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不能思考全局，焉能做出好药？: 热度 2 yueleishen 2020-3-14 12:33; 针对一个 First-in-class 靶点 , 从立项到申报临床 IND , 百死一生 ; 从 IND 到上市，九死一生。临床失败的根本原因出在临床前，是临床前研究数据转化效率太低的必然结果。以抗体药物研发为例，我个人认为，目前通行的临床前研发流程，基本确保了临床试验的“低成功率”。要想提高临床成功率，需要彻底改变研发思维。 “临床成功”是指挥一切临床前研究的指挥棒，所有团队、方案都要盯着“临床成功”，而不是“自己把自己的工作做完交差了事”。公司间的合作，更要无缝对接、风险共担，迫使大家为一个目标尽力。对于项目总负责人，临床前研究的痛点在哪里呢？靶点选择困难各种抗体研发平台，各有短长，无从选择抗体工程对专家需求多，工作量大，效率低抗体开发出来，却找不到动物模型动物结果临床上不能重复研发链条太长，无法做到让各工段都为“临床成功”这个总目标负责合作方太多，甲乙方扯皮，乙方之间扯皮靶点选择困难 FIC 靶点的选择风险很高，即使是 CNS 杂志发表的文章，其可靠性也不会超过 20% 。哪怕是跨国药企，也需要花费大量的人力物力财力做 target validation ，遑论创业公司或中小企业。所以，可靠的 target validation 团队绝对是靶点选择唯一保障。抗体平台的选择目前的抗体开发平台很多，从大类上分为体内（小鼠）和体外（展示技术）。体内又分为野生型小鼠和全人抗体鼠，体外又分为噬菌体展示和酵母展示等。相对来讲，体外展示技术筛选速度快。但由于是非自然进化产生，抗体在稳定性、糖基化、亲和力、脱靶等方面需要做大量后期研究。小鼠的优势是抗体经过了体内自然筛选的过程，脱靶可能性低，抗体成药性好。普通小鼠得到的抗体需要再做序列人源化改造和药效重新评价，需要大量的人力物力时间成本。利用全人抗体转基因小鼠得到的抗体没有了这些过程和成本，容易进行规模化。抗体容易做，动物模型不易找当我们用人的蛋白去免疫小鼠的时候，得到的抗体只能识别人的靶点。虽然对于比较热门的靶点，或许能够找到 ready-to-use 的靶点人源化小鼠，而对于 FIC 靶点，人源化小鼠往往需要订做，从立项到种群建立到开展实验，需要至少 1.5-2 年时间。如果要检测的是双特异性抗体，制备双靶点人源化小鼠模型则需要更长时间。所以，假如项目总负责人考虑不周，不管抗体这一步做的多快，找模型都是一件极其让人头疼的事情。传统上，如果没有靶点人源化小鼠，药企一般还会做一个 anti-mouse 的 surrogate antibody ，这实际上公司就多了一个 project 。而且 surrogate antibody 与 anti-human antibody 之间数据的互相转化，绝对是一个不小的工程。开发多物种交叉识别抗体，可以解决很多头疼问题做为项目总负责人，假如在立项的时候，就要求候选抗体分子尽量多识别一些物种，则会解决“找不到动物模型”的问题。那么，如何开发多物种交叉识别抗体呢？可以先将小鼠的靶点基因敲除掉，让小鼠从来没有见过这个靶点蛋白，再通过人和鼠蛋白交叉免疫这个小鼠，就可以筛选出识别人 / 鼠间保守氨基酸序列的抗体。既然抗体也识别小鼠靶点，就可以用各种遗传背景的普通小鼠进行药效实验了，当然也就没有了寻找模型的问题。为什么动物上得到的结果，在临床上不能重复？站在“临床成功”这个指挥棒下，我们当然希望动物结果能够在人身上重现。遗憾的是，不是所有模型适合所有靶点，临床前转化效率低的问题是一个需要持续解决的问题。虽然通过基因改造的方式开发的靶点人源化小鼠，在一定程度上解决了无模型可用的问题。但是，毕竟小鼠的免疫系统和人有一定的差距，实验结果的总体转化效率并不高。而且开发、验证和扩繁一个靶点人源化小鼠需要漫长的时间过程。如果没有靶点人源化小鼠，在比较着急的情况下，大家会选择诸如“人 CD34+ 成血干细胞”免疫重建小鼠这样的模型。然而，免疫重建小鼠里虽然可以看到人的 T/B 细胞，但由于小鼠本身的细胞因子并不支持人的免疫细胞存活、发育和分化，从而造成了小鼠缺少 effector 、 memory 、 helper 等有功能的细胞群、甚至细胞缺失（比如 NK 细胞和其它许多髓系白细胞）。显然在这样的小鼠身上得到的结果跟人体本身相差会更大。狗猫等是最佳动物模型狗猫这样的宠物，免疫系统健全并与人相近，与人朝夕相处生活环境也类似，是最好的临床转化动物模型。虽然国外早就开始用宠物（尤其是狗）做比较医学研究，转化效率也非常高，但不管是国内还是国外，真正用宠物做抗体药物转化医学研究的还很少。这是因为，如果再做一个识别狗靶点的 surrogate antibody ，公司就会又多一个独立的 project 。