型 研發(fā)階段 Muromonab-CD3 Orthoclone 奧多生

35、物技術(shù)公司 （Ortho Biotech） 鼠源 批準(zhǔn)上市 Rituximab 利妥昔 羅氏（Roche）公司 嵌合 批準(zhǔn)上市 Trastuzumab 曲妥珠 羅氏（Roche）公司 人源化 批準(zhǔn)上市 Basiliximab 巴利昔 諾華制藥（Novartis） 嵌合 批準(zhǔn)上市 Daclizumab injection 抗Tac單抗注射液 Zenapax Protein Design Labs 人源化 批準(zhǔn)上市 注射用鼠源性抗人T淋巴細(xì)胞CD3抗原單克隆抗體 WuT3 武漢生物制品研究所 鼠源 批準(zhǔn)上市 抗人IL-8單克隆抗體乳膏

36、恩博克 東莞宏遠(yuǎn)逸士生物技術(shù)藥業(yè)有限公司 鼠源 批準(zhǔn)上市 碘[131I]人鼠嵌合型腫瘤細(xì)胞核單克隆抗體注射液（131I-chTNT） 上海美恩生物技術(shù)有限公司 嵌合 批準(zhǔn)上市 碘[131I]美妥昔單抗注射液 利卡汀 第四軍醫(yī)大學(xué) 成都華神集團(tuán) 片段抗體 批準(zhǔn)上市 重組人源化抗人表皮生長因子受體單克隆抗體 泰欣生 北京百泰生物藥業(yè)公司 人源化 批準(zhǔn)上市 2.3代表性抗體藥物使用現(xiàn)狀 2.3.1抗CD20單抗：（1）美羅華（rituximab）：是一種抗CD20的人鼠嵌合型單克隆抗體，CD20是B淋巴細(xì)胞的標(biāo)志，單抗通過識別細(xì)胞表面標(biāo)志與其結(jié)合，達(dá)到

37、殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。美羅華是第一個獲得美國FDA批準(zhǔn)用于治療的單克隆抗體。在國內(nèi)用于臨床后，對于CD20陽性的低、中度惡性的B細(xì)胞性淋巴瘤有較好療效，對于老年體弱患者，復(fù)發(fā)或化療耐藥患者，美羅華聯(lián)合化療可以獲得較高的緩解率。在治療中副作用小，安全性高?？偟闹委煼磻?yīng)較好。美羅華的臨床應(yīng)用，為生物制劑，特別是單克隆抗體治療腫瘤開辟了新的途徑。（2）ZEVALIN：是德國制藥企業(yè)先靈公司開發(fā)出一種治療中低惡度B細(xì)胞淋巴瘤的新藥，能有效殺死腫瘤細(xì)胞，副作用較小。這種名為ZEVALIN的新藥是一種放射免疫制劑，使用了專門攻擊B細(xì)胞表面的CD20蛋白質(zhì)分子的單克隆抗體，同時攜帶有放射性元素90Y。由于淋巴

38、瘤細(xì)胞對放射線較為敏感，90Y所釋放的射線可以與單克隆抗體聯(lián)合，形成“交叉火力”，深入腫瘤內(nèi)部殺死細(xì)胞，比單獨使用抗體更加有效。該藥正在進(jìn)行針對B細(xì)胞淋巴瘤的臨床試驗。 2.3.2抗CD6單抗：目前該單抗是屬于抗CD6的IgG1亞型的單克隆抗體。該單抗是針對淋巴瘤細(xì)胞，可治療牛皮癬、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。古巴分子免疫學(xué)中心（CIM）開發(fā)的人源化抗CD6單抗正在進(jìn)行針對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的I期臨床試驗。原來CIM開發(fā)過鼠源抗CD6單抗，并進(jìn)行過治療牛皮癬、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病的II期臨床試驗，除了因鼠源導(dǎo)致HAMA反應(yīng)外，其療效較好。 2.3.3抗HER2單抗：HER2原癌基因或C-erbB2編碼一個單一的

39、受體樣跨膜蛋白，分子量185kDa，其結(jié)構(gòu)上與表皮生長因子受體相似。在原發(fā)性乳腺癌患者中觀察到有25%-30%的患者HER2過度表達(dá)。HER2基因擴(kuò)增的結(jié)果是這些腫瘤細(xì)胞表面HER2蛋白表達(dá)增加，導(dǎo)致HER2受體活化。赫賽?。℉erceptin）是一種重組DNA衍生的人源化單克隆抗體，選擇性地作用于人表皮生長因子受體-2（HER2）的細(xì)胞外部位。此抗體屬IgGl型，含人的框架區(qū)，及能與HER2結(jié)合的鼠抗-p185HER2抗體的互補決定區(qū)。Herceptin在體外及動物實驗中均顯示可抑制HER2過度表達(dá)的腫瘤細(xì)胞的增殖。在體外研究中，Herceptin介導(dǎo)的ADCC被證明在HER2過度表達(dá)的癌細(xì)

