*仅供医学专业人士阅读参考
从单抗的诞生、发展到生物制剂的临床治疗应用…….
越来越多的生物制剂被应用于风湿免疫疾病的治疗并显示出良好的疗效和安全性。许多生物制剂属于抗体类药物，而单克隆抗体由于高度特异性和均一性在临床治疗中得到了非常广泛的应用。
近年来，各大疾病领域中新获批的单克隆抗体数量呈现爆发式增长，许多产品在治疗中表现优异。今天，我们将从单克隆抗体的发展历程讲起，对单抗药物进行更详细和深入的解析，并邀请中南大学湘雅株洲医院李敬扬教授点评和分享。
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异军突起，单克隆抗体的诞生
抗体治疗起始于19世纪末，研究者发现动物抗白喉毒素的抗血清具有抗微生物作用。采用动物来源的抗血清，即多克隆抗体，可应用于肺炎、白喉、麻疹等传染病的早期治疗中。多克隆抗体是针对多种抗原决定簇的混合抗体，组成成份复杂，可识别多个抗原表位，均一性、特异性均受到影响，且不良反应较多，在治疗领域的应用比较受限 [1] 。
而单克隆抗体的出现和发展改善了这一局面，它由单一的B细胞克隆产生，纯度高、特异性强，能持续生产和供应。
其产生与免疫学理论和技术的发展有着密不可分的关系：
1957年，生物学家伯内特提出了克隆选择学说，即认为动物的每个B淋巴细胞都有其独特的受体，在受到抗原刺激时，发生免疫反应、增殖分化产生相应抗体[2]。这为单克隆抗体技术提供了理论基础依据。
1975年，英国科学家Kohler和Milstein将小鼠骨髓瘤细胞与浆细胞在体外进行融合，创建了杂交瘤技术，所产生的杂交瘤细胞既可分泌特异性抗体、又有无限繁殖的能力[3]。这使得针对某一靶点开发单抗药物成为可能，保证了药物的稳定性、重复性和可靠性，为治疗性单克隆抗体的制备打下技术基础。
图1：因杂交瘤技术的建立，Kohler和Milstein获得了1984年诺贝尔生理学或医学奖
（图源 : https://www. nobelprize. org/prizes/medicine/1984/summary/）
但至此，单克隆抗体应用于临床治疗时仍然还有很多瓶颈问题有待突破。比如，最初的治疗性抗体以鼠源抗体为主，在人体中使用时易产生免疫排斥，降低其疗效的同时也带来极大的安全性隐患 [4] 。如何优化单克隆抗体药物才能使其更好、更广泛地应用于临床中呢？
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不断优化，单克隆抗体的不同发展阶段
为了解决异源性免疫排斥的问题，单克隆抗体一直在迭代更新，其发展先后经历了四个阶段：鼠源单克隆抗体、人鼠嵌合抗体、人源化单克隆抗体和全人源单克隆抗体。
鼠源单克隆抗体100%由小鼠蛋白构成。在创建杂交瘤技术时，把来源于免疫接种过的小鼠B细胞与骨髓瘤细胞融合形成了杂交瘤细胞，其产生的特异性抗体即为鼠源单克隆抗体。鼠源抗体易被人体免疫系统识别，引发人抗鼠排斥反应，减弱了药物疗效并可能引起严重的不良反应 [5-6] 。
人鼠嵌合抗体是基于鼠源抗体的第一次优化。通过人工改造，鼠源抗体的恒定区被置换成人的氨基酸序列，由此产生的嵌合抗体包括约25%的小鼠蛋白，其余为人体蛋白。嵌合抗体虽然一定程度地降低了抗体进入人体时产生的异源反应，但鼠源区仍占有较大比例，风险不可小觑 [5-6] 。
为了进一步降低排斥反应，需要不断加大单克隆抗体中人源序列的比例。人源化抗体是单克隆抗体优化进程中的2.0版。人源化抗体进一步降低鼠源区序列，仅包含5%-10%的鼠蛋白，其余为人体蛋白。它基本克服了鼠源抗体的缺陷，而且能有效募集效应因子和效应细胞，对靶细胞具有较强的杀伤作用，在体内的半衰期长。基于以上优势，人源化单抗被广泛地应用于临床治疗 [5-6] 。
但单克隆抗体的优化探索并未就此停止。随后出现的人源化小鼠以及噬菌体展示技术，使得全人源单克隆抗体的产生成为了可能。全人源单抗完全由人源成分组成，抗体结构100%按照人类基因编码而成，免疫原性进一步降低，在临床治疗中有非常广泛的应用场景 [5,7] 。
图2：单克隆抗体的四个发展阶段
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技术大展，全人源单克隆抗体是如何制备出来的？
借助免疫原性小、临床效果好等优势特征，全人源单克隆抗体成为未来单克隆抗体的主要发展方向，在自身免疫疾病治疗领域的应用愈行愈远。
目前，制备全人源单克隆抗体的技术主要包括噬菌体展示技术、转基因小鼠技术、B细胞永生花技术以及人源杂交瘤技术等。其中，噬菌体展示技术和转基因小鼠技术最为常见，在实际应用中最广泛、最成功 [8] 。
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噬菌体展示技术
该技术由George P.Smith于1985年开发，他将外源基因插入到丝状噬菌体的基因组中，使目的基因编码的多肽以融合蛋白的形式表达。随后，Gregory P.Winter继续发展该技术，将B淋巴细胞轻链和重链基因库扩增，融合到噬菌体衣壳蛋白中，经噬菌体表面展示系统表达后形成噬菌体抗体库，通过合适的筛选方法，富集能够特异性地与靶分子结核的噬菌体并最终获得识别靶分子的多肽和蛋白质 [8-9] 。
