帶你(nǐ)看生(shēng)物醫(yī)藥系列—抗體(tǐ)(二)
來(lái)源:解驕陽 浏覽人(rén)數(shù):11718 時(shí)間(jiān):2018/03/02
繼2017年12月27日對抗體(tǐ)藥物基本情況及雜交瘤和(hé)單抗進行(xíng)總述後,本文接着聊聊基因工程抗體(tǐ)相關情況。
抗體(tǐ)藥物臨床應用面臨親和(hé)力不高(gāo)、效應子功能單一等藥效學問題,體(tǐ)內(nèi)排出快、難以到達靶部位等藥動學問題,異源性強等毒理(lǐ)學問題。20世紀80年代後期以來(lái),随着分子生(shēng)物學的迅速發展,人(rén)們通(tōng)過基因工程手段對天然分子進行(xíng)人(rén)為(wèi)改造,使得(de)抗體(tǐ)具備更好的藥效、更低(dī)的毒性和(hé)更适宜的代謝與分布。
抗體(tǐ)藥物一百多(duō)年的曆程,經曆了從最早的多(duō)克隆抗體(tǐ)到鼠單抗再到基因工程抗體(tǐ)的過程。鼠單抗能引起抗鼠單抗反應(HAMA反應),而HAMA反應有(yǒu)約90%抗抗體(tǐ)是針對鼠單抗C區(qū)的。為(wèi)解決HAMA反應中最主要的免疫原性成分問題,研究者采用了将鼠單克隆抗體(tǐ)C區(qū)替換為(wèi)人(rén)單抗C區(qū)的嵌合抗體(tǐ)策略。1984年,Morrison等報道(dào)了第一個(gè)通(tōng)過基因工程方法構建的人(rén)鼠嵌合抗體(tǐ)。目前人(rén)鼠嵌合抗體(tǐ)已經非常成熟且易于操作(zuò),經典的人(rén)鼠嵌合單抗是将目标鼠單抗的功能性V區(qū)基因,經基因重組操作(zuò)與人(rén)IgG的相應C區(qū)基因相拼接,形成完整的人(rén)鼠嵌合抗體(tǐ)基因,通(tōng)過克隆入适宜的表達載體(tǐ)中,在哺乳動物細胞中表達。從1990年陸續開(kāi)展了一些(xiē)研究證實非人(rén)靈長類動物抗體(tǐ)具有(yǒu)與人(rén)抗體(tǐ)相近的特征。由于目前轉基因小(xiǎo)鼠尚不能夠全部模拟人(rén)抗體(tǐ)産生(shēng)的全過程,人(rén)靈長類嵌合抗體(tǐ)仍可(kě)以作(zuò)為(wèi)全人(rén)抗體(tǐ)技(jì)術(shù)的一個(gè)有(yǒu)益補充。但(dàn)總的來(lái)時(shí),随着人(rén)源化抗體(tǐ)、全人(rén)源抗體(tǐ)技(jì)術(shù)的發展成熟,嵌合單抗技(jì)術(shù)正逐漸邊緣化。
以人(rén)源化抗體(tǐ)、全人(rén)源化抗體(tǐ)為(wèi)代表的是第二代基因工程抗體(tǐ)。目前人(rén)們已經創建并完善了以重構抗體(tǐ)、表面重塑抗體(tǐ)、鏈替換抗體(tǐ)、去免疫化抗體(tǐ)等為(wèi)代表的多(duō)種人(rén)源化抗體(tǐ)技(jì)術(shù),以降低(dī)抗體(tǐ)藥物發生(shēng)抗抗體(tǐ)反應的可(kě)能。抗體(tǐ)人(rén)源化技(jì)術(shù)使得(de)治療用基因工程抗體(tǐ)免疫原性大(dà)大(dà)下降,但(dàn)即便是人(rén)源化程度很(hěn)高(gāo)的人(rén)源化抗體(tǐ),依然有(yǒu)1%-5%的異源成分可(kě)能引起患者的抗抗體(tǐ)反應,全人(rén)源抗體(tǐ)順勢而生(shēng)。早在20世紀90年代,全人(rén)源抗體(tǐ)就開(kāi)始有(yǒu)了研究,目前已經形成了以抗體(tǐ)庫技(jì)術(shù)、轉基因小(xiǎo)鼠技(jì)術(shù)和(hé)轉染色體(tǐ)小(xiǎo)鼠技(jì)術(shù)這3種制(zhì)備全人(rén)源抗體(tǐ)的代表性技(jì)術(shù)。