单克隆抗体综述 - 实验交流 - 生物秀
标题: 单克隆抗体综述
摘要: [单克隆抗体综述] 单克隆抗体综述一、抗体的定义和第一代单克隆抗体（经杂交瘤细胞生产）抗体是在对抗原刺激的免疫应答中，B淋巴细胞产生的一类糖蛋白。它是能与相应抗原特异的结合、产生各种免疫效应（生理效应）的球蛋白。国际卫生组织将具有抗体活性及化学结构与抗体相似的一类蛋白统一命名为免疫球蛋白，它与抗体都是指同一类蛋白质 关键词:[抗体 单克隆抗体 药物 癌症 细胞]……
单克隆抗体综述
一、抗体的定义和第一代单克隆抗体（经杂交瘤细胞生产）
抗体是在对抗原刺激的免疫应答中，B淋巴细胞产生的一类糖蛋白。它是能与相应抗原特异的结合、产生各种免疫效应（生理效应）的球蛋白。国际卫生组织将具有抗体活性及化学结构与抗体相似的一类蛋白统一命名为免疫球蛋白，它与抗体都是指同一类蛋白质。70000之间，称为“重链”（H链）。轻、重链之间和两重链之间由二硫桥连接，这样的四链结构（L2H2）组成一个免疫球蛋白分子。&#个氨基酸残基，相对分子质量在5;抗体的基本结构如图所示，由四条肽链组成，其中两条相对分子质量较低的肽链约含210个氨基酸残基，相对分子质量约24000，称为“轻链”（L链）；另两条相对分子量较高的肽链约含450
，其相应的抗体分别命名为IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。、、、、以重链抗原性差异来进行抗体的血清学分类：用分离纯化的各种重链免疫动物获得相应的抗血清，再通过免疫交叉反应等血清学检测方法，分析其结构的异同，反复的验证，最后发现人类有5类不同的重链，分别为）与多种细胞结合，(5)可能造成免疫损伤。IgG占成人血清中抗体总量的75%以上，是人类血清中主要的一类抗体，由B细胞产生，其功能结构也是研究最清楚的。它主要的生理功能有：(1)中和毒素和病毒，(2)凝集和沉淀抗原，(3)激活补体，(4)通过特异的膜受体（Fc单克隆抗体技术的应用是现代科学领域中的重要进展之一。单克隆抗（Monoclonalantibody，简称McAb）具有广泛的应用价值，它为学和医学等自然科学的研究开辟了新的途经。
二、第二代单克隆抗体：经过基因重组的嵌合或人源化单克隆抗体
嵌合抗体：指用人的恒定区取代小鼠的恒定区，保留鼠单抗的可变区序列，形成一个人-鼠杂合的抗体。其研制程序快，可大幅度降低异源抗体的免疫原性，却几乎保持亲本鼠单抗全部的特异性和亲和力。另外，它还具有人抗体的效应功能，如补体固定、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）等。嵌合抗体成功的例子有：
Rituxan：Idec Pharmaceutical/Genentech的小鼠抗CD20抗体，含人IgG1κ恒定区，用于治疗B淋巴瘤。它的抗淋巴瘤作用主要可能来自于补体作用、ADCC和诱导肿瘤细胞凋亡(Apoptosis)(Apoptosis)(Apoptosis)。
Remicade：Centocor公司的抗TNF-α抗体，用于治疗风湿性关节炎和节段性回肠炎。
Simulect: Novartis公司的抗CD25抗体，用于抗移植排斥。
Erbitux：美国Imclone公司的抗EGFR（Her-1）单克隆抗体，目前FDA已批准其用于治疗结直肠癌。
人源化抗体：利用现有的无数已详细分析过的小鼠抗体，取其与抗原直接接触的那段抗体片段（互补决定区，CDR）与人的抗体框架嫁接，经亲和力重塑，可维持其特异性和大部分的亲和力，同时几乎去除免疫原性和毒副作用。
成功的例子：
Herceptin：Genentech公司的抗HER2/neu抗体，用于治疗乳腺癌。
Synsgis：Medimmune公司的抗F抗体，用于治疗呼吸道病毒感染。
Zenapax：Protein Design Labs（PDL）/Roche的抗CD25抗体，用于抗移植排斥。
h-R3：古巴分子免疫学中心的抗EGFR（Her-1）单克隆抗体，用于治疗头颈癌。
三、噬菌体展示抗体和全人抗体
（1）噬菌体显示技术制备人源性抗体
基于噬菌体可把抗体片段表达在外膜的能力而建立一系列的抗体文库，然后用目的抗原来筛选文库中相应的抗体片段，再经体外加工可形成有功能的完全人抗体。用此方法可制备针对简单或复杂抗原的单抗，并得到中等亲和力的抗体，但该方法需用高通量筛选。现有一些已进入临床II/III期研究，如Cambridge Antibody Technology（CAT）的D2E7和CAT-152，分别用于治疗风湿性关节炎和青光眼。D2E7是抗TNF-α单抗，现正由Abbott Laboratories开发。从其2002年6月份提供的临床III期数据看，有望于近期进入市场。