40、胞中比HER2非過度表達(dá)的癌細(xì)胞中更優(yōu)先產(chǎn)生。在一項較大規(guī)模的有多個國家參與的II期臨床試驗（H0649g）中，采用Herceptin 單藥治療既往用過1或2種細(xì)胞毒性藥物化療而失敗的轉(zhuǎn)移性乳腺癌，結(jié)果總緩解率為15%、中位緩解持續(xù)時間為8個月，且所有患者對Herceptin的耐受性均較好。Herceptin是第一個在乳腺癌中顯示有切切療效的抗體藥物。 2.3.4抗CD3單抗：抗CD3單抗是免疫抑制劑，主要用于器官移植的抗排斥反應(yīng)，最主要用于腎移植中的抗排斥反應(yīng)。目前古巴CIM的鼠源抗CD3單抗正在中國銷售，并且CIM也正在開發(fā)人源化的抗CD3單抗，不久也將上市。國內(nèi)有武漢生物制品研究所的鼠

41、源抗CD3單抗也在國內(nèi)銷售。據(jù)發(fā)表于2003年5月30號《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上的一篇報道稱，用CD3單克隆抗體治療可以改善新發(fā)病I型糖尿病患者胰島素的產(chǎn)生和代謝控制。 2.3.5抗腫瘤壞死因子單抗（抗TNF-necrosis factor alpha）：Humira是Abbott Laboratories公司研制的第三代治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的抗TNF的全人的單抗藥物，它的前身是D2E7，該抗體是Abbott Laboratories和CAT（cambridge antibody technology）用phage display的技術(shù)研制的。經(jīng)過對2000例病人的共四期臨床試驗驗證了該藥物的安

42、全性和有效性，Humira于2002年12月獲得FDA批準(zhǔn)，為全球500萬RA患者帶來了福音。 2.3.6抗人CD11a(1)人源化單抗（治療牛皮癬的單抗新藥）：Genetech公司和XOMA公司的聯(lián)合開發(fā)的新藥Raptiva（Efalizumab）在2003年獲得FDA批準(zhǔn)，該藥是一類治療中度和重癥斑狀牛皮癬的重組人源化單抗。牛皮癬是慢性皮膚病，在美國有四百五十萬患者，目前有一些藥物可以控制該病的癥狀，但沒有能完全治愈的藥物。Raptiva主要結(jié)合LFA-1和ICAM-1，能有效抑制T淋巴細(xì)胞和其他相關(guān)細(xì)胞的結(jié)合，在臨床三期中Raptiva采用每星期皮下注射一次的方式。 2.3.7抗VE

43、GF單克隆抗體：2003年5月，美國Duke大學(xué)教授宣布，由美國Genetech公司研制的血管表皮生長因子（VEGF）抗體，成功將千余例結(jié)腸癌瀕死患者的生命延長了4個月。這一結(jié)果為中國科學(xué)家的最新研究提供了佐證。耿建國表示，只要資金充足，他所在的實驗室將就Robo抗體進(jìn)一步開展動物及臨床試驗，為更多病人帶來戰(zhàn)勝腫瘤的希望。Avastin：美國遺傳技術(shù)研究公司開發(fā)和生產(chǎn)的抗癌新藥Avastin是一種基因工程單克隆抗體藥物，主要通過抑制能夠刺激新血管形成的VEGF，使腫瘤組織無法獲得所需的血液、氧和其他養(yǎng)分而最終“餓死”，以達(dá)到抗癌功效。FDA在2004年2月26日批準(zhǔn)該藥。 2.3.8抗EGF