鼠 surrogate antibody 、狗 surrogate antibody 和 anti-human antibody 之间的数据交互验证将更加复杂，涉及的团队将更加庞大。显然，作为项目总负责人，一开始就计划好，有意识地筛选能够识别对鼠、狗、人、猴等同一靶点保守氨基酸序列的抗体，前面的问题也就不存在了。缩减研发链条和乙方数量，提高研发效率我们知道，管理半径越短，效率也就越高。如前所述，如果项目启动的时候没有详细规划，就会造成团队越来越多，管理半径越来越大，参与的乙方也越来越多。而最后因为各工段只为完成自己的任务负责，不为终极目标负责。项目总负责人就会被动应付、越来越头疼。追求终极目标，改变研发思维临床前研究的终极目标是“临床成功，新药上市”。做为项目总负责人，在一个项目开始启动时，务必做一下沙盘推演，全盘思考自己的研发战略，减少无用功，最大限度地降低成本，缩短研发时间。经过多年实践，我们自己总结出来一条研发路径： 1 ）在全人抗体鼠 RenMab 上将靶点敲除； 2 ）用人 / 鼠蛋白交叉免疫获得多物种蛋白氨基酸保守序列识别抗体； 3 ）在不同品系普通小鼠上快速筛选出对小鼠疾病模型药效最好的候选分子； 4 ）再用宠物狗对筛选出来的候选分子进行药效验证（宠物临床试验）。我想，如果一个抗体在小鼠和宠物身上效果都很好的话，再申报 IND ，这个分子在人体上的成功率就很高了。当然，在这样的合作里，甲方对于乙方要求也很简单：“需要在狗身上看到药效”。; 个人分类: 个人随笔|6450 次阅读|8 个评论

安进vs赛诺菲：从PCSK9抗体专利纠纷看表位保护的作用: 热度 1 wuwj06 2016-9-16 10:53; 生物药与化药有本质区别，以抗体药物为例，已知靶点筛选新的抗体药物相对容易，成本低廉。传统的抗体序列保护往往无法阻止后来者的重复开发，以至于出现国内多达数十家追PD-1抗体新药的格局，实际上则无多创新。本文介绍安进与赛诺菲围绕表位保护的专利纠纷，期望带来抗体新药开发的更多思考。安进vs赛诺菲专利纠纷过程 2014 年 10 月，安进向美国特拉华地方法院提起诉讼，控告赛诺菲 / 再生元的 Praluent 侵犯了安进 Repatha 三项专利权（专利号为 No. 8563698 ， 8 829165 和 8 859741 ），彼时赛诺菲 / 再生元刚刚宣布要向美国 FDA 提交 Repatha 的上市申请。 2015 年 7 月 24 日，赛诺菲 PCSK9 抗体药物 Praluent 获得 FDA 批准。 2015 年 8 月 27 日，安进 PCSK9 抗体药物 Repatha 获得 FDA 批准。 2016 年 3 月 16 日，地方法院判决赛诺菲侵犯安进专利权。目前，赛诺菲仍在寻求上诉，司法程序完成前，不会影响 Praluent 的销售。安进认为专利权被侵犯赛诺菲的 PCSK9 抗体与安进的 PCSK9 抗体结构并不一致，专利纠纷焦点在于：赛诺菲的 Praluent （ Alirocumab ）与 Repatha （ Evolocumab ）结合 PCSK9 的表位重合，从而阻断 LDLR 信号转导。该表位被安进保护到了专利 No.8829165 、 8859741 中。以 165 专利为例，其权利要求 1 描述如下： An isolated monoclonal antibody, wherein, when bound to PCSK9, the monoclonal antibody binds to at least one of the following residues: S153, I154, P155, R194, D238, A239, I369, S372, D374, C375, T377, C378, F379, V380, or S381 of SEQ ID NO:3, and wherein the monoclonal antibody blocks binding of PCSK9 to LDLR. 安进的支持数据主要是对 2 个 PCSK9 抗体 clone 进行了 X-ray 晶体衍射，确定了 PCSK9 的结合位点残基，抗体结合 PCSK9 后阻断了 LDLR 的信号转导。并制备了一系列额外的竞争性结合抗体，证实这些抗体与 PCSK9 结合表位是重叠的。安进将该表位命名为 “ sweet spot ”，即最佳结合位置。安进发现赛诺菲的 Praluent （ Alirocumab ）的 PCSK9 结合表位与该表位重叠，因而提出诉讼，指出赛诺菲的 PCSK9 抗体虽然结构不同，但表位与 165 、 741 专利（两者保护的表位描述一致）保护的表位重叠，侵犯了相应的专利权。赛诺菲的辩护地方法院的诉讼中，赛诺菲辩护理由为：安进的专利覆盖范围较广，但没有提供足够的实例和结构细节推论出正确的表位，而且该权利要求从先前的 PCSK9 抗体开发案例也是显而易见的。