（2）转基因动物(Transgenic animals)(Transgenic animals)(Transgenic animals)制备人源性抗体
抗体衍生物：有的研究者正在开发更容易生产和使用的单抗衍生物，最成功者当属宾夕法尼亚大学的Mark Greene。他在寻找抗体互补决定区CDR衍生的多肽小分子，并成立了CDR Therapeutics（现属Xcyte Therapies）以加速其多肽生产的商业化。他的多肽有亲本单抗的亲和力和选择性，但作为小分子，多肽应无免疫原性，且更稳定，甚至可口服。
四、世界上现有单克隆抗体种类以及治癌药品
单克隆抗体（MAB）是近年来复合年增长率最大的一蛋白类药物，2001年全球销售额增长了57.3%，接近30亿美元。在这类产品中开发主要集中在癌症(cancer)(cancer)(cancer)治疗药物方面。预计到2010年用于癌症(cancer)(cancer)(cancer)治疗的单克隆抗体将占其销售总额的54.7%。据预测，单克隆抗体将会以复合年增长率16.3%的速度增长，到2010年达到121.39亿美元的市场规模。其中，治疗癌症(cancer)(cancer)(cancer)的单克隆抗体市场规模将达66.36亿美元。2003年单克隆抗体药物Herceptin（赫赛汀）销售11.77亿瑞士法郎，增长27％。目前单抗产品主要有：ReoPro（第一个FDA批准的单抗，礼来公司生产的一种糖蛋白IIb/IIIa 抑制剂，主要用于预防进行冠脉血管成形术的患者发生缺血性心脏病并发症的高危险性）、Rituxan（美罗华）、Hercetpin（赫赛汀）、Remicade（Centocor公司的抗TNF-α抗体，用于治疗风湿性关节炎和节段性回肠炎）、Enbrel、Synagis（Medimmune公司的抗F抗体，用于治疗呼吸道病毒感染）、Humira（原D2E7，雅培生产的治疗类风湿关节炎的单抗）、Zevalin（带放射性物质的抗CD20单抗，用来治疗非何杰金式初级滤泡性淋巴肿瘤，2002.2经FDA批准）、Xolair（基因泰克和诺华生产的治疗哮喘的单抗）、Zenapax（Protein Design Labs（PDL）/Roche的抗CD25抗体，用于抗移植排斥）、Simulect（Novartis公司的抗CD25抗体，用于抗移植排斥）以及最新的Erbitux、h-R3和Avastin（美国遗传技术研究公司开发和生产的抗癌新药“Avastin”是一种基因工程(Genetic Engineering)(Genetic Engineering)(Genetic Engineering)单克隆抗体药物，主要通过抑制能够刺激新血管形成的所谓“血管内皮生长因子”，使肿瘤组织无法获得所需的血液、氧和其他养分而最终“饿死”，以达到抗癌功效。FDA在批准该药）。
日古巴分子免疫学中心（CIM，古巴哈瓦那）和它的商业分支机构CIMAB SA（www.cim.sld.cu）的人源化单克隆抗体TheraCIM h-R3（作为与放疗联合使用的药物，治疗晚期头颈癌）获得了古巴国家药品权威部门即古巴政府药品质量控制中心（CECMED，古巴哈瓦那）的癌症(cancer)(cancer)(cancer)快速通道审批通过。日FDA批准英克隆（Imclone）公司Erbitux用于治疗结直肠癌。
抗CD20单抗的情况：
抗CD6单抗情况：
目前该单抗是属于抗CD6的IgG1亚型的单克隆抗体。该单抗是针对淋巴瘤细胞，可治疗牛皮癣、类风湿关节炎。
古巴分子免疫学中心（CIM）开发的人源化抗CD6单抗正在进行针对类风湿关节炎的I期临床试验。原来CIM开发过鼠源抗CD6单抗，并进行过治疗牛皮癣、类风湿关节炎等疾病的II期临床试验，除了因鼠源导致HAMA反应外疗效较好。
抗CD3单抗情况：
抗CD3单抗是免疫抑制剂，主要用于器官移植的抗排斥反应，最主要用于肾移植中的抗排斥反应。目前古巴CIM的鼠源抗CD3单抗正在中国销售，并且CIM也正在开发人源化的抗CD3单抗，不久也将上市。国内有武汉生物制品研究所的鼠源抗CD3单抗也在国内销售。
抗人CD11a(1)人源化单抗（治疗牛皮藓的单抗新药）
Genetech公司和XOMA公司的联合开发的新药Raptiva(Efalizumab)在2003年获得FDA批准，该药是一类治疗中度和重症斑状牛皮藓的重组人源化单抗。牛皮藓是慢性皮肤病，在美国有四百五十万患者，目前有一些药物可以控制该病的症状，但没有能完全治愈的药物。Raptiva 主要结合LFA-1和ICAM-1，能有效抑制T淋巴细胞和其他相关细胞的结合，在临床三期中Raptiva采用每星期皮下注射一次的方式。
抗VEGF单克隆抗体
2003年5月，美国Duke大学教授宣布，由美国Genetech公司研制的血管表皮生长因子(VEGF)抗体，成功将千余例结肠癌濒死患者的生命延长了4个月。这一结果为中国研究人员的最新研究提供了佐证。耿建国表示，只要资金充足，他所在的实验室将就Robo抗体进一步开展动物及临床试验，为更多病人带来战胜肿瘤的希望。