首个获美国食品药品管理局（FDA）批准上市的全人源抗肿瘤坏死因子-α（TNF-α）单克隆抗体——阿达木单抗即通过该方法制备（图3），靶向和中和TNF-α，目前用于类风湿关节炎（RA）和强直性脊柱炎（AS）等自身免疫疾病的治疗 [10] 。
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转基因小鼠技术
利用转基因小鼠制备全人源单抗是目前治疗性抗体发展的主流趋势。1989年，Bruggemann将人IgH基因转入小鼠体内，引起基因重排后表达IgM，证明利用转基因小鼠制备人类抗体的可能性。随后多种基因工程技术，如酵母人工染色体技术以及基因敲除技术，被应用于全人源抗体转基因小鼠的研发，其原理是先破坏小鼠内源抗体基因，再将人抗体基因转入小鼠内，利用目标抗原免疫转基因小鼠，从而在其体内表达相应抗体 [11] 。
首个全人源IL-17A抑制剂司库奇尤单抗即采用转基因小鼠技术而制备（图4）。目前，司库奇尤单抗已于国内获批中重度斑块状银屑病（PsO）和强直性脊柱炎（AS）适应症。
图4：IL-17A抑制剂司库奇尤单抗制备过程
这两种技术各有利弊，如噬菌体展示技术具有筛选容量大、基因型和表型统一等优势特点，但需要高通量筛选且获得的抗体亲和力普遍较低；转基因小鼠技术可以保证抗体类别转化的完整性和克隆选择的多样性，通过此途径所获取的抗体具有良好的亲和性、稳定性和可溶性，但如何最大程度地降低人和小鼠免疫系统组成的差异，使抗体更接近人体天然产生的抗体结构，仍然是领域内着力解决的问题 [11] 。
在目前FDA所批准的全人源抗体中，有近乎四分之三采用转基因小鼠制备手段，这也许是因为在实际开发过程中，噬菌体展示技术带来的抗体其不确定性更大一些 [12] 。
总的来说，全人源单克隆抗体是目前生物制剂发展的主要趋势，极大地推动了自身免疫疾病的整体治疗格局。随着技术日臻成熟，有越来越多表现优异的单抗药物进入临床，造福患者。
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小结
在过去的30年多年中，单克隆抗体经历了从诞生、优化到临床治疗的几个过程。经过不断地发展和完善，其制备技术日渐臻熟，人源化程度也在逐渐提高。今天，全人源单克隆抗体已成为药物开发的总体趋势，尤其在自身免疫疾病的治疗中已得到广泛应用。目前，常见的用于全人源单克隆抗体制备的技术包括噬菌体展示技术和转基因小鼠技术，其分别的代表产品为阿达木单抗及司库奇尤单抗。对于不同制备工艺生产下的全人源单抗，其临床疗效和安全性的不同，我们将在下一期详细介绍，敬请期待~
*司库奇尤单抗目前在国内获批的适应症为中重度斑块状银屑病（PsO）和强直性脊柱炎（AS）
李敬扬 教授
在过去半个世纪的时间里，转化医学最成功的案例之一就是治疗性抗体在自身免疫病中的广泛运用。经过多个阶段，全人源单抗己成为抗体工程技术发展的重要趋势，其中噬菌体展示技术和转基因小鼠技术实际应用最为广泛、也更易获得成功。可以说人类对抗体的研发己日趋成熟。
尽管临床医生已经在RA、系统性红斑狼疮（SLE）、AS等自身免疫病的治疗中已有众多的靶向抗体选择，但仍然有一部分患者不能获得足够的满意疗效。一方面说明我们对疾病的认识还有待深入，同时，针对发病机制靶点或通路调控的抗体研发，以及它为患者带来的价值研究总结，我们还有很长的路要走。人体生物学太复杂，即便是针对同一抗原或通路，不同抗体的表现也可能千差万别。
我们相信还会有越来越多的全人源单抗新药用于治疗各种疾病，同样面临的挑战也会伴随而至！
专家简介
李敬扬教授
中南大学湘雅株洲医院大内科主任、教授、硕士研究生导师
湖南省风湿免疫性疾病临床诊疗示范基地主任
中华医学会湖南省风湿免疫专业委员会副主任委员
中国医师协会风湿免疫专业医师分会委员
中华中医药学会风湿病分会委员
亚太医学生物免疫学会风湿免疫分会委员
中国中西医结合风湿免疫学会委员
海峡两岸医药卫生交流协会风湿免疫专业委员会委员
国家药品监督管理局药物食药审核查验中心专家库成员
英国哥拉斯格大学医学院访问学者
株洲市风湿免疫学会主任委员
株洲市女医师协会副会长
参考文献：
[1]吕大伟. 中国医药指南. 2011, 9(22):217-219.
[2]李亚璞. 河北农业科学. 2009,13(04):45-47.
[3]孔君，等. 免疫学杂志. 2011,27(02):170-173.
[4]唐碧霞，等. 国际免疫学杂志. 2005, 28(5):308-312.
[5]Smith BT. UNMPharma. 2012, Vol 17.
[6]Carrascosa JM. Actas Dermosifiliogr. 2013, 104(6): 471-479.
[7]Jahn E, et al. N Biotechnol. 2009; 25:280-286.
[8]孟胜利. 国际生物制品学杂志. 2011,34,(5):225-229.
[9]夏静. 生物学教学. 2018, 43(4): 69-70.
[10]Fleishman R, et al. Molecular Interventions 2003;3:310-18.
[11]唐亚华, 等. 现代医药卫生. 2018, 34(23): 3642-3645.
[12]https://www.sohu.com/a/141727933_152537
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