上篇回顧:《抗體技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀與進展(上篇)》
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展,結(jié)合抗體藥物的生物學(xué)特性,研發(fā)人員在傳統(tǒng)抗體技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化創(chuàng)新,力求通過更簡便快速的方法,獲得免疫原性更低、人體相容性更好及成本更低的治療性抗體。
3、轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)
轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)是應(yīng)用基因工程技術(shù)破壞小鼠內(nèi)源抗體基因,然后將人抗體基因轉(zhuǎn)入小鼠體內(nèi),再使用目標(biāo)抗原免疫轉(zhuǎn)基因小鼠,從而在其體內(nèi)表達相應(yīng)抗體的技術(shù)。該技術(shù)使抗原抗體免疫反應(yīng)在小鼠體內(nèi)進行,保證了抗體類別轉(zhuǎn)換的完整性、抗體克隆選擇的多樣性及抗體親和力成熟的自然機制,因此利用該技術(shù)得到的抗體具有良好的親和性、穩(wěn)定性和可溶性等。該技術(shù)體系難度較大,技術(shù)門檻高的特點,僅有少數(shù)公司掌握,主要有XenoMouse,UltiMab,VelociImmune和Kymab等轉(zhuǎn)基因小鼠。XenoMouse小鼠、UltiMab小鼠、VelociImmune小鼠和 Kymab 小鼠分別是美國 Cell Genesys 公司、Medarex 公司和再生元(Regeneron)公司及英國Kymab公司研究人員培育而成。XenoMouse小鼠與 UltiMab 小鼠作為第一代轉(zhuǎn)基因小鼠,技術(shù)類似,均轉(zhuǎn)入了人 IgH 和 Igκ 的主要基因,同時小鼠自身的IgH和Igκ失活。VelociImmune小鼠和Kymab小鼠類似,將小鼠的IgH和Igκ的V區(qū)精確地替換為對應(yīng)的人IgH和Igκ的V區(qū),同時保留了小鼠自身所有C區(qū)和其他基因表達調(diào)控原件。
2006年,第一種藥物 Panitumumab 被批準(zhǔn)用于 RAS 野生型轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌;同樣來源于XenoMouse平臺的還有2 種用于自身免疫性皮膚病的人抗:IL?17α抗體Secukinumab 以及 IL?17R 抗體 Brodalumab,分別于2015年和2017年獲得美國FDA批準(zhǔn)用于銀屑病治療。HuMabMouse開發(fā)的兩種抗體Ipilimumab(CTLA?4 抗體)和 Nivolumab(PD?1 抗體)被用于黑色素瘤治療,分別于2011年和2014年獲批。其中Nivolumab還于 2018 年被批準(zhǔn)用于非小細胞肺癌;此外,Ustekinumab與細胞因子如IL?12和IL?23的p40亞單位結(jié)合,阻斷促炎信號以減輕炎癥,該藥于2009年被批準(zhǔn)用于嚴重斑塊狀銀屑病,2016年被批準(zhǔn)用于克羅恩病。Velocimune小鼠是第二代鼠恒定區(qū)嵌合的人源化小鼠,輔助開發(fā)了IL?4R抗體Dupilumab和IL?6R抗體Sarilumab,分別用于濕疹和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療,這兩種藥物均于2017年獲得批準(zhǔn)。2020 年,美國 FDA 批準(zhǔn)的首 個埃博拉抗體療法因馬澤布(inmazeb)即利用轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)研發(fā)。COVID-19 疫情期間,美國再生元公司也利用該轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)開展了新型冠狀病毒中和抗體的研發(fā)工作。
目前,我國研究團隊也在積極建立轉(zhuǎn)基因小鼠相關(guān)研發(fā)體系。和鉑醫(yī)藥公司培育了 Harbour 小鼠,擁有 H2L2 和 HCAb 2 個品系。H2L2 小鼠能產(chǎn)生具有 2 條全人源重鏈和輕鏈的單克隆抗體,HCAb小鼠能產(chǎn)生獨特的具有全人源可變區(qū)片段的重鏈抗體。重慶市畜牧科學(xué)院培育了 CAMouse小鼠,擁有全人抗體轉(zhuǎn)基因小鼠CAMouseHG和全人單域抗體轉(zhuǎn)基因小鼠CAMouseH 2個品系。
4、單細胞測序技術(shù)
