干货丨关于创新型抗体药物药学评价的思考

早期的单克隆抗体来自免疫小鼠的鼠源单抗, 为降低抗体药物的免疫原性, 需要进行嵌合抗体、人源化抗体等改 造。

近年来, 随着体外展示 (噬菌体、酵母菌、核糖 体等)、人源化小鼠、单个 B 细胞等技术的发展, 目前全人序列基因工程单克隆抗体已经成为抗体药物的主流; 在此基础上, 利用“抗体工程技术”(antibody engineering) 对可变区、恒定区的改构可进一步提高抗体分子的成药性, 最终催生出多种类型的创新型抗体药物进入临床。

在抗体可变区改构方面, 依赖 pH或钙离子结合的“清道夫” (sweeping antibody) 在溶酶体内可实现抗原−抗体复合物的解离。

由于此类抗体经 FcRn 转运胞外后可多次中和靶标, 临床上可显著减 少给药剂量或延长给药间隔; 通过构建靶向 T 细胞 和肿瘤细胞的双特异性抗体 BiTE (bispecific T cell engager) 或 DARTs (dual-affinity re-targeting protein), 可直接连接并诱导效应细胞 (T 细胞) 杀伤靶细胞 (肿瘤细胞); 通过构建靶向转铁蛋白受体 (transferrin receptor) 或胰岛素受体的双功能抗体, 可以促使抗体 药物借助转运机制穿过血脑屏障或进行肠道给药。

在抗体恒定区改构方面, 通过对受体结合位点 的氨基酸突变, 来改变抗体的恒定区 (Fc) 效应功 能、延长半衰期, 或提高结构稳定性。

如: 抗 C5 单 抗 eculizumab (Soliris®) 采用 IgG2/4型恒定区来消除效应功能; 抗 CD52 单抗 alemtuzumab (Lemtrada®) 通过恒定区改构 (S239D/I332E, S239D/I332E/A330L) 提高 ADCC (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity) 效应; 抗PD-L1 (programmed death-ligand 1) 单抗 atezolizuamb (Tecentriq®) 通过突变糖基化位点 (N297A) 消去 Fc 效应功能; 抗 CTLA-4 (cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4) 融合蛋白 belatacept (Nujolix®) 和 abatacept (Orencia®) 通过对铰链区多 处氨基酸突变, 消除ADCC与CDC效应; 抗PD-1 (programmed cell death 1 receptor) 单抗 nivolumab    通过恒定区改构 (S228P) 避免 IgG4 恒定区形成半抗 体; 抗金葡菌抗体 MEDI4893 通过恒定区改构 (M252Y/S254T/T256E), 提高 FcRn 亲和力以延长体内半衰期。

近年来研究发现, 抗体的糖型分布 (去岩藻糖、 半乳糖、唾液酸、非人糖基化修饰等) 可显著影响其 临床生物活性与免疫原性, 应作为抗体药物的“关键质量属性”进行研究和控制。

如: 抗 CD20 单 抗obinutuzumab (Gazyva®) 和抗CCR4单抗mogamulizumab (Poteligeo®) 经宿主细胞改造后降低或消除岩藻糖修饰, 临床上提高抗体的 ADCC 效应。

为提高抗体的生物活性, 可在传统裸抗的基础上偶联小分子药物构建抗体药物偶联物 (ADCs)。

裸 抗与小分子药物的连接方式, 早期多使用不稳定连接子 (腙键、二硫键等), 目前应用较多的稳定连接子 (蛋白酶缬氨酸−瓜氨酸连接肽、硫醚键等); 使用较多的小分子药物有 ImmunoGen 公司的美登素系列 (DM1、DM4 等) 和 Seattle Genetics 公司的海兔毒素 系列 (MMAE、MMAF) 等。

传统的随机偶联或半定点偶联造成了 ADCs 药物的高度“异质性”。

未来通过糖基化修饰和氨基酸突变或非天然氨基酸引入进行“定点偶联”将是 ADCs 药物发展方向。

截止2017年 5 月, 世界范围内进入临床研究阶段的候选抗体药物 有 719 种。

这其中除了传统裸抗外 (493 种), 还包括 抗体片段 (13 种)、抗体药物偶联物 (87 种)、双特异 性抗体 (61 种)、Fc 融合蛋白 (37 种)、放射性偶联 抗体 (17 种)、免疫细胞因子 (11 种) 等。

在我国, 目前受理申报临床的创新型抗体药物总数已经超过 40 个, 按照其技术特点可分为: 全新序列抗体 (改良 型抗体或新靶点抗体)、双特异性抗体 (或复方抗体)、抗体偶联物等三类 (表 1)。

如 : 降低临床不良 反应的抗 EGFR (epidermal growth factor receptor) 单 抗、增强 ADCC 效应的抗 HER2 单抗、抗 PD-L1 单 域抗体KN-035、抗埃博拉病毒复方抗体MIL77、 国内首个抗 PD-1 单抗 JS-001、国内上市品种抗 VEGFR1/2-Fc 融合蛋白 Conbercept[28]等 (表 2)。

值得一提的是, 其中多个自主研发的创新型抗 体药物已经在欧美同期注册或开展临床。

如: 抗 PD-1 抗体 BGB-A317、抗 c-MET 抗体偶联药物 SHR-    A1403、抗 PD-L1 抗体 SHR-1316、抗 PD-L1 单域抗 体 KN-035、抗 EGFR 改良抗体 HLX07、抗 MET 单 抗 emibetuzumab 等。

这也标志我国抗体药物的创 新能力提升, 已经获得国际监管界的认可, 中国制药 公司开始参与全球生物制药创新的进程。

与生物类似药不同, 创新型抗体药物的分子结构、作用机制和临床效果有待临床试验的研究, 研发过程中仍存在着较大的失败风险。

如: 抗 CD28 单抗 TGN1412在I期临床中引起严重的“细胞因子风暴”, 因安全性终止临床实验; 礼来公司治疗阿尔兹海默症抗体 solanezumab, III 期临床试验未达到主要终点宣告失败; 辉瑞公司抗 PCSK9 (proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) 抗体 bococizumab 中止 III 期 临床试验; 西雅图遗传公司终止抗体偶联药物 SGN-CD33A 的临床试验等。

因此, 对于创新型抗 体药物的开发, 药学研究通常在保证临床基本安全性的前提下可分阶段、有步骤地展开, 产品上市前通过工艺变更逐步提高生产效率。