轉基因小(xiǎo)鼠制(zhì)備全人(rén)源抗體(tǐ)技(jì)術(shù)是目前全人(rén)源抗體(tǐ)研究的主流,轉基因小(xiǎo)鼠技(jì)術(shù)的關鍵在于轉基因小(xiǎo)鼠的成功構建。轉基因小(xiǎo)鼠制(zhì)備全人(rén)源抗體(tǐ),要求人(rén)的抗體(tǐ)基因片段在小(xiǎo)鼠體(tǐ)內(nèi)必須進行(xíng)較為(wèi)有(yǒu)的重排和(hé)表達,并且這些(xiē)片段能與小(xiǎo)鼠細胞的免疫系統信号機制(zhì)互相作(zuò)用,使得(de)小(xiǎo)鼠都在受抗原刺激後,這些(xiē)人(rén)抗體(tǐ)基因片段能被選擇、表達并活化B細胞分泌人(rén)抗體(tǐ)。目前轉基因小(xiǎo)鼠制(zhì)備全人(rén)源抗體(tǐ)技(jì)術(shù)已經形成若幹技(jì)術(shù)平台,最主要的有(yǒu)2個(gè):XenoMouse平台和(hé)UltiMAb平台。從親和(hé)力的角度來(lái)看,大(dà)部分通(tōng)過轉基因小(xiǎo)鼠獲得(de)的全人(rén)源單抗親和(hé)力在0.1~10nmol/L的範圍內(nèi),也有(yǒu)部分轉基因小(xiǎo)鼠産生(shēng)的全人(rén)源單抗能達到1pmol/L甚至更高(gāo)(抗體(tǐ)的親和(hé)力是指抗原與抗體(tǐ)結合的牢固程度。親和(hé)力越大(dà)表示抗體(tǐ)的結合反應越快,抗原抗體(tǐ)複合物越不易解離。親和(hé)力的大(dà)小(xiǎo)是由分子的大(dà)小(xiǎo)、抗體(tǐ)結合的位點、以及抗原決定簇之間(jiān)的立體(tǐ)構型的适合程度決定的。)。從效能、經濟性等方面來(lái)看,轉基因小(xiǎo)鼠制(zhì)備全人(rén)源單抗要優于其他生(shēng)産全人(rén)源單抗的技(jì)術(shù)。
圖表一:按抗體(tǐ)發展分類
目前,人(rén)源化、小(xiǎo)型化、功能化正成為(wèi)基因工程抗體(tǐ)藥物的三大(dà)主要發展趨勢。小(xiǎo)分子抗體(tǐ)(或稱小(xiǎo)型化抗體(tǐ))采用完整抗體(tǐ)分子中的抗原結合位點序列,可(kě)構建成分子量較小(xiǎo)且具有(yǒu)抗原結合活性的新型分子或片段。小(xiǎo)分子抗體(tǐ)具有(yǒu)免疫原性低(dī)、分子量小(xiǎo)穿透性強易于深入組織、半衰期短(duǎn)易于清除、不與Fc受體(tǐ)陽性細胞結合、靶向性好、易于基因工程操作(zuò)賦予其新功能、可(kě)在原核細胞表達生(shēng)産成本降低(dī)等優點。對于擁有(yǒu)2個(gè)不同的抗原結合位點的稱為(wèi)雙特異性抗體(tǐ)(也稱雙功能抗體(tǐ)),其可(kě)以同時(shí)與兩個(gè)靶抗原結合,在發揮抗體(tǐ)靶向性的同時(shí),介導另外一種特殊功能的作(zuò)用。
通(tōng)過各種基因工程手段,人(rén)們可(kě)以賦予抗體(tǐ)分子除了與抗原結合之外的其他新的功能,從而更好地發揮各種治療作(zuò)用,這便産生(shēng)了第三代基因工程抗體(tǐ)藥物。例如1)胞內(nèi)抗體(tǐ),指在細胞內(nèi)合成并作(zuò)用于細胞內(nèi)抗原組分的抗體(tǐ);2)抗體(tǐ)融合蛋白,将各式各樣的基因工程抗體(tǐ)分子與其他具有(yǒu)特定功能的蛋白或多(duō)肽融合,将賦予抗體(tǐ)分子以所融合的效應分子所帶來(lái)的新的功能。3)抗體(tǐ)酶,指具有(yǒu)催化活性的抗體(tǐ),不僅能與抗原結合,還(hái)能同時(shí)起到催化相關分子發生(shēng)化學反應的作(zuò)用;4)抗原化抗體(tǐ)等。