單細胞測序技術(shù)即單個B淋巴細胞抗體制備技術(shù),是近年來新發(fā)展的一類快速制備單克隆抗體的技術(shù),是根據(jù)每個 B 細胞只含有 1 個功能性重鏈可變區(qū) DNA 序列和 1 個輕鏈可變區(qū) DNA 序列,以及每個 B 細胞只產(chǎn)生 1 種特異性抗體的特性,將單細胞分離鑒定技術(shù)結(jié)合 PCR 技術(shù)形成的一種全人源單克隆抗體的體外表達系統(tǒng)。單細胞測序技術(shù)產(chǎn)生的抗體具有全人源性、高度抗原特異性、親和性高和基因多樣性豐富等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于腫瘤治療、病原微生物感染治療、自身免疫疾病檢測和治療及人類免疫系統(tǒng)研究等各個領(lǐng)域。單細胞測序技術(shù)可以實現(xiàn)高通量篩選和測序,目前在抗體藥物篩選領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛,暫無獲批上市的藥物,但有多個利用該技術(shù)研發(fā)的藥物正處于臨床試驗階段,如擬用于治療巨細胞感染的司韋單抗(sevirumab)和治療癌癥的普林木單抗(pritumumab)等。其中,由美國渤?。˙iogen)生物技術(shù)公司研發(fā)的阿杜卡尼單抗(aducanumab)備受關(guān)注,該單抗是一種靶向寡聚 β 淀粉樣蛋白、用于治療阿爾茨海默病的研究性藥物。該公司于2020年7月向 FDA提交了阿杜卡尼單抗生物制品許可申請,美國FDA于2020年8月受理,并授予了優(yōu)先審查,目前正在同時接受歐盟和日本監(jiān)管機構(gòu)的審查。
COVID-19疫情期間,單細胞測序技術(shù)也成為研發(fā)新冠病毒中和抗體的主流技術(shù),美國禮來(Eli Lilly)公司聯(lián)合加拿大 AbCellera Biologics公司、韓國國立保健研究院等團隊,以及中國科學(xué)院微生物研究所、清華大學(xué)和北京大學(xué)等多個中國團隊開展相關(guān)研究,其中LY-CoV555(美國禮來公司團隊研發(fā))和JS016(中國科學(xué)院微生物研究所團隊研發(fā))組成的中和抗體聯(lián)合療法于 2021 年2月9日獲批美國FDA緊急使用授權(quán)。
不同抗體技術(shù)優(yōu)劣勢分析
雜交瘤單克隆抗體技術(shù)、抗體文庫展示技術(shù)、轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)和單細胞測序技術(shù)作為4種常用的抗體技術(shù),各自具有不同的優(yōu)勢和劣勢。雜交瘤單克隆抗體技術(shù)成熟、方便、成本低,但是僅能用于鼠源抗體篩選,且鼠源抗體能夠被人體免疫系統(tǒng)識別,引起嚴重的不良反應(yīng),因此利用雜交瘤技術(shù)篩選得到抗體通常需要進一步進行人源化改造。與雜交瘤單克隆抗體技術(shù)相比,抗體文庫展示技術(shù)省去了細胞融合的步驟,擴大了篩選容量,可以直接得到人源化抗體基因,且隨著抗體文庫展示技術(shù)的快速發(fā)展,不斷衍生出體內(nèi)、體外、真核等不同的表達系統(tǒng),為篩選鑒定特異性抗體提供了更多方便的平臺。但目前抗體文庫展示技術(shù)仍不能廣泛用于完整 IgG 抗體的展示,需要先片斷化展示后重建完整抗體分子,易篩選到非特異性的結(jié)合或親和力低下的抗體,且抗體庫難以儲存和運輸,是相關(guān)科研材料共享的一大阻礙。在美國 FDA 已批準(zhǔn)上市的抗體藥物中,利用該技術(shù)篩選的僅占約10%。盡管首 個全人源抗體來自噬菌體展示技術(shù),但轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)仍是目前全人源抗體藥物領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的主流技術(shù),具有高效、快速和對人體蛋白具有較好的免疫原性等優(yōu)點。利用該技術(shù)產(chǎn)生的抗體整體上成功率更高,已研發(fā)出治療銀屑病、黑色素瘤和高膽固醇血癥等多種疾病的全人源單克隆抗體。單細胞測序技術(shù)具有快速、高通量、不受轉(zhuǎn)化效率的限制等優(yōu)點,可直接從B細胞篩選全人源性、高特異性、高親和性的抗體,且隨著一些先進儀器用于單細胞測序平臺,該技術(shù)已成為篩選病毒類抗原抗體的主流技術(shù)。
參考資料
[1]武瑞君,桑曉冬,李治非,敖翼,范玲.抗體技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀與展望[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志,2021,35(05):374-381.
[2]馮健男,喬春霞.人源治療性抗體研發(fā)技術(shù)進展[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2020,40(11):1571-1574.
作者簡介:
小米蟲,藥品質(zhì)量研究工作者,長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作,現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司,從事藥品檢驗分析及分析方法驗證
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