Avastin（美国遗传技术研究公司开发和生产的抗癌新药“Avastin”是一种基因工程(Genetic Engineering)(Genetic Engineering)(Genetic Engineering)单克隆抗体药物，主要通过抑制能够刺激新血管形成的所谓“血管内皮生长因子”，使肿瘤组织无法获得所需的血液、氧和其他养分而最终“饿死”，以达到抗癌功效。FDA在批准该药）
我国单克隆抗体药物研发进展情况：
近年来中国的单抗技术已经受到越来越多的关注和重视，单克隆抗体药物研究已被列入863计划和国家重点攻关项目。目前，中国已有2个治疗性单抗产品获准生产，3个治疗性产品处在临床试验阶段，多个抗体药物处于临床前研究阶段，已批准的诊断性单抗有31个。武汉生物制品研究所抗肾移植单抗OKT3（注射用鼠源性抗人T淋巴细胞CD3抗原单克隆抗体）最早批准上市，具有免疫抑制作用，可逆转对移植器官的排斥反应。东莞宏远逸士生物技术药业开发的生物制品国家一类新药：粤宏远（0573）下属之东莞宏远逸士生物技术药业开发的生物制品国家一类新药“恩博克乳膏”（抗人白细胞介素-8单克隆抗体），用于银屑病（俗称牛皮癣），已于2001年6月获准生产。上海华晨治癌药业有限公司与美国南加大合作开发的碘人鼠嵌合型肿瘤细胞核单克隆抗体注射液（131I-chTNT），用于多种实体瘤，该药物为国家一类新药，目前已进入三期临床阶段。第四军医大学基础部的国家一类新药碘［131I］肝癌单抗放免诊断剂和治疗剂，用于原发性肝癌的体内定向诊断及体内导向治疗，也处于临床研究中。该抗体药物的中试生产下游工艺经不断优化，通过使用SREAMLINE扩张柱床吸附技术再配合疏水层析，取得了比传统工艺更为理想的结果。北京百泰生物药业公司的人源化单克隆抗体药物 H-R3也已经进入二期临床，有望于2004年投产，该产品具有大批量发酵和规模生产的特点。h-R3是继用于治疗结肠癌淋巴转移患者的 PANOREX和用于治疗转移性乳腺癌的 HERCTPTIN之后，第三个面世的单克隆抗体实体瘤治疗药物，比美国的同类药物 Erbitux人源化程度更高。目前国内正在进行临床前研究的抗体药物有：抗CEA嵌合抗体（北京赛科药业），用于治疗结肠癌；抗破伤风抗体（军科院），用于预防破伤风；抗乙型脑炎单抗（中科院遗传所），用于乙型脑炎；抗FabC1027（医科院医生所），用于治疗肝癌。
五、抗表皮生长因子受体单克隆抗体和其他小分子情况
（1）相同的抗表皮生长因子（EGFR-1、Her-1）受体药物
a．古巴分子免疫学中心（CIM）的抗EGFR人源化单克隆抗体h-R3重组人源化单克隆抗体h-R3是采用基因工程(Genetic Engineering)(Genetic Engineering)(Genetic Engineering)、单细胞克隆等现代生物技术研制的高科技生物药品，是一种专门治疗表皮生长因子受体(EGF-R)高表达肿瘤的人源化单克隆抗体，也就是人们常说的“生物导弹”。可用来治疗头颈部、胃、肺、乳腺、结肠、直肠、食道、宫颈等器官的上皮源性肿瘤。该产品的人源化程度高达98％，人源化的技术水平超出美国英克隆（ImClone）开发的同类药物 C225，重组人源化单抗h-R3具有更好的治疗效果。癌症(cancer)(cancer)(cancer)在我国是仅次于心血管疾病的高发病症，每年癌症(cancer)(cancer)(cancer)新发病人200万人，死亡人数超过130万人，“基因重组人源化单克隆抗体h-R3”的上述适应症绝大多数是我国的多发病种。
这种药物是世界上第一个被批准用于治疗EGF-R过度表达的晚期头颈癌的人源化单克隆抗体，且是生物疗法中全世界第三个被批准用于治疗实体瘤的癌症(cancer)(cancer)(cancer)药物。h-R3是由古巴分子免疫学中心自主开发的药物，于日获得古巴卫生部的新药批准证书。另外，人源化单克隆抗体h-R3已在古巴完成了二期临床实验，在加拿大正在进行二期临床实验，效果良好。在中国也正在进行二期临床试验，效果非常好。
国际医药界对这种药物给予了很高的评价。英国***援引权威评价，认为在未来的4～5年内，这种药物很可能成为欧洲一个标准的癌症(cancer)(cancer)(cancer)治疗方法。德国的一家医药公司前不久得到古巴的授权，负责开发欧洲市场。美国加利福尼亚的CancerVax公司， 已向美国政府提出申请，迫使希望和古巴合作将这种新药推向美国市场。
b．美国Imclone公司的抗EGFR的嵌合Erbitux(cetuximab)单克隆抗体Erbitux已经得到瑞士（2003.11）、美国FDA（2004.2）等国家的批准，用于治疗结直肠癌（FDA批准其通过静脉给药的方式与依立替康联用或在患者无法耐受依立替康时单独用药）。该单抗同时还在进行多个II期和III期临床试验，如头颈癌等。