44、R抗體：抗表皮生長因子受體(EGFR)單克隆抗體cetuximab(C-225)特異性與EGFR高親和力結(jié)合,從而阻斷表皮生長因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子-α(TGF-α)與EGFR結(jié)合及其引起的細(xì)胞增殖.體內(nèi)外的臨床前實驗都顯示cetuximab通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、抑制血管生成和轉(zhuǎn)移及促進(jìn)凋亡等抑制腫瘤，而且可以增加放化療療效。I，II期臨床試驗顯示，藥代動力學(xué)呈劑量依賴非線性關(guān)系，半衰期長，高效低毒，在人體耐受良好。大量臨床試驗已證實，cetuximab單藥及聯(lián)合化療或聯(lián)合放療均取得令人鼓舞的結(jié)果。我國北京百泰生物藥業(yè)公司研發(fā)的泰欣生，即重組人源化抗人表皮生長因子受體單克隆抗體，也已獲得國家

45、生物制品一類新藥證書。 2.3.9抗HAb18G/CD147抗體：由第四軍醫(yī)大學(xué)細(xì)胞工程中心和成都華神集團(tuán)共同開發(fā)的片段抗體放射免疫治療劑，碘[131I]美妥昔單抗注射液（利卡?。簢疑镏破稩類新藥，國藥證字S20050039），用于原發(fā)性肝癌的靶向治療。在主要以III、IV期病人為主的II期臨床中，臨床緩解率（CR+PR）=8.22%，臨床有效率（CR+PR+MR）=27.40%，臨床控制率（CR+PR+MR+SD）=86.30%，截至2004年12月，遠(yuǎn)期療效觀察32個月生存率達(dá)到31.03% Chen ZN, Mi L, Xu J, etc. Targeting radioimmun

46、otherapy of hepatocellular carcinoma with iodine ((131)I) metuximab injection: Clinical Phase I/II trials. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2006 Jun 1;65(2):435-444. 。 抗體藥物在腫瘤的診治方面取得了突出的進(jìn)展，同時在治療自身免疫病、心血管疾病、感染性疾病等多方面也獲得了舉世矚目的成就。隨著抗體多種功能的發(fā)現(xiàn)，如阻斷、中和、調(diào)理、靶向殺傷、誘導(dǎo)凋亡、干擾信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等，使得抗體在重大疾病的治療中發(fā)揮越來越重要的作用。 3 存在問題

47、和對策 目前，開發(fā)抗體類藥物有幾個難點應(yīng)予考慮。一是實體瘤細(xì)胞被致密的基質(zhì)包裹，抗體難以穿透這一屏障。大多數(shù)實體瘤都存在淋巴回流障礙，導(dǎo)致間質(zhì)內(nèi)壓力升高，阻礙了抗體進(jìn)入腫瘤實質(zhì)。而小部分進(jìn)入實體瘤內(nèi)的抗體，首先遇到的是血管周圍的腫瘤細(xì)胞被結(jié)合，使得抗體無法到達(dá)距離血管較遠(yuǎn)的腫瘤細(xì)胞。對于實體瘤的抗體藥物治療，可選擇將其用于腫瘤的微小殘留或微轉(zhuǎn)移病灶。但是，這種疾病的治療需要長時間及大規(guī)模的多中心臨床試驗才能評估其療效，這也使抗體藥物治療實體瘤的臨床應(yīng)用及推廣受到了一定限制的原因之一。其次治療腫瘤的抗體需要量極多，純度要求極高，但目前的生物制藥工藝還有一些“瓶頸”技術(shù)沒有突破，生產(chǎn)成本及價格均

48、非常昂貴，如使用Avastin治療10個月的費用為4.4萬美元，這是目前市場上最昂貴的抗腫瘤藥物。三是腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性。目前，抗體藥物是針對腫瘤細(xì)胞的某個靶點或受體，而腫瘤細(xì)胞并非均一性，因此抗體藥物的治療難以達(dá)到根治效果。靶向治療的初衷是為了增強抗體的效果并降低裸抗體進(jìn)入體內(nèi)的量，降低抗體使用后的“HAMA”和“HAHA”反應(yīng)，通常采用同位素，化學(xué)藥物標(biāo)記抗體形成的靶向藥物或毒蛋白-抗體的融合表達(dá)形成免疫毒素，這些靶向藥物確實提高了療效，但也增加了一些副作用。但從腫瘤的臨床治療角度來看，這些靶向藥物還是非常值得發(fā)展的。 目前工程抗體的研究與開發(fā)針對上面的問題都給出了相應(yīng)的解決思路。抗體靶向