最终地方法院没有采纳赛诺菲的辩护理由，判决赛诺菲侵权。在上诉过程中，赛诺菲更改了专利挑战理由。赛诺菲援引联邦巡回上诉法院在 Ariad vs Eli Lilly 专利纠纷案例中的描述：专利必须提供 (1) “a representative number of species falling within the scope of the genus” or (2) “structural features common to the members of the genus” sufficient for a skilled artisan to “visualize or recognize the members of the genus.” 即“某类”必须提供具有代表性的一定数量的个例，结构特征必须提供组头的信息确保有经验的人员能够显而易见的辨别某结构是否属于该类。赛诺菲因而辩护：安进只提供了2个具体的抗体晶体结构案例来界定结合表位，不能完全覆盖其专利权利主张的“ sweet spot ”。而安进提供的一系列竞争性结合抗体，事实上也没有鉴定其实际结合表位。赛诺菲同时指出，安进的案例不具有代表性，因为该领域技术人员很难由之推论出如何得到其他结合该表位的抗体。 PCSK9 本身是已知的蛋白，安进的专利保护的是表位，而并未给出足够的结构细节等。总之，地方法院判决后，赛诺菲的辩护理由措辞更为谨慎。“ 如何能够在仅提供 2 个具体抗体案例的情况下，就能指导本领域技术人员得到其他任何结合该表位的抗体呢？这两个案例仅能提供一种试验方法的介绍，并不能作为一种明确的指导来得到新的结合该表位的抗体”。案例启示安进与赛诺菲的专利纠纷远未结束，尘埃落定之前结果仍可能会反转。但该案例带来的启示值得细细体会：赛诺菲的PCSK9抗体其可变区（抗原结合域）与安进完全不同，传统的专利一般保护抗体结构本身，这种情况下很难阻止后来者开发同靶点的抗体药物，所以像 PD-1 抗体才会发生多达数十家开发的情况。安进的专利则拓展到表位的保护，从而大大延伸了专利保护范围，给后来者制造了专利障碍。表位保护的情况下，后来者唯一的选择就是挑战专利。那么专利所有人和挑战者如何把握呢？从安进vs赛诺菲的专利来看，关键在于专利申请时是否能提供足够的支持数据：如 X-ray 晶体衍射的结构信息、竞争结合实验数据等。随着抗体药物高通量筛选的普及，专利申请时表位保护提供的数据将更全面，后来者的挑战就更难实现。小编评语这一变化或将改变抗体药物开发的格局，原本抗体保护往往针对结构（抗原结合域）本身，筛选出同靶点的不同抗体药物相对容易，所以抗体的bio-too筛选成本很低，即可得到新药。如果表位保护逐渐成为主流，那么抗体药物的专利保护就更为森严，后来者挑战难度大大增加， Bio-too 的筛选成本将不亚于化药 me-too 药物的成本。这或许也是一件好事：单单是抗原结合域的不同，抗体药物的同质性将大大增加，既不利于市场有序化，也不符合患者的差异化需求以国内 PD-1 抗体为例，多数基于类似的筛选方式，尽管从序列看都属于新药，但是数十个 PD-1 药物，其同质化非常严重（多数在本质上为重复开发），并不符合新药研发的趋势。期待安进与赛诺菲的专利纠纷最终结果，也希望看到抗体药物研发领域更多的积极变化。参考资料： 1.Blocking the Road：Antibodies and Epitope Claims(2016) 欢迎加入小编读者交流群请加小编微信号：wuwenjun7237 如有技术解读、行业洞见愿意分享欢迎投稿到小编邮箱： wuwj06@163.com 版权声明版权为生物制药小编所有。欢迎个人转发分享。其他任何媒体、网站如需转载或引用本网版权所有内容须获得授权且在醒目位置处注明“转自：生物制药小编”。坚持原创、坚持专业欢迎关注生物制药小编投稿信箱：wuwj06@163.com 想联系小编？欢迎随时联系小编微信号：wuwenjun7237；小编团队现有六位成员： Armstrong、医药局外人、Fairy、Jone、东胜西牛、Alpharesearcher 欢迎有共同兴趣的朋友加入; 个人分类: 生物制药技术前沿|10609 次阅读|2 个评论