单抗h-R3与Erbitux（原C225）属于针对同一靶位点的药物，Erbitux的功效我们的h-R3都会有；Erbitux因为属于嵌合单抗，人源化程度底，易引起HAMA（人抗鼠抗体）反应，且其拮抗EGFR的特异性因为太高，所以综合其上两点该单抗治疗时毒性较大，而h-R3是人源化单抗，人源化程度较高，基本不会引起HAMA反应，而且其拮抗EGFR的特异性适中，能针对癌组织中的细胞的EGFR反应，而不会对正常组织的细胞造成毒害作用。综上所述， h-R3的应用前途将非常光明。
c．欧洲第二大制药厂阿斯利康（AstraZeneca）公司抗EGFR药物Iressa,Iressa是一种获准用于治疗肺癌的抗EGFR的小分子新药，已经得到日本（2002）、FDA（2002.5）、欧洲等多国的批准。但因为其在日本治疗肺癌时会引起小部分病人出现比较严重的不良反应——间质性肺病(ILD)，这是一种可引起肺部感染、瘢痕和组织损伤的疾病，其中一些患者还因此死亡。所以FDA仅仅批准其用于治疗那些采用标准化疗(铂剂和多西他奇)后病情依旧进展的病人。综上所述，该药品因为毒性较大，所以前景不是很好，应用范围比较狭窄。
d．Abgenix公司与Immunex公司合作开发的人单克隆抗体ABX-EGF,ABX-EGF的作用机理与Erbitux类似，由於完全由人类的抗体构成，ABX-EGF的安全性更高，剂量安排也更富灵活性。目前该药品正处于多个II期临床试验阶段（适应症为转移性结直肠癌患者、肾癌、非小细胞肺癌、前列腺癌(Prostate Cancer)(Prostate Cancer)(Prostate Cancer)），未来有可能是较强的竞争对手。（Immunex公司是全球最大的生物技术公司Amgen的全资子公司）
（2）针对表皮生长因子（EGF）的受体（同样阻断EGF-EGFR传导途径）
a．美国的EGF癌症(cancer)(cancer)(cancer)疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)
美国贝勒大学医学院的研究人员最近（2004.2）研制出一种新型疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)，据悉，这种疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)对于治疗肺癌或抑制癌细胞扩散非常有效。目前这种疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)仍处于试验阶段。美国研制人员曾对４３名肺癌患者进行了为期３个月的疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)注射试验，并连续３年对这些患者进行跟踪观察测试。结果发现其中３名病情比较严重的患者已经康复，其他处于癌症(cancer)(cancer)(cancer)中期的患者的病情基本趋于稳定，个别患者的癌细胞停止扩散长达两年之久。在美国，由于吸烟人口众多，因此肺癌发病率也比较高。据统计，每年约有15万左右的非小细胞肺癌患者死亡，占当地癌症(cancer)(cancer)(cancer)死亡患者的绝大多数。而非小细胞肺癌治疗起来十分困难，患者往往要长期忍受痛苦的化学治疗，却又收效甚小。因此，对于他们来说，这种疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)的出现无疑是个好消息。
该疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)由于尚处于试验阶段，如要上市还需要经历II期临床、III期临床等临床试验阶段，且适应症与h-R3目前尚无冲突，而且将来还可以与h-R3联合用药，所以这对h-R3来说不是威胁，而是好消息。
b．古巴的EGF癌症(cancer)(cancer)(cancer)疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)
古巴也有类似的EGF癌症(cancer)(cancer)(cancer)疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)，是将EGF通过化学法（戊二醛）与蛋白P64K连接起来，可促使人体产生针对EGF的抗体，从而阻断癌症(cancer)(cancer)(cancer)细胞的EGF-EGFR系统使癌症(cancer)(cancer)(cancer)细胞不再生长。其起初的适应症也为非小细胞肺癌（NSCLC），古巴正在进行II期临床，中国的精益泰翔技术有限公司也正在准备报批文件，准备引进中国。