49、藥物為臨床腫瘤的綜合治療開辟了廣闊的前景。其技術(shù)基礎(chǔ)在于：一是基于抗體的特異性靶向性，可特異性錨定腫瘤細(xì)胞的抗原表位，具有高度的專一性；二是抗體的多樣性。主要表現(xiàn)在靶抗原的多樣性、抗體結(jié)構(gòu)的多樣性與“彈頭”作用機制的多樣性；三是制備抗體藥物的定向性，其重要特點之一是可以定向制造，即根據(jù)需要制備具有不同治療作用的抗體藥物，以及針對特定的靶分子，定向制備相應(yīng)的抗體；也可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的“彈頭”藥物或“效應(yīng)分子”，制備相應(yīng)的免疫偶聯(lián)物或融合蛋白。隨著人們對癌基因及其功能的深入研究，病毒靶向治療的研究發(fā)展也很快，抗體的靶向治療在臨床發(fā)揮了越來越重要的作用?？贵w藥物已成為國際生物醫(yī)藥市場的主流，然而

50、在我國，目前國家SFDA所批準(zhǔn)的11種抗體藥物中，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品很少，因此發(fā)展我國抗體藥物任重而道遠(yuǎn)。 4 結(jié)語 抗體藥物現(xiàn)已成為生物技術(shù)藥物的主要產(chǎn)品。目前國際市場上銷售的抗體藥物按其用途的不同，大體可分成3大類，即診斷劑、治療劑和靶向藥物載體?？贵w藥物具有其它藥物所無法比擬的優(yōu)點，簡而言之，一是抗體本來就是人體內(nèi)固有的生理物質(zhì)，故抗體在體內(nèi)不會產(chǎn)生類似化學(xué)合成藥那樣的毒副作用，不過是借用現(xiàn)代制藥手段（重組DNA技術(shù)）使其成為工業(yè)化產(chǎn)品。二是抗體品種多，用途廣。三是隨著世界各國科學(xué)家協(xié)力進(jìn)行的“人類基因組順序解析”工程計劃的圓滿完成，今后各國科學(xué)家可望從中直接受益，即根據(jù)某一

51、基因組中的蛋白質(zhì)/氨基酸順序開發(fā)出相應(yīng)的單克隆抗體類治療新藥。人類對生命的認(rèn)識正在轉(zhuǎn)化為具體的社會效益，一代代生物藥品的推出，不僅為病人帶來了新的生命之光，同時也為投資者創(chuàng)造了豐厚的回報。從1975年單克隆抗體技術(shù)問世來，到1986年的第一個單克隆抗體藥物的上市，再到1998年的單克隆抗體藥物的起飛，科學(xué)家的夢想正在一步步變成現(xiàn)實。今天，已有26個單克隆抗體藥品通過了美國FDA的批準(zhǔn)進(jìn)入市場，150多個單克隆抗體藥品進(jìn)入臨床試驗，500多個單克隆抗體藥品進(jìn)入臨床前試驗。據(jù)統(tǒng)計，在生物制藥中，單克隆抗體藥物占了31%。抗體藥物憑借其獨特的療效在市場上有較大的覆蓋率。治療乳腺癌的單克隆抗體藥物He

52、rceptin，250毫克/支的價格為15,000元左右；治療淋巴瘤的單克隆抗體藥物Rituxan，400毫克/支的價格為21,000元左右，盡管其價格可謂天價，但在市場上卻供不應(yīng)求。美國治療淋巴瘤的單克隆抗體藥物中，每年單品的銷售額就在10億美元以上。單克隆抗體藥物所帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)效益，促使上百家生物技術(shù)公司全力投入單克隆抗體藥品的研發(fā)。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在全世界所有的大型制藥公司和100多個中小生物技術(shù)公司，無一不涉足單克隆抗體藥物的研究與開發(fā)。 我國在抗體等重組蛋白藥物的研發(fā)方面，目前呈現(xiàn)良好的勢頭。但是主要是源頭創(chuàng)新不足，中下游關(guān)鍵技術(shù)（如哺乳動物細(xì)胞大規(guī)模高效培養(yǎng)技術(shù)和純化工藝）相對比較薄弱，與發(fā)達(dá)國家相比有一定差距。治療用抗體只有少數(shù)獲準(zhǔn)上市；擁有的一批接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平的研究項目，多數(shù)仍處于實驗室研究階段，距產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)距離；工程抗體優(yōu)化與人源化技術(shù)尚有一定欠缺；大部分抗體（如嵌合、人源化或雙價等抗體）需要在哺乳動物細(xì)胞表達(dá)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效表達(dá)載體比較少，表達(dá)量不夠高。這些存在問題都應(yīng)引起足夠重視，在加強國家投入的同時，拓寬渠道，鼓勵多種方式投入，以加快抗體工程藥物產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 參考文獻(xiàn)