罕见病疗法技术、临床进展与优劣势深度解析2：抗体疗法
罕见病疗法技术、临床进展与优劣势深度解析2：抗体疗法
文章转自 美柏·科技新发现 美柏医健
抗体疗法
1986年，第一种治疗性单克隆抗体（单抗，mAbs）muronomab-CD3被批准用于治疗器官移植排斥反应。此后，抗体类产品稳步增长——治疗性单抗，以及Fc融合蛋白、抗体片段和抗体药物偶联物（ADCs）等抗体相关产品已成为治疗癌症和免疫紊乱等各种疾病的主要产品类别。
抗体通过调节信号通路、在特定位点募集细胞或蛋白质、递送细胞毒素或中和/调节循环因子发挥作用。
▲图：Muromonab-CD3的作用机理。图片来源：Creative Biolabs
技术要点
自然条件下单抗是由B淋巴细胞产生的，在体液免疫反应中可用于识别外来抗原。单抗的两个关键特征是对特定抗原的特异性，并且这种特异性是连续的。
利用单抗这些特性的研究可追溯到上世纪70年代，但第一批鼠源性单抗具有免疫原性和短暂的半衰期，科学家们认识到鼠/人嵌合单抗、人源化鼠源性单抗或人源性单抗是开发有效的单抗疗法的必要条件。
目前已开发出4种主要的方法来识别和生产这种单抗：噬菌体展示技术、转基因动物技术、B细胞永生化技术和单B细胞分选技术。
抗体基因工程化技术现在已经非常成熟，抗体可以制备成全长裸单抗或较小的工程化抗原结合片段（Fab），为特殊应用提供了理想特性（例如，在受限环境中达到较高的浓度，如眼球后部），并且清除快——导致系统生物利用度降低，从而减少毒性。
基因工程化技术还使双特异性抗体（双抗，BsAbs）的制备成为可能，与单抗相比，双抗的优势在于能够引导免疫系统的效应分子/细胞靶向肿瘤细胞或同时阻断两个不同的靶点。
双抗的研发更复杂，面临分子稳定性、制备和更复杂的毒理学评估等挑战。虽然已经开发出多种双抗形式，50多种双抗已进入临床试验，但目前只有2款双抗获批上市——分别为安进2014年获批的双特异性T细胞衔接蛋白（BiTE）Blincyto（blinatumomab）、罗氏/基因泰克2017年获批的A型血友病疗法Hemlibra（emicizumab）（数据截至2019年10月）。
▲图片来源：Genentech
抗体恒定区（Fc）也可以融合到另一个非抗体相关蛋白结构域，作为独立疗法；或者全长抗体可以融合到一个小分子上形成ADCs。Fc融合蛋白赋予IgG的优点，包括与胎儿Fc受体（FcRn）结合以促进体内稳定性，以及特定效应分子/细胞的治疗益处。目前，有8款已获批上市的Fc融合蛋白（数据截至2019年10月）。
ADCs利用单抗的特异性，选择性地向细胞表面表达特定抗原的肿瘤细胞、递送高效的细胞毒性药物，从而减少对健康组织的损伤。与双抗一样，在实现ADCs疗法潜力方面也存在着挑战：迄今为止，只有少数几款针对血癌的ADCs获得批准，但该领域非常活跃，临床试验涉及50多款ADCs。
临床成功和获批
目前，在肿瘤以外的罕见病领域，基于单抗的疗法数量有限，但靶向疾病相关蛋白的高度特异性抗体疗法的潜力正在开始实现。抗体疗法主要是针对患者群体较大的适应症发展起来的，随后转向一些罕见病适应症，最初通常是超适应症（off-label）使用的。
· 亚力兄制药（Alexion Pharm）的舒立瑞/Soliris（依库珠单抗）是一款以末端补体蛋白C5为靶点的单抗，2007年首次被FDA批准用于阵发性夜间血红蛋白尿，此后又被批准用于与补体系统密切相关的其他两种罕见病：非典型溶血性尿毒综合征和重症肌无力。
· 诺华的Ilaris（canakinumab）是一款靶向关键炎性细胞因子IL-1β的单抗，最初是针对类风湿关节炎开发的，2009年通过再开发被FDA批准用于与cryopyrin蛋白相关的周期性综合征。此后，canakinumab在针对其他疾病的临床试验中得到了积极验证，包括基于一项“伞式试验”的积极结果，canakinumab获批用于治疗与IL-1β相关的三种罕见的其他周期性发热综合征。
· 再生元的Arcalyst（Rilonacept）也是一款靶向IL-1β的融合蛋白，由人IL-1受体的细胞外部分的配体结合区和连接人IgG1的Fc部分的IL-1受体辅助蛋白组成，2008年被FDA批准用于cryopyrin相关的周期综合征。
· 罗氏/基因泰克2017年获批的血友病双抗疗法Hemlibra（emicizumab），通过与凝血因子IX和因子X结合而起作用，使这些蛋白质彼此接近并启动凝血级联反应。
· 赛诺菲/Ablynx 旗下以血管性血友病（Willebrand）因子为靶点的首创性纳米抗体（nanobody）Cablivi（caplacizumab）于2018、2019年分别获欧盟和美国批准用于治疗获得性血小板减少性紫癜。
▲图片来源：European Pharmaceutical Review
优势和局限性
基于单抗疗法的一个关键优势是其高度的特异性，减少了小分子制剂中常见的脱靶毒性风险，这对治疗罕见病尤为重要，因为罕见病往往需要长期的药物管理。
基于其高度特异性，单抗的另一个优点是其在体内的稳定性，从而允许长时间间隔的给药方案（例如，每月一次）。
对于由循环和/或细胞表面特定蛋白质的“功能获得”引起的罕见病，相应的单抗疗法技术已经相对成熟。
此外，噬菌体展示等新兴技术，正变得越来越可及，不仅是对大型制药公司，而且中小企业和大学也有望触及。
然而与小分子相比，单抗的“大尺寸”限制了它们的组织和细胞穿透性，导致无法触及一些理论上理想的靶点，如细胞内蛋白；不过最近新兴的纳米抗体等新型抗体片段制剂有望触及这一领域。
由于需要在良好的制备条件下大规模培养哺乳动物细胞、然后进行繁复的纯化步骤，因此单抗高昂的生产成本也是一大门槛。
此外，单抗需要注射（因此在配制时需要非常高的无菌标准），并可能引发注射部位的不良反应——这是它们与其他大分子制剂（如用于蛋白质替代疗法的大分子）共同的问题。
虽然目前单抗技术的可及性还远远不够，但未来有望基于两大技术发展得到改善：
· 首先，高效和安全地识别和制备单抗的能力正在提升，可以分批、补料分批或连续灌注细胞培养获得高得多的单抗滴度，大大降低了单抗的制备成本并提高了制备灵活性。
· 其次，价格实惠的生物仿制药单抗进入市场有望促进单抗的再开发。例如，利用人工智能（AI）将优质单抗的作用机制与从大量测序工作（如Genomics England项目）中获得的与罕见病有关的通路信息相匹配，从而惠及目前缺乏治疗选择的罕见病患者。