同样地，该疫苗(vaccine)(vaccine)(vaccine)由于尚处于试验阶段，如要上市还需要经历II期临床、III期临床等临床试验阶段，且适应症与h-R3目前尚无冲突，而且将来还可以与h-R3联合用药，所以这对h-R3来说不是威胁，而是好消息。
（3）针对表皮生长因子其他类型的药物
a．罗氏公司的抗Her-2人源化单克隆抗体Herceptin
赫赛汀&（Herceptin）已经得到FDA和中国药监局（SFDA）等多国的批准，用于治疗HER-2过度表达的转移性乳腺癌。由于该单抗针对的是Her-2，而h-R3和Erbitux针对的是EGFR-1（即Her-1），所以竞争交织点不多。但未来h-R3和Erbitux仍可寻求针对Her-1高度表达的乳腺癌患者进行治疗。而且Herceptin的成功可从另一方面证明h-R3与Erbitux也会成功，因为Hercetpin针对Her-2过度表达的癌症(cancer)(cancer)(cancer)患者，h-R3与Erbitux针对Her-1过度表达的癌症(cancer)(cancer)(cancer)患者，治癌机理是类似的。
六、国内有关研制抗体动向通报
1．军科院沈倍奋院士实验室
正处于各种单抗的实验室阶段，未来可以是合作的一方。
抗破伤风抗体（军科院），用于预防破伤风
2．医科院肿瘤研究所杨治华实验室
正处于人源化单抗的实验室阶段，未来可以是合作者。
3．云大单克隆抗体工程技术有限公司
运用中空纤维反应器技术、抗体纯化技术、免疫层析胶体金显色技术、试纸膜材纸材筛选搭配技术等成功地突破了多个技术“瓶颈”，近期将主要开发前列腺癌(Prostate Cancer)(Prostate Cancer)(Prostate Cancer)、乙肝、丙肝、性病、艾滋病(AIDS)(AIDS)(AIDS)、重大胎儿缺陷等疾病的快速诊断试纸。
4．医科院医生所
抗FabC1027用于治疗肝癌
5．中科院遗传所
抗乙型脑炎单抗用于乙型脑炎
6．北京赛科药业
抗CEA嵌合抗体用于治疗结肠癌
7．第四军医大学基础部
第四军医大学基础部的国家一类新药碘［131I］肝癌单抗放免诊断剂和治疗剂，用于原发性肝癌的体内定向诊断及体内导向治疗，也处于临床研究中。
8．上海华晨治癌药业有限公司
上海华晨治癌药业有限公司与美国南加大合作开发的碘［131I］人鼠嵌合型肿瘤细胞核单克隆抗体注射液（131I-chTNT），用于多种实体瘤，该药物为国家一类新药，
9．武汉生物制品研究所
武汉生物制品研究所抗肾移植单抗OKT3（注射用鼠源性抗人T淋巴细胞CD3抗原单克隆抗体）最早批准上市，具有免疫抑制作用，可逆转对移植器官的排斥反应。该所也正在进行该单抗的人源化。
10．中国科学院
研制的单克隆抗体是针对肝癌的。原发性肝癌是一种非常凶险的疾病，未经治疗的病人平均生存期仅4个月左右，经过生化细胞所与集团科技人员的努力，拥有自主知识产权的国家一类抗肝癌药物，俗称生物导弹的肝癌单克隆抗体的研究取得了重大进展。回复很好，顶！回复原创还是转载？
我的学生毕业设计就抄了这样一篇文章（不知道是不是来源于此）。我都没有办法下笔改。
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单克隆抗体概述
单克隆抗体药物高熹
?单克隆抗体药物作为一种具有独特优势 的生物靶向药物，具有特异性高、靶向性强 和毒副作用低的特点，在治疗方面效果显著。 伴随着抗体技术的不断发展以及新型抗体的 不断出现，单克隆抗体药物已成为制药业发 展最快的领域之一，目前正在研究的生物技 术药物中有四分之一都是单克隆抗体药物
， 期间又涌现出了各种单抗衍生物，包括抗体 药物偶联物、小分子抗体、双特异性抗体等。发展状况? 1986年，FDA批准了第一个鼠源单克隆抗体药物Muromonab-CD3 上市，用于预防肾移植时急性器官排斥。 ? 单克隆抗体药物的发展因人抗鼠抗体反应在1988年到1993年间陷 入低谷。 ? 年是全球单抗产业增长的爆发期，十年间CAGR高达 58.6%。 ? 2008年-2015年，全球单抗产业增速放缓明显，CAGR降至14.8%， 但仍要显著高于全球医药行业约5%的增速水平。 ? 根据预测， 年，全球单抗产业仍将以9.84%的RAGR快速 发展（同期全球药品市场CAGR约为 5%），2020年市场规模有望 突破1300亿美元。单克隆抗体药物市场? 1997年全球单抗药物销售额仅3.7亿美元，2015年全球单抗药物的 销售额已超过980亿美元。 年间，国外共批准上市了61 个原研抗体药，其中后有6个退市。 ? 