抗体-药物偶联剂（ADCs）的研究进展与产业现状: 热度 6 liuboning 2013-10-15 06:54; 抗体 - 药物偶联剂（ ADCs ）的研究进展与产业现状今年上半年，美国 FDA 先后批准两种抗体 - 药物偶联剂（ Antibody-drug conjugates ，以下简称 ADCs 药物）上市，分别为 Seattle Genetics 公司的 Adcetris TM 和罗氏公司的 Kadcyla ™ 。与此同时，据《自然·药物发现》杂志统计， 2009-2010 年共有 7 种 ADCs 药物， 2011-2012 年至少有 17 种 ADCs 药物进入临床研究阶段。目前，在世界范围内进入临床研究的 ADCs 药物累计已达三十余种。 ADCs 候选药物在数量上已经超过同为“改型抗体”的双特性抗体、抗体片段等类别，成为单克隆抗体药物，尤其是肿瘤治疗用单抗的研究热点与发展方向。 ADCs 药物的概念由来单克隆抗体用于肿瘤靶向治疗的概念由来已久。一百年多前，德国免疫学家保罗·欧立希（ Paul Ehrlich ）最早提出单克隆抗体的“黄金子弹”学说，即：利用单克隆抗体对抗原的特异性结合实现对癌变细胞的靶向治疗。同时，保罗·欧立希也是临床上化学疗法的创始人，其发明了治疗梅毒的坤试剂“ 606 ”，开创了使用化学药物杀伤病原菌的治疗策略，并因此获得诺贝尔医学奖。近一百年间，基于抗体的免疫疗法与基于化学药物的化学疗法，一直是临床上癌症治疗的两大治疗策略。抗体药物以肿瘤细胞过度表达的抗原 her2 、 EGFR 、 CD20 等为靶点，多种治疗性单抗（曲妥单抗、西妥昔单抗、利妥昔单抗）已经在临床上取得巨大成功。化学疗法也先后出现了遏制肿瘤增生的烷化剂（氮芥等）、抗体代谢剂（氨甲喋呤等）、抗肿瘤抗生素（阿霉素等）多种药物。在临床实践中，治疗性抗体虽然靶向性强，但是由于其分子量大对于实体瘤的治疗效果有限。小分子的化学药物虽然具备对癌细胞的高度杀伤效力，却也常常误伤正常细胞，引起严重的副作用。因此，在癌症治疗的临床实践上，常常互补的使用“化学疗法”和“免疫疗法”。临床上的需求为制药界研发抗癌药物提出了新的挑战。能否直接构建“抗体 - 化学药物偶联剂”，利用抗体对靶细胞的特异性结合能力，输送高细胞毒性化学药物，以此来实现对癌变细胞的有效杀伤。在这种药物设计的构想中，抗体成为定点输送化学药物的“生物导弹”，化学药物则是“生物导弹”具有杀伤效力的“战斗部”。如果 ADCs 药物的成功面世，它将能协同发挥抗体药物和化学药物各自的优点。此后，随着基因工程抗体制备技术的成熟，以及新型化学连接技术的出现。抗体 - 药物偶联物的概念逐渐变为了现实。上世纪六十年代， ADCs 药物的功效开始在动物模型中进行验证。八十年代末 ADCs 药物开始进入临床研究阶段。 2000 年，第一个 ADCs 药物 Mylotarg TM 经 FDA 批准上市，用于治疗急性髓系白血病。 ADCs 药物的技术特点 ADCs 药物由重组抗体、化学药物及“连接物”（ Linker ）共同构成。 ADCs 药物的开发涉及：药物靶点的筛选，重组抗体的制备、“连接物”技术开发以及高细胞毒性化合物的优化等四个方面，上述四个方面任一个环节出现问题，都会影响到 ADCs 药物的安全性和有效性。 ADCs 药物的靶点： ADCs 药物靶点选择的原则是，应为肿瘤细胞特异性表达，或过度表达的抗原。这样方能确保 ADCs 药物在机体内的靶向性。目前在研的 ADC 药物靶点几乎涵盖了所有已经确证的药物靶点，除了已有上市抗体药物靶点，如 Her 2 、 EGFR ， CD19 、 CD22 、 CD70 等，诸多新型靶点如： SLC44A4 (AGS-5) 、 Mesothelin 等也成为 ADCs 药物的作用靶点。 ADCs 药物使用的抗体：抗体在 ADCs 药物的作用在于精确“制导”，高细胞毒性的化学药物连接抗体后，可精确锁定靶细胞。抗体的优化也可大幅降低 ADCs 药物的非特异性结合 , 延长 ADCs 药物在血液中的半衰期。 ADCs 药物的连接物：连接物实现抗体与化学药物的连接，在 ADCs 药物进入靶细胞前，它能确保偶联药物的完整性。而一旦 ADCs 药物进入作用靶点，连接物又要确保化学药物的有效释放。所以， ADCs 药物连接物的解离与否，直接影响到其药代动力学。 ADCs 使用的化学药物：目前 ADC 使用的化学药物主要有三种，微管蛋白抑制剂（美登霉素）、烷化剂、和 DNA 小沟抑制剂（烯二炔类抗生素）。这些化学药物与传统的化疗药物相比，对癌细胞具备更强的杀伤效力。通常平均四到六个分子的剂量就可实现对靶细胞杀伤。此外， ADCs 药物偶联的小分子化学药物，进入人体后应不具有免疫原性。 ADCs 药物的产业现状目前，经 FDA 已批准上市的 ADCs 药物有三种，分别为 Mylotarg TM 、 Adcetris TM , Kadcyla TM 。 Mylotarg TM 由作用靶点为 CD33 的吉姆单抗，和烯二炔类抗生素类构成，用于治疗急性髓系白血病。由于该药存在“静脉闭塞性病”等副作用，所以适用人群严格的限定在六十岁以上，且常规化疗无效的病人。 2010 年，该药由于副作用严重、临床有效性受到质疑而被 FDA 撤市处理。 Adcetris TM 由作用于霍奇金淋巴瘤患者体内 CD30 的单抗 Brentuximab ，和微管蛋白抑制剂 vedotin 偶联而成，用于治疗霍奇金淋巴瘤和系统型间变性大细胞淋巴瘤。该药是目前唯一在市场上取得成功的 ADCs 药物，上市第一年销售额达 1.36 亿美元。 