抗體Fc區域的糖基化改造

單抗Asn297處的糖基化模式調節了抗體Fc結構域與Fc受體結合的構象狀態。 這些N-聚糖對FcγR結合位點的結構完整性至關重要，已經證明糖基化的去除消除了FcγR親和力和補體結合/效應功能。目前已經證實減少巖藻糖和唾液酸基團并增加二等分N-乙酰葡糖胺，半乳糖和甘露糖可增強Fc介導的ADCC和CDC效應。

下面我們來看幾個臨床上成功的例子。

mogamulizumab是一種靶向CC趨化因子受體4型（CCR4）的人源化單克隆抗體，被FDA批準用于復發或難治性CCR4陽性T細胞白血病或淋巴瘤的患者的治療。obinutuzumab（GA101，Gazyva），是一種含有N-乙酰葡糖胺的非巖藻糖基化抗CD20單抗藥物，Obinutuzumab于2013年被批準用于治療先前未治療的慢性淋巴細胞白血病（CLL）患者。

與第一代產品利妥昔單抗（美羅華）相比，第二代產品obinutuzumab去除了50%的鹽藻糖修飾并包含二等分N-乙酰葡糖胺，對人FcγRIII的親和力較第一代產品高50倍，其對表達CD20的淋巴瘤細胞系的ADCC效應增加了10-100倍，在臨床上也體現了治療的優越性。

目前國內天廣實開發了第3代產品MIL62，MIL62是利妥昔單抗（美羅華）與阿托珠單抗（GA101）的優效產品（me-better）。MIL62是100%巖藻糖敲除的第三代CD20抗體，目前體外藥效學證明有效于進口產品美羅華。

第三個例子是benralizumab（Fasenra），該抗體是人源化的非巖藻糖基化的抗IL-5Rα抗體，其介導與表達IL-5Rα的嗜酸性粒細胞的ADCC消耗效應顯著，所述嗜酸性粒細胞涉及哮喘急性發作。Reed等人通過臨床研究發現通過單次靜脈注射benralizumab（MEDI-563）就可以導致輕度哮喘患者嗜酸性粒細胞的強烈消耗，效果可以持續8-12周。

抗體Fc區域的氨基酸突變改造

通過于抗體Fc結構域中引入氨基酸的點突變可以增強抗體Fc效應功能。該方法不僅僅限于對FcγRIII的改變，還允許突變Fc結構域中與多個活化FcγR有關的區域。

一系列已上市治療性單抗藥物（利妥昔單抗，西妥昔單抗，曲妥珠單抗和阿侖單抗）的Fc區域的突變體顯示出FcγRIIIA親和力的增加及FcγRIIB親和力的降低，這些抗體Fc區域的雙突變體（Ser239Asp / Ile332Glu）和三聯突變體（Ser239Asp / Ile332Glu / Ala330Leu）增強了ADCC活性。 這些突變體在臨床前體外實驗中顯示出2個數量級的體外效應功能增強，能夠作用于表達低水平靶抗原的細胞，并在體內臨床前模型中顯示出細胞毒性效力的增強，當然這些突變體的臨床療效還需要進一步證實。

幾項臨床前研究同樣也表明Fc蛋白工程化單克隆抗體對癌癥和病毒的體內活性增強，目前這些單克隆抗體已進入臨床開發階段，例如治療白血病的CD19抗體 Xmab5574（MOR00208），用于治療乳腺癌的HER2抗體margetuximab。

此外我們還可以突變抗體Fc片段的Gly236Ala以增強抗體藥物的ADCP活性，其選擇性地增強對FcγRIIA的親和力，通過Gly236Ala突變（巨噬細胞介導的ADCP和NK細胞介導的ADCC）以及Ser239Asp / Ile332Glu雙突變的聯合（ADCC增強）進一步增強抗體的效應功能。

此外，位于上鉸鏈區的突變可以增強與C1q的結合以增強抗體的CDC活性。其他位置的點突變，如CH2結構域中的Lys326Trp和Glu333Ala，已被證明可以增強CDC效應。 雙突變體，如Lys326Trp / Glu333Ala，Lys326Ala / Glu333Ala和Lys326Met / Glu333Ser，以及三重突變體，如Ser267Glu / His268Phe / Ser324Thr，與單個突變相比，其抗體的CDC效應進一步增加。