2015年全球最畅销药物TOP 10中有5个单抗，分别是阿达木单抗、 英夫利昔单抗、利妥昔单抗、贝伐珠单抗和曲妥珠单抗，它们占 据了单抗药物的半壁江山，销售额约为426.6亿美元，约占2015 年全球单克隆抗体药物总销售额的44%。 ? 根据预测， 年，全球单抗产业仍将以9.84%的RAGR快 速发展（同期全球药品市场CAGR约为 5%），2020年市场规模有 望突破1300亿美元。我国情况? 相比处于上升期的国外单抗产业，我国单抗产业仍处于初创期，单 抗药物仍以仿制为主，单抗药物无论产品种类和销售规模都远低于 欧美发达国家，并且进口单抗药物占据了主要市场。2015年中国单 抗药物市场容量约为70多亿元人民币，约80%的市场被外资制药企 业占据。在单抗药物领域，国内制药企业面临市场快速增长和进口 替代的双重机遇。单克隆抗体研究已被列入863计划和国家重点攻 关项目。十三五期间，生物产业将是国家重点支持的战略性新兴产 业。单抗药物的研究、开发和市场应用必将吸引一大批制药企业的 参与和布局。 ? 目前全国有100多家企业在做单抗，除了中信国健、百泰生物、海正 药业等一些老牌企业之外，近几年还涌现出了很多新兴企业，包括 丽珠单抗、信达生物等。 ? 在2016三生制药集团媒体开放日活动上，三生制药集团董事长娄竞 博士表示三生制药集团的3万升生产线建成后将成为中国规模最大的 单克隆抗体生产线，也是从细胞系、培养基、原液到制剂（多种剂 型和规格）的全球最完整生产线之一。单克隆抗体药物分类? ? ? ?鼠源化单克隆抗体 人鼠嵌和单克隆抗体 人源化单克隆抗体 全人源花单克隆抗体鼠源化单克隆抗体? 人用鼠源单抗的生产方法一般分为体内法和体外法2种。 ? 体内法 ? 体内法即腹水法。尽管腹水中抗体浓度比较高(2-10mg/ml),但由于所用 的BALB/c小鼠必须达到SPF级,繁殖、饲养BALB/c小鼠及生产腹水、纯化 抗体的厂房必须符合GMP要求,WHO及我国对体内法生产的人用鼠源单 克隆抗体的质检项目繁多,要求严格,因此限制了体内法在人用鼠源单抗 生产领域的应用。 ? 体外法 ? 体外法(杂交瘤细胞体外培养法)的产品纯度高,可以避免鼠类病毒的污染, 简化质检项目,操作具有可控制性,适用于大规模工业生产,因此是人用鼠 源单抗生产方式的主要发展方向。体外法的制备流程也基本相同，即从 超免疫的供体中即抗原免疫的小鼠获取脾细胞，选育出非分泌免疫球蛋 白缺陷型的骨髓瘤细胞，待细胞融合后，对单个细胞进行克隆，体外培 养出能分泌单抗的克隆细胞。人鼠嵌和单克隆抗体? 嵌合抗体可将同一个可变区与不同类别的恒定区 链接在一起，比较在相同特异性情况下不同类别的功 能。其制备过程主要包括了可变区的克隆，表达载体 的构建及嵌合抗体的表达。可变区基因的克隆在早期 主要从杂交瘤细胞的基因组文库中克隆出来带有完整 上游转录调控序列的轻重链可变基因DNA片段，组装 到含有人恒定区的表达载体中。嵌合抗体三种应用形式嵌合免疫球蛋白G嵌合Fab和嵌合F（ab’）2人源化单克隆抗体? 完全CDR移植抗体? 部分CDR移植抗体? 特异决定区移植抗体完全CDR移植抗体? 完全CDR移植抗体由于鼠源性抗体VR中的骨架区仍残留一 定的免疫原性，为最大限度的减少鼠源成分，用人FR替代鼠 FR可形成更为完全的人源化抗体，即在此抗体中除了３个CDR 是鼠源以外，其余全部是人源结构，这一类型的抗体称为CDR 移植抗体或改型抗体。应用这一策略，将鼠源McAb的CDR区 完全移植，得到了抗磷脂酰肌醇（蛋白）聚糖嵌合抗体。但随 后多项研究发现，简单的CDR移植往往明显降低抗原－抗体反 应的亲和力，甚至丧失与抗原结合的能力。其原因在于FR不 仅作为骨架对CDR起到支持作用，FR中的某些非CDR区补充调 控残基还为CDR的回折构象提供必要的支持，其形状和侧链大 小协同决定CDR的基本结构，影响CDR与抗原结合的特异性和 亲和力.部分CDR移植抗体?在简单CDR移植的基础上又相继发展了部分CDR移植技术。 研究发现轻链的 CDR1、CDR2和重链的CDR3对保证抗体与抗原 特异性结合至关重要，其余三个CDR的作用则较低。因此只将 抗体结合抗原必须的CDR移植到人抗体的FR骨架上即能获得对 人免疫原性更小的嵌合抗体，这类抗体称为部分CDR移植抗体。特异决定区移植抗体? 正如并非所有的CDR在抗原抗体反应中具有同样的重要作 用，X射线晶体衍射实验提示具体到一个CDR中,不是所有的 蛋白分子都参与抗原的特异性识别。执行抗原识别的CDR 中的一些特定区域称为SDR。由此又产生了SDR移植抗体。 该抗体是将McAb中与抗原结合密切相关的SDR等少数残基 移植到人抗体的相关部位，从而进一步提高抗体的人源化 水平。根据目前的研究，抗体轻链的SDR多位于27d、34、 50、55、89、96位残基，而重链的SDR多位于31、35b、50、 58、95、101位残基.全人源单克隆抗体? 