在選擇疾病合适的抗體(tǐ)藥物作(zuò)用靶點、治療機制(zhì)以及構建制(zhì)備能與靶點特異性結合且免疫原性小(xiǎo)的基因工程抗體(tǐ)後,作(zuò)為(wèi)一種生(shēng)物藥,還(hái)應該能夠經濟地大(dà)規模生(shēng)産出質量合格、穩定的産品,并最大(dà)限度地提高(gāo)其臨床藥效學作(zuò)用、降低(dī)其毒副作(zuò)用,這便需要對基因工程抗體(tǐ)做(zuò)進一步地改造。
抗體(tǐ)的可(kě)變區(qū)是負責特異性識别抗原并與之結合的功能性區(qū)域,通(tōng)過對其後期改造可(kě)進一步提高(gāo)基因抗體(tǐ)藥物在藥學、藥理(lǐ)學、藥動學、毒理(lǐ)學等方面的多(duō)種性能和(hé)适應性。藥學性能的問題主要指基因工程抗體(tǐ)在分子結構上(shàng)不夠完善,與具有(yǒu)天然結構的抗體(tǐ)分子相比穩定性差(通(tōng)常包括熱穩定性和(hé)化學穩定性)。适當提高(gāo)基因工程抗體(tǐ)藥物的親和(hé)力不僅可(kě)以增強其藥效,還(hái)能減少(shǎo)用量,部分提高(gāo)其靶向分布的性能。對于多(duō)數(shù)基因工程抗體(tǐ)藥物的作(zuò)用機制(zhì)來(lái)說,增強親和(hé)力均能增強抗體(tǐ)的藥效學作(zuò)用。通(tōng)過不同機制(zhì)可(kě)以使得(de)抗體(tǐ)免于溶酶體(tǐ)的降解,從而提高(gāo)藥動學性能。基因工程抗體(tǐ)藥物用治療時(shí)的毒副作(zuò)用一般來(lái)源于3個(gè)方面:1)因抗體(tǐ)的免疫原性引起的抗抗體(tǐ)反應;2)因抗體(tǐ)的交叉反應引起的正常組織或細胞的損傷;3)部分正常組織或細胞因低(dī)水(shuǐ)平表達靶抗原而受到抗體(tǐ)的損傷。前兩類因素可(kě)以通(tōng)過基因工程抗體(tǐ)的進一步改造來(lái)降低(dī)其殘存的免疫原性和(hé)消除與其他抗原的交叉反應(第三類是因為(wèi)靶抗原的選擇問題造成的,隻能通(tōng)過控制(zhì)合适的藥物濃度來(lái)實現患者的最大(dà)收益)。
通(tōng)過改造Fc段所介導的各種功能,将很(hěn)可(kě)能有(yǒu)助于提高(gāo)抗體(tǐ)藥物的療效。Fc介導的功能主要有(yǒu)ADCC、CDC和(hé)FcRn介導的抗體(tǐ)的儲藏和(hé)代謝。多(duō)種方法已經被用于Fc的改造,目前主要的技(jì)術(shù)手段是通(tōng)過替換相關殘基和(hé)修飾寡糖結構來(lái)進行(xíng)。
免責聲明(míng)
本資料僅供本公司的合格投資者參考閱讀,不因接收人(rén)收到本資料而視(shì)其為(wèi)本公司的當然客戶。本資料基于本公司認為(wèi)可(kě)靠的且目前已公開(kāi)的信息撰寫,在任何情況下,本資料中的信息或所表述的意見不構成廣告、要約、要約邀請(qǐng),也不構成對任何人(rén)的投資建議。本資料版權均歸本公司所有(yǒu)。未經本公司事先書(shū)面授權,任何機構或個(gè)人(rén)不得(de)以任何形式引用或轉載本資料的全部或部分內(nèi)容。