Kadcyla TM 由靶向 her2 的曲妥单抗和细胞毒素美登素衍生物 DM1 偶联而成。用于治疗 her2 阳性的转移性乳腺癌患者。 DM1 的对癌细胞的杀伤效力是常规化学药物的 1000 倍。因此，该药在临床上被寄予厚望。目前， ADCs 药物开发的核心技术掌握在少数国外公司手中。如：美国的 Seattle Genetics 公司和 Immunogen 公司。两公司所开发的 ADC 药物所偶联的化学药物有所不同： Genetics 公司在研的 ADCs 药物多使用微管蛋白聚合酶抑制剂 MMAE 、 MMAF 等；而 Immunogen 公司在研的 ADCs 药物多使用微管蛋白解聚剂美登素 DM1 、 DM4 等。由于 ADCs 药物研发线不断充实，近年不断有新产品陆续上市，国际制药界对于 ADCs 药物的开发热情持续高涨。众多制药巨头不惜斥巨资从上述公司引进技术。近年，辉瑞、雅培从 Seattle Genetics 公司，礼来、诺华从 ImmunoGen 公司，默克从 Ambrx 公司分别引进 ADCs 药物开发技术。上述每笔技术引进的支出都在两亿美金以上。上个月，我国的浙江医药集团也宣布，该公司将从 Ambrx 公司引进技术，共同开发靶点为 her 2 的 ADCs 药物。 ADCs 药物产业化开发面临的问题 ADCs 药物开发的关键在于连接物的构建。 ADCs 药物在进入靶细胞前，要保证抗体与化学药物的完整结合。而接近或进入靶细胞后，化学药物又要准确释放。此过程取决于连接物的“稳定性”。此外， ADCs 药物中抗体负载的化学药物数量也取决于连接物。早期的 ADCs 药物的研发失败，多是由于连接物技术的落后，后者直接影响了 ADCs 药物的安全性和有效性。目前， ADCs 药物中所使用化学共价键（二硫键、肽键、硫醚键等）来实现抗体与化学药物连接的连接。这些连接物根据其解离特性，可分为“可降解类”和“非降解类”。可降解连接物可在不同 pH 或胞内酶的作用下降解，实现化学药物与抗体分离。 Adcetris TM 使用的便是此类连接物，由于化学药物释放后可能会从靶细胞逃逸，因此该药也具有杀伤靶细胞临近组织的功效。非降解连接物在整个药物作用过程中，始终保持抗体与化学药物的偶连完整性。 Kadcyla TM 使用的便是此类非降解连接物，所以，该药进入靶细胞后最终会降解为氨基酸、抗体、化学药物等组分的混合物。 ADCs 药物的产业化制备工艺复杂，包括重组抗体制备，化学药物与抗体的偶联反应， ADCs 药物的制剂与质控等环节。这其中利用动物细胞表达重组抗体的成本，占据整个 ADCs 药物生产成本的三分之二。 ADCs 药物所使用的化学药物具备高效力的化学毒性，其保存、转移都需在密闭的负压容器里。工作环境中化学药物对于操作人员的职业暴露范围应低于 40ng/M 3 。此外，化学药物与抗体的连接反应一般在中性缓冲液中完成，缓冲液的配制、使用应杜绝“微生物污染”等问题。因此， ADCs 药物的生产车间对于环境的要求，一般远高于生产生物制品 cGMP 车间。另外， ADCs 药物所偶联的抗体为大分子糖蛋白，其质量控制应充分考虑重组抗体的聚体、降解、糖基化等“质量变异”。而 ADCs 药物中所含的小分子化学药物，其浓度在 ng/mL 的水平，其含量检测需借助酶联免疫吸附、质谱等新兴检测手段。可见，构建新一代稳定性“连接物”，建立可靠的 ADCs 药物质控体系，以及药物生产车间的资金投入，是目前 ADCs 药物产业化开发所面临的主要问题。; 个人分类: 治疗性抗体|21755 次阅读|11 个评论

治疗性单抗研究进展与抗体产业关键技术: 热度 4 liuboning 2013-5-25 23:58; 治疗性单抗研究进展与抗体产业关键技术摘要抗体技术历经动物血清多克隆抗体、杂交瘤单克隆抗体，以及重组基因工程抗体等不同发展时期，尤其是后者使得治疗性抗体的生产进入产业化阶段。在已上市的抗体药物中，人源化抗体、全人源抗体由于免疫原性小，临床药效好，目前已经成为抗体药物的主流。随着抗体药物在癌症、免疫调节等治疗领域的广泛应用。抗体产业已经成为国际制药行业的主要组成部分。我国的抗体产业由于品种不足、技术落后，尚处于起步阶段，其行业发展受限于诸多技术瓶颈，如：工程细胞系构建与筛选、大规模培养工艺开发，单抗的纯化与质控等，上述产业化关键技术的突破可加快我国抗体产业的发展进程。关键词 : 重组抗体；抗体药物；抗体产业；抗体制备工艺抗体作为机体免疫应答的效应分子，能够识别、中和或清除诱发疾病的抗原。抗体的“可变区”（Fab）可特异性的结合抗原或靶细胞；抗体的“恒定区”（Fc）介导多种细胞效应功能（CDC、ADCC等）。此外，Fc端与FcRn的结合，使得抗体分子在体内的半衰期长达十至二十天。以上抗体的分子结构与生物功能保证了其作为治疗性蛋的药用疗效。