由于免疫原性的存在，人们一直在努力制备全人源化的单 克隆抗体，目前主要有抗体库技术和人源性抗体转基因小 鼠技术两种。 ? 抗体库技术：噬菌体抗体库技术 核糖体展示技术 ? 人源性抗体转基因小鼠技术：HuMAb-Mouse、HuMAbMouse、VelocImmuneTM抗体库技术? 噬菌体抗体库技术：从免疫或未被免疫的B细胞中分离抗体可变区基 因;PCR 扩增抗体全套基因片段(如VH、VL)，将体外扩增的VH、VL基因 片段随机克隆入相应载体,形成组合文库;将基因组合文库插入噬菌体编 码膜蛋白的基因Ⅲ(g3) 或基因Ⅷ(g8) 的先导系列的紧靠下游，使外源基 因表达的多肽以融合蛋白的形式展示在外壳蛋白gpⅢ或gpⅧ的N端。用 固相化抗原经“亲和结合―洗脱―扩增”数个循环直接、方便、简捷、 高效地筛选出表达特异性好、亲和力强的抗体噬菌体库。 ? 核糖体展示技术：将基因型和表型联系在一起，编码蛋白的DNA在体外 进行转录与翻译，由于对DNA进行了特殊的加工与修饰，如去掉3′末 端终止密码子，核糖体翻译到mRNA末端时，由于缺乏终止密码子，停 留在mRNA 的3′末端不脱离，从而形成蛋白质-核糖-2mRNA三聚体， 将目标蛋白特异性的配基固相化，如：固定在ELISA 微孔或磁珠表面， 含有目标蛋白的核糖体三聚体就可在ELISA 板孔中或磁珠上被筛选出， 对筛选分离得到的复合物进行分解，释放出的mRNA 进行逆转录酶链聚 合反应(RT-PCR)，PCR产物进入下一轮循环，经过多次循环，最终可使 目标蛋白和其编码的基因序列得到富集和分离。人源性抗体转基因小鼠技术? HuMAb-Mouse：HUMab转基因小鼠整合入人抗体基因450kb(200kb Ig H；230kb Igk，约占人类Ig Gκ的50％)，免疫该小鼠可以产生0.1-5nmol ／L的抗体。虽然该小鼠转入的人抗体基因组还是比较小，但仍获得巨 大成功。 ? Xcno Mouse: Xeno Mouse转基因小鼠也是目前最为成功、应用最广的转 基因小鼠之一。该转基因小鼠整合入大部分人抗体VH和Vκ基因，大小 分别为1020kb和800kb。重链包含34个V区基因、所有的重链D区和J区， 以及Cγ2、Cμ和Cδ基因，共66个功能基因；轻链包含18个V区基因、所 有的5个J区和 Cκ基因，共32个功能基因。该转基因小鼠XMG2-KL可以 产生全人IgM和IgG2，亲和力可以达0.1～1nmol／L。 ? VelocImmuneTM：不同于以往的转基因小鼠抗体筛选平台，VelocImmun eTM产生人可变区与鼠恒定区组成的反向嵌合抗体。小鼠Ig H恒定区通 过B细胞胞质区的信号转导区域(如Igα与Igβ)传递天然的免疫信号，并 通过与其他类型免疫细胞上的Fc受体的结合促使小鼠产生强大的免疫反 应，并提供半衰期长且亲和力高的抗体。该类转基因小鼠免疫后产生 的抗体可变区编码序列通过基因克隆技术与人源恒定区编码序列进行 构建，反向嵌合抗体即可转变为适宜药用的全人源抗体。单抗衍生物?为了更好地发挥抗体药物的治疗效果，人们构 建各种形式的工程抗体来改善它们的特性和效能。 例如，制备抗体和药物的偶联物，增加对靶细胞的 杀伤；改变抗体分子大小，构建小分子抗体，使之 有较好的肿瘤/血液比；制备双特异性抗体，同时结 合两个不同的抗原表位；增加抗体的亲和力；改进 抗体ADCC或CDC效应；改变抗体的药代动力学，使 半衰期延长。抗体偶联药物抗体药物偶联物(ADC)是通过一个化学链接将具有生物活性的 小分子药物连接到单抗上，单抗作为载体将小分子药物靶向运输到 目标细胞中。基本思路 1、选择合适的抗体 2、选择合适的药物 3、选择合适的链接方式。小分子抗体? 小分子抗体具有分子量小、穿透性强、抗原性低、可在原核 系统表达及易于基因工程操作等优点。? ? ? ?Fab抗体 单链抗体 单域抗体 双特异性抗体Fab抗体? Fab抗体由一条完整的轻链和重链Fd段通过一个链间 二硫键连接组成一个异二聚体，大小为完整抗体的 三分之一，但其仍保持了亲本抗体的fv段结构和与 抗原结合的特异性与活性的能力。并且分子结构比 较稳定具有穿透力强、免疫原性低，可与多种药物 及放射性同位素偶联，可与多种毒素和酶结合，用 作药物的导向治疗载体和显影等特点。单链抗体? 在DNA水平上用一段 适当的寡聚核苷酸作为连接肽 （linker）将VH和VL连在一起，使之表达成为一条单 一肽链，即为单链抗体（ScFv）。单链抗体大小仅 为全抗体的六分之一，抗原性低，是具有完整抗原 结合部位的最小片段, 但有时构建的ScFv其亲和力明 显低于亲本抗体，并常有聚集的倾向。单域抗体? 由抗体轻、重链可变区基因（VH、VL）间通过一段 连接肽基因拼接后表达形成的重组蛋白，大小为全 抗体的六分之一，抗原性低，是具有完整抗原结合 部位的最小片段。