抗体技术分析

       抗体药物的人源化程度、亚型、表达载体也是关注的重点

       抗体人源化进程

       就人源化程度而言，在现有上市的单抗产品中(不包含8个融合蛋白)，全人源单抗25个，人源化单抗31个，嵌合单抗9个，鼠源5个；占比分别为32.1%、39.7%、12%和6.4%。自1975年单克隆抗体杂交技术问世以来，鼠源抗体被誉为神奇的子 弹，1986年第一个鼠源抗体Orthoclone OKT3® (Muromonab-CD3)的上市开启了抗体的新时代。至今为止，FDA批准上市的鼠源抗体共4个，分别是OrthocloneOKT3® (Muromonab-CD3)、Zevalin® (Ibritumomab tiuxetan)、Panorex® (Edrecolomab)和Bexxar® (Tositumomab-I131)。然而鼠源单抗作为异源性蛋白在人体内会引起强烈的人抗小鼠抗体(HAMA)免疫反应，严重影响治疗效果甚至危机生命。为解决这一难题，抗体的发展经历了如下历程：恒定区人源化(嵌合抗体)→可变区人源化抗体→全人源抗体。

       嵌合抗体技术的使用主要集中在十年前，2010年以后FDA批准上市的嵌合抗体共4个，分别是ADCETRIS® (Brentuximab vedotin)、Sylvant®(Siltuximab)、 Unituxin® (dinutuximab)和Anthim® (obiltoxaximab)。目前FDA批准上市的抗体主要以人源化和全人源为主，自1997年第一个人源化抗体Zenapax® (Daclizumab)上市以来，目前共31个人源化抗体上市，近五年批准上市的抗体中40%的抗体为人源化。

       在全球单抗市场中全人源单抗是未来的发展方向，FDA批准上市的78个单抗中有25个是全人源单抗，主要集中在近九年内。第一个批准上市的全人源单抗是阿达木单抗，至2012年起连续6年占据全球药物销售排行榜榜首，成为最畅销的药王。随着转基因小鼠和噬菌体展示技术的成功应用，全人源化克隆单抗的比重将逐步增大。

       抗体亚型

       在抗体药物中IgG有4个亚型，不同的结构特点及功能特点使其治疗应用上有较大区别，需要ADCC和CDC效应作用的抗体优先选择IgG1亚型。IgG1亚型是现在最成熟的、研究最多的，现有上市单抗药物78%为人IgG1型，共61个(图1)。IgG4和IgG2与IgG1一样有着很强的FcRn亲和力和半衰期，同时具有很弱的ADCC活性和CDC活性(IgG4无CDC活性)。如果只是阻断抗体，不需要ADCC和CDC效应，优先选择IgG4。

       IgG4亚型在近几年应用也慢慢增多，目前上市的抗体药物中有10个药物(图1)为IgG4亚型，例如免疫检验点抑制剂PD-1抗体Keytruda? (pembrolizumab)和Opdivo? (nivolumab)。也有部分的抗体采用IgG2亚型(主要也是低ADCC和CDC效用)，相比于IgG4亚型的抗体IgG2亚型成药的几乎寥寥无几。主要因为IgG2的二硫键错配问题，IgG2的二硫键远比IgG1和IgG4的复杂[3-5]。IgG3由于其半衰期比较短并且hinge区域易水解，限制其在药物中应用，目前上市的药物中暂无该亚型。

       图1 抗体药物亚型统计(数据来源于FDA)

       抗体表达细胞系

       就表达载体而言，目前市面上的单克隆抗体大多是由哺乳动物细胞表达，主要是CHO、Sp2/0、NS0等。不同的表达载体具有不同的特性，CHO细胞表达载体遗传背景清晰，产业化应用广泛，现有上市的抗体药物中有46个(59%))采用CHO细胞(表3[7])，Fc融合蛋白都是CHO细胞表达。此外，有7个抗体采用Sp2/0细胞系，14个抗体采用NS0细胞系，3个抗体采用E.coli表达，5个抗体采用鼠杂交瘤技术表达，各种表达体系优缺点[6]见表3。由此可见CHO始终是抗体药物表达的主流载体，占到所有已上市抗体药物的一半。

       已上市抗体靶点分析

       截止2017年12月，目前批准上市的抗体类药物共78个(不含仿制药)，包含8个融合蛋白和70个抗体，主要针对48种不同靶标。其中靶点为CD20的药物有6个，抗肿瘤坏死因子α (TNFα)和程序性死亡受体-1 (PD-1/L1)各有5个，血管内皮生长因子(VEGF /VEGFR) 和表皮生长因子受体(EGFR)各4个；、IL17、IL6R、IL5和抗人表皮生长因子2(HER2)各有3个；PSK9、白介素1 (IL-1)、α4/β1/7整合素、CD80和炭疽PA抗原的各2个。其余靶标(VEGFR2、、CD52、B淋巴细胞刺激因子(BLyS)、C5补体、趋化因子受体4 (CCR4)、CD6、CD25、CD30、CD38、细胞**T淋巴细胞相关抗原4 (CTLA-4/CD152)、双唾液酸神经节苷脂(GD2)、血小板糖蛋白GPIIb/IIIa、IgE、IL12 /23、细胞核因子κB受体活化因子配体(RANK-L)、RSV病毒F蛋白A抗原、信号淋巴细胞激活分子7 (SLAMF7)、达比加群酯，以及抗CD19/CD3和抗EpCAM/CD3双特异靶标的产品各1个(表4)。目前，2017年的具体销售数据暂未统计完全，我们从2016年的销售数据分析销售前十的靶点分别是：TNFα (387亿)、VEGF (153亿)、HER2 (95.0亿)、CD20 (75亿)、PD-1 (60亿)、IL12/23 (32.3亿)、RANK (31.6亿)、C5补体(28亿)、EGFR (24亿)、IgE (23亿)。这是个靶点的销售额占抗体销售总额的85%，其中TNFα占36%(表4，数据来源于[8])。