截止2012年底，欧美市场已有总计三十余种治疗性抗体上市销售（见图1）。以上抗体药物已经在免疫性疾病、癌症等治疗领域取得巨大成功。而从抗体药物的研发线来看，已经有三百余种单抗药物进入临床研究阶段。抗体药物研制的成功率（20%）远远高于传统小分子化学药（11%）。所以，抗体药物已经成为，并且未来仍将是制药行业发展的主要方向。 1 抗体技术与抗体药物的发展进程 1.1 抗体技术的发展进程抗体在临床上的治疗性应用，始于 1888 年 Emile Roux 使用“多克隆抗体”治愈白喉病患者。 1897 年 Paul Ehrlich's 提出了“魔术子弹”（ magic bullet ）的假说：即利用抗体进行“靶向治疗”。利用抗原免疫动物可以快速获得含有多克隆抗体的“抗血清”。但是由于多克隆抗体本质上是针对抗原不同表位的单克隆抗体混合物，其质量并不均一，加之受免疫动物的制备路线所限，多克隆抗体在临床上的应用并不多见；上世纪七十年代，利用小鼠 B 淋巴杂交瘤细胞，可以获得抗单个抗原决定簇的“单克隆抗体”，后者较多克隆抗体特异性高、均一性好，成本低廉，为抗体技术的临床应用带来突破。上世纪八十年代，美国 Gentech 公司申请了关于“重组抗体”制备的首个专利（“ Cabilly patent ”专利），即利用 DNA 重组技术，将抗体重链、轻链 DNA 同时导入宿主细胞，后者合成并分泌具有生物活性的单克隆抗体。此后，治疗性抗体的生产真正进入到产业化阶段。另外，基因工程抗体能够在基因水平对抗体分子进行切割、拼接，组装，赋予抗体分子新的生物活性，较“多克隆抗体”“杂交瘤单抗”更具应用前景。 1.2 抗体药物的发展进程 1986 年，采用杂交瘤技术生产的“鼠源单抗” OKT3 TM （ muromonab ）成为上市的首个治疗性单抗。但是，由于鼠源单抗严重的免疫原性（人抗鼠抗）问题。抗体药物在上市的首个十年间临床应用并不广泛。此后，“嵌合抗体”技术保留鼠源Fab，采用人源Fc段替代鼠源Fc端，部分减轻了鼠源抗体的免疫原性。“CDR移植技术”又可将可变区的部分序列更换为人源序列，进一步的减轻嵌合抗体的免疫原性，采用此技术的抗体药物称之为“人源化抗体”（humanized antibody）。由于成功的降低了重组抗体的免疫原性，上世纪九十年代末上市的诸多嵌合抗体和人源化抗体，得以在临床上广泛应用。 “嵌合抗体”的人源程度可达66%，“人源化抗体”可达90-95%，但仍不是真正意义上的“人源抗体”。上世纪八十年代发展起来的“体外展示技术”（噬菌体、酵母菌、核糖体展示等），通过构建大容量人源抗体文库，可实现全人源抗体的体外筛选（如2002年上市Adalimumab）。本世纪初兴起的的“转基因鼠”技术（如：HuMAb-MouseTM、KM-MouseTM、XenoMouseTM、VelocImmuneTM、等），在小鼠体内转入了人的抗体基因簇，经抗原免疫后也产生全人源抗体（如2006年上市的Panitumumab）。此外，近年来出现“兔单抗”技术（如RabMAbTM），较传统鼠源抗体亲和力强、特异性高，也是成为抗体药物设计的一种选择。从目前以上市抗体的结构分析，人源化抗体及全人源抗体已经成为抗体药物的主流（见图1）。目前抗体药物开发的最新趋势体现在：一是，在原有药物靶点基础上，利用“抗体工程”技术，提高单抗药物的疗效（见图2）；二是，构建抗体免疫连接物、抗体片段、双特性抗体，或新型结构的抗体药物。如：2007年上市的Soliris™（Eculizumab），其Fc端为IG2/4的嵌合体；2009年上市的“三特异性抗体”RemovabTM，可变区可同时结合肿瘤靶点和CD30受体。 2 国内外抗体药物产业现状 2.1 国际上抗体产业现状 2009年美国市场上的抗体药物成为生物技术药物销售额最大的类别。此后数年，抗体药物的销售额均保持在6-8%的增长率。2010年美国市场的单抗药物销售额为185亿美元，世界范围内单抗药物销售额总计已达400多亿美元，约是整个生物制药市场份额的36% 。在已上市的单抗药物中，销售额排名前五位的单抗品种，为整个抗体药物市场贡献着82%的市场份额。因此，抗体药物的品种上有所谓“Big 5”之说（即： bevacizumab、trastuzumab 、adalimumab、 infliximab，rituximab）。据预测，2014年adalimumab和bevacizumab将成为世界上销售量最大的药物品种。在国际制药行业，一方面，传统制药公司通过兼并建立其在抗体药物上的产品线，如：强生收购Centocor，罗氏收购Immunex、Genentech等；另一方面大型药企通过组建自己的抗体药物研发平台，以保持其在单抗药物开发上的技术优势。如Seattle Genetics重点发展“抗体免疫连接物”，。GSK和Boehringer Ingelheim通过并购，建立“双特异性抗体”药物研发平台。