設計新功能抗體

新功能抗體藥物是當前及未來抗體藥物開發的一個重要方向，通過開發新功能抗體來提高抗體藥物的療效，新功能抗體主要有抗體偶聯藥物（ADC），雙特異性抗體，納米抗體，Fab片段，ScFv結構的抗體，抗體融合蛋白等。這些抗體的特點和優勢大家從很多公開資料中都能了解，這里就不再詳細闡述。簡而言之，開發這些抗體的最終目的還是希望提高抗體藥物的效應功能，使抗體藥物的臨床療效提升或副作用改善從而實現較已有藥物差異化的競爭優勢。

為了實現上述目標，我們應從哪些方面去努力呢？總的來看有兩個重要的方面：

（1）首先應該進行詳細和充分的文獻、專利調研，仔細分析研究目標抗體及對應靶標涉及到的全部文獻及專利材料，例如目前針對這一抗體及作用靶點已經開展了哪些研究，哪些方面是未研究的，為什么沒有相關的研究，在針對該靶點的抗體藥物設計方面哪些是可以近一步改進和提高的，以及這些改進和提高對于提高臨床療效及減少副作用的關系有多大，對于以上方面的理解深度將會影響抗體藥物的后續開發，要出色的完成上述工作對于相關人員的知識儲備和經驗的積累也具有很高的要求;

（2）要求抗體藥物研發人員對抗體整體及各部分的結構功能有很深的理解，此外還需要對不同類型的IgG抗體的結構有清晰的認識，清楚的明白關鍵結構域中每一個氨基酸的變化對于抗體結構和功能的影響，并能綜合運用現有的各種方法手段進行分析驗證。在上述基礎上用多種不同的體內外模型對相關設計進行多次重復驗證，此外抗體各部分連接的氨基酸也很重要，連接linker的穩定性，連接序列的剛性及柔性的組合策略，不同氨基酸的搭配組合，充分考慮所用氨基酸的電荷性質等等。做到上述這些方面，往往會使我們設計的抗體在療效上體現出一個意想不到的提升效果。

以上我們用較大的篇幅分析了抗體藥物研發的第一方面的重要變化：抗體藥物的副作用及功能和療效的提升方面。

下邊我們看看文章開篇提到的第二個方面：單抗藥物作用靶標不斷擴大已拓展到新的疾病治療領域和新的適應癥。

抗體藥物的靶標可以分為已經成藥的靶標和未成藥的靶標，對于已經成藥的靶點來說，由于有大量的科學和臨床研究，而且有已經上市的藥物，對于作用于這類靶點的抗體，臨床開發研究的風險較小，我們可以認為靶標的生物學風險基本已經去除，但對于開發針對此類靶點的抗體藥物來說，后期商業化的風險較大。對于抗體研發企業來說能否開發出具有比較優勢的差異化產品至關重要，這個差異化主要體現臨床療效的提升和副作用的降低方面，這也就回到了我們第一部分探討的內容上。

對于未成藥的靶標而言還可以細分為兩大類。

（1）一類靶標相對比較成熟，目前有大量的基礎及臨床相關的研究，有較多的人類循證醫學的證據，目前已經有該靶點的抗體進入臨床研究，這樣的靶標雖然較有上市藥物的成熟靶點的臨床開發風險大，但是一旦開發成功，應該具有較大的商業價值。

（2）另一類靶標就是目前雖然有一些基礎研究，但是臨床和人類循證醫學研究很少，目前也沒有進入臨床階段的抗體，對于這樣的靶標，臨床開發風險極高，對于這樣的靶點很多的時候還是保持一種跟蹤的態度，在概念驗證上作一些初步工作，對相關靶點的研究密切關注，如有重大突破就可以快速跟進。大家可能會問對于抗體藥物的全新靶點（還未報到的靶點）我們是怎么發現的呢，我們可以通過分子流行病學調查，人類遺傳學研究，人類功能基因組學、蛋白組學研究，生物信息學、藥理學、模式動物研究，人類循證醫學研究去發現。

總之，抗體藥物的開發必須以臨床需求為核心，解決還未滿足的臨床需求，不斷開發新的靶點和適應癥。對于初創型的抗體藥物研發企業，需要有清晰的自我定位和目標，在抗體作用的靶標上選擇好，可以兼顧不同類型靶點的一個搭配組合，確立好了相關的靶點后就需要在提升抗體藥物功能和療效上下功夫，特別是針對本文分析的抗體藥物免疫源性及抗體藥物副作用及效應功能，通過這些努力以提高抗體藥物的臨床療效，要實現這些還需要抗體研發人員對于抗體藥物的結構和功能的關系有深入的了解，需要抗體研發企業有較深的積累沉淀。

為了大家清理理解本文的思路和闡述的邏輯，特配思維導圖一張供大家參考。

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