随着抗体原研药物相关专利的到期，欧盟、美国开始考虑审批抗体仿制药。2010年11 月，EMEA也出台了《生物仿制药的草案》，2012年2月FDA也颁布了《生物仿制药指导原则草案》，两者均开始建立以“生物相似度”为核心的生物仿制药审批流程，这些都为抗体仿制药的审批铺平道路。而在政策相对宽松的亚洲，我国、印度、韩国均已有抗体仿制药上市。印度Dr.Reddy公司的RedituxTM售价仅为原研药物RituxanTM成本的十分之一。我国市场上也出现仿制药益赛普TM、强克TM与原研药物EnbrelTM竞争的局面。 2.2 我国抗体产业发展现状我国的抗体药物产业尚处起步阶段，近十年间国内先后涌现出后中信国健、百泰生物、成都弘康、上海赛金等多家专门从事单抗药物生产的企业。同时，许多传统制药企业（哈药、海正、华药、先声等）也开始涉足抗体药物领域。特别是近两年，服务抗体药物开发的CRO/CMO公司（药明康德、义翘神州、中美奥达等）开始出现。标志着新兴的抗体产业在我国已初现雏形。但是，无论从上市品种，还是从行业产能，技术水平等方面分析，我国的抗体产业的发展尚处于起步阶段。目前我国的上市抗体品种中（见表一），国外进口单抗占据多数，我国市场上唯一全人源抗体（Adalimumab）为国外公司（Abbott）进口，上述“Big 5”单抗药物在国内均已上市；我国自主研发的六种抗体药物，以鼠源、嵌合、人源化为主，多集中在少数靶点上（TNF、EGFR，CD25等）。这就意味着相同临床适应症上，将面临国内外不同厂家的品种竞争。更为重要的是，治疗性抗体作为大剂量重组蛋白药物。一个年销售额过亿美元的单抗药物，往往需要年产百公斤级重组蛋白的产能做支撑。行业的技术水平与产能规模将直接影响上市抗体的成本与盈利。我国抗体行业普遍存在着细胞系表达水平低，培养规模小、纯化能力不够等技术问题。以上诸多“产业化关键技术”限制了我国抗体产业的产能规模，制约了行业的发展进程（见图2）。 3 抗体产业关键技术目前国际上抗体药物的生产成本一般控制在500美元/g以下。为此，相应的产业化技术水平要达到以下指标：细胞系表达能力20pcd（pg/cell/day），大规模培养工艺抗体表达水平在1-5g/L，下游纯化能力在50~100kg/batch，纯化收率在70%以上。 3.1工程细胞系的构建能够正确表达重组抗体的细胞系，还需具备“生长能力强，表达水平高、遗传稳定性等”特性，才能成为具有产业化价值的“工程细胞系” 。国内目前抗体表达水平普遍偏低（1g/L），其根本原因在于细胞系生产能力的不足（＜20pcd）。在宿主细胞的选择上，除了少数“鼠源抗体”仍由骨髓瘤细胞（NS0、sp2/0）生产外，绝大多数抗体药物均由CHO细胞生产。近年来，Crucell公司开发的人视网膜细胞系PER.C6TM，借助病毒载体能够实现重组抗体的高表达；Merck公司开发的酵母GlycoFi TM，具备了抗体的特异性糖基化修饰能力。宿主细胞的遗传改造主要集中在借助于“细胞工程”技术提高细胞的生长能力和表达水平。如：通过导入抗凋亡蛋白基因（bcl-2、bcl-xl），使宿主细胞具有更强的生长能力；通过构建“自分泌细胞”表达生长因子，使宿主细胞更适合无血清培养；通过过度表达二硫键异构酶及相关分子伴侣（Bip/GRP78，ERp57），提高宿主细胞对异源蛋白的折叠、分泌能力，等等。业内在细胞构建中多使用的“基因共扩增体系”（如：DHFR/CHO DG44，GS/CHOK1），在基于此原理的重组细胞筛选过程中，易出现目的基因拷贝丢失、克隆间差异性差等问题，为此可采用了“弱化筛选基因”、“双筛选基因” 等多种改良策略。此外，已经出现多种商品化载体功能元件，能够克服载体“随机整合”时的“位置效应”，如：强迫目的基因表达的侧翼元件STARTM、UCOEsTM、MARsTM等；用于目的基因“定点整合”的Flp‐InTM技术，以及源自逆转录病毒的新型载体GPExTM等。在“克隆筛选”环节，传统的“有限稀释法”正在被流式细胞仪自动分选或高通量筛选设备（如clonePixTM，CellCelectorTM，CelloTM）所代替。此外，工程细胞系的筛选策略，也由单一以表达水平为依据，也开始转向综合评价细胞的生长能力、生产能力、产物质量等多方面因素。 3.2细胞大规模培养工艺开发目前，国际上重组抗体的制备主要采用动物细胞培养工艺，其容积产率一般可达3-5g/L （最高可达13g/L ）。大型制药企业的培养规模超过二十万升（如：Amgen公司200,000L，Genentech 公司250,000L等），国内重组抗体生产水平低于1g/L，流加培养规模不超过3,000L（中信国健），灌注培养规模不超过（500L）。动物细胞用培养基逐渐由“无血清培养基”或“无动物来源培养基”转向“化学明确培养基” 。在培养基优化策略上，除了传统的“组分滴定”、“培养基混合”、“消耗成分分析”，“化学计量法”外，目前更多的倾向于综合上述方法优点的“理性培养基优化 ”和“系统培养优化” 。此外，借助迷你反应器（BioLectorTM、SimCellTM、Micro-24TM,ambrTM等），可实现高通量实验设计。流加培养模式是目前重组抗体生产的主流方式，其配套反应器多为搅拌罐和气升罐。近年来兴起的一次性反应器（waveTM、Hyclone S.U.BTM等）多用于扩增种子细胞或制备小规模样品。流加培养存在营养物质消耗、代谢废物积累，以及产品质量不稳定等问题，因此其工艺优化集中在基础培养基、流加培养基以及流加策略上。灌注培养模式下，细胞密度、蛋白产量可较流加模式提高数倍。但是该工艺需使用细胞截留需特殊装置（如旋转滤器、倾斜沉降装置、超声截留装置等），这就限制了其工艺的可操作性和放大性。灌注培养工艺的优化策略为通过优化培养基组分，降低灌流速度，提高产物容积收率。细胞培养工艺中的物理条件（温度、pH、渗透压等）、营养成分等均会重组抗体的质量（聚体、糖基化，电荷变异等）影响。因此，建立用于上市抗体生产的细胞培养工艺，需要事先对其进行充分的“定性研究”，以确定各工艺参数的控制范围。 3.3大剂量重组蛋白纯化、质控随着产业上游培养规模（10，000L）、抗体产率（5g/L）的提高。下游纯化纯化环节的处理能力成为限制产能的“瓶颈”。另外，纯化环节介质的成本占据抗体药物的生产成本的70%以上。规模、成本上的压力使得业内普遍认为：未来下游纯化将是制约抗体行业扩大产能的主要因素。目前，业内普遍采用一条抗体纯化生产线，与数个发酵罐配套的设计方案。细胞收液通常采用微滤、离心、深层过滤等方法实现“固液分离”，通过“亲和色谱”（protein A，protein G）捕获抗体。然后再使用“精制色谱”（阴离子交换色谱、阳离子交换色谱、疏水色谱等）进一步去除宿主蛋白、宿主DNA、色谱配基等杂质。此外，FDA要求整个纯化过程中需配有至少两步病毒灭活步骤。目前使用的亲和色谱（Prosep vATM、MabSelectTM、MabCaptureTM），其抗体捕获能力通常在15~50g/L。由于“柱色谱”不能无限制放大，其产能放大存在限制。新兴的一次性“膜色谱”技术，如Q膜色谱技术（如SingSep Q TM）处理能力可达10~36kg/L ，具有潜在的应用价值。抗体分子在整个制备工艺中存在多种降解途径，如：裂解、二硫键错配、甲硫氨酸氧化、谷氨酸焦谷氨酸化、天冬酰胺脱乙酰化、天冬氨酸异构化等，上述降解途径会导致重组抗体在分子量、纯度、等电点、糖基化等方面出现“异质性”，并最终影响抗体药物的临床疗效。因此，抗体药物的质控需根据临床疗效确定其关键质量属性（Critical quality attribute），并据此确定抗体药物的工艺过程、质量标准。四结语我国于2011年已经成为世界第三大医药市场。国内对于抗体药物的市场需求巨大。生物制药产业也因此被列为我国十二五期间的战略性新兴产业。基于抗体抗体的生物制药产业将是未来国家培育的重点行业。近年来，国家先后建立“抗体药物国家工程中心”（上海）、“抗体药物研制国家重点实验室”（石家庄）等国家级重点实验室，行业内部业内也自发形成“抗体产业联盟”等组织。市场需求的驱动、产业政策的扶持，都为我国抗体产业发展提供了良好的机遇。一旦在上述产业关键技术上取得突破，我国的抗体产业必将十年之内有一个跨跃式的发展！; 12192 次阅读|5 个评论

生物技术对药物产业的三大变革: 热度 1 acthinker 2011-9-2 21:29; 生命科学和生物技术对医药的影响是多方面的，此处不谈传统制药业在新药研发领域的全面影响，即药物靶点从生理或随机寻找到系统性发现与验证。仅就生物技术对药物形态的改变来说，主要有三个提升： 1）重组蛋白。蛋白药物的发现依赖于几大发现，首先是中心法则的确立，其次是基因工程（主要是限制性内切酶）的发现，在其次就是PCR和蛋白表达系统的优化； 2）单克隆抗体。这无疑是一次重大飞跃，特别是对肿瘤病人来说。因为很多控制肿瘤生长的靶点都是酪氨酸激酶受体，这一类受体没有特异的化学抑制剂，单抗则很好的解决了这个问题； 3）细胞治疗。现在主要的应用还是原生细胞的宿主间移植，比如骨髓干细胞。将来对于肿瘤，血液疾病，免疫缺陷疾病，以及一些轻度的组织损伤，细胞治疗将会发挥更大的用处。细胞治疗要解决的问题很多，其中重要的有细胞来源，细胞培养技术，副作用，免疫排斥反应等问题。当然生物技术对医学诊断的推动也是非常大的。当前的胎儿诊断，肿瘤蛋白标记物诊断等，将来的个性化医疗，都是很大的提高了医学的水平。写于2008年12月16日; 个人分类: 行业观察|2443 次阅读|2 个评论

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标签: 抗体药物

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