其分子量更小，具有一定的可溶 性和稳定性特点，相较于其它的抗体分子，单域抗 体更容易进入细胞。双特异性抗体? 双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工 抗体，一个位点可与靶细胞表面抗原结合，另一个 位点则可与载荷物如毒素、酶、细胞因子、放射毒 素等耦合，能在靶细胞和功能分子（细胞）之间架 起桥梁，激发具有导向性的免疫反应，其靶向性的 特点可以减少载荷物的毒副作用。单克隆抗体的应用? 随着单克隆抗体的完善与推广，单克隆抗体在农业、食 品、治疗疾病等方面的应用越来越广泛，并取得了良好的效 果。? 农业 ? 食品 ? 医学农业及食品? 于单克隆抗体的高特异性和高灵敏性，单克隆抗体农业和食品的 应用主要集中在了检测方面。在食品中对动物性食品中β兴奋剂、 抗生素和激素等的检测，植物性食品中农药残留物的检测，还可 以检测储存食品中的微生物含量。在农业中，单克隆抗体可以对 牲畜的细菌、病毒和寄生虫的患病情况进行筛选。在植物中，除 了对病虫害的诊断应用以外，单克隆抗体还在药用植物活性成分 定性定量分析、成分分离、培植育种中得到了广泛的应用。医学? 肿瘤? 器官移植? 自身免疫病 ? 抗感染?据Pharmaprojects V5数据库统计，目前上市与临床在研的约 500种抗体药物中，约有50%用于肿瘤治疗，临床在研的抗肿瘤抗 体药物共约20多种，针对70多个靶点。 ? 目前，销量排名前五的抗体类药物，其中有三个都是用于治 疗肿瘤，其中贝伐珠单抗用于治疗转移性癌症，曲妥珠单抗通过 附着在Her2上来阻止人体表皮生长因子在Her2上的附着，从而阻 断癌细胞的生长，利妥昔适用于复发或耐药的滤泡性中央型淋巴 瘤的治疗。 ? 近年来，利用单克隆抗体靶向治疗肿瘤已经成为全球靶向 治疗药物的主流，免疫检验点靶向抗体药物的研发更是极大地推 动肿瘤免疫治疗，是目前肿瘤治疗的最热点所在。同时抗体治疗 联合其他治疗策略也成为了必然的发展趋势，联用型治疗适用性 更广，临床效果更持久，不良反应更少，病灶去除更彻底，有效 防止肿瘤的复发，显著提高了存活率。肿瘤器官移植? 移植排斥是器官移植失败的重要因素之一，而单克隆抗体可 以有效地改善移植排斥反应，其应用也在不断增长，目前的 研究和应用主要集中于清除不同种类的白细胞分化抗（CD）， 例如采用抗CD154单克隆抗体阻断免疫细胞活化信号传导途 径,主要应用于胰腺、心脏、皮肤等多个器官的移植，证明抗 CD154单抗能有效地抑制移植排斥反应，延长移植物的存活 时间。自身免疫病? 自身免疫性疾病的治疗通常采用的糖皮质激素、免疫抑制剂等, 虽然有一定疗效,但长期使用都会产生严重的不良反应,而且都只 能减缓病情的发展,并不能根治疾病。 ? 三种机制： ? （1）封闭细胞因子和生长因子的单克隆抗体药物，其中最成功 的便是TNF抑制剂 ? （2）受体阻滞和受体调节的单克隆抗体药物 ? （3）耗竭异常免疫细胞及介导细胞信号的单克隆抗体药物，通 过结合细胞表面抗原抗感染? 细菌和病毒等病原体感染机体的机制复杂,由于单克隆抗体只 能识别单一抗原表位,限制了抗体药物的抗感染效果。抗感染 领域的抗体药物发展缓慢，目前仅有抗呼吸道合胞病毒的帕 利珠单抗以及抗炭疽杆菌的瑞西巴库单抗两个品种上市。 ? 目前抗感染的单克隆抗体的研究热点集中于埃博拉病毒抗体、 抗呼吸道合胞病毒抗体、抗炭疽杆菌抗体等， 2014年西非大 规模埃博拉病毒疫情爆发后，实验性抗体药物ZMapp第一个 被用于临床治疗，中国研制的抗体药物 MIL77也成功用于治 疗，抗体药物再次显示了在抗感染领域的应用前景。单克隆抗体可能存在问题? 单克隆抗体导致的不良发应主要有皮肤及附件损害、全身反应、 心血管损害等，具体表现为皮疹、瘙痒、寒战、发热、心慌、 心跳加快等，严重可导致急性呼吸衰竭、多器官功能衰竭、严 重出血、脑梗死、过敏性休克等。致不良反应机理? （1）所用mAb的异源性,特别是当给予mAb而无相关 的免疫抑制剂时。 ? （2）生理功能的抑制以及mAb的特异性。 ? （3）mAb与靶点结合后炎症细胞或介导物的活性。临床注意事项? （1）重视患者人群，注意防范儿童或老年患者不良反应的发生。 （2）注意首次用药，初次静脉滴注单克隆抗体时，应控制滴速。 （3）询问患者药物过敏史和既往病史。 （4）使用前建议预防使用抗过敏药物。 （5）对具有肝炎病史的患者，注意对肝功能和病毒的检测，避 免肝病复发。 （6）按照说明书使用单克隆抗体药物，避免超说明书用药。 （7）单克隆抗体制剂应保存在2-8℃的环境中，避免冻结。 （8）输注药液的过程中，加强巡视，严密观察药物引起的不良 反应，及时给予相应的处理，保证患者的用药安全。展望? 单克隆抗体药物这些特征使它成为了生物医药领域一颗耀眼的 明珠。过去的30年中，随着研究的不断突破，单克隆抗体从鼠 源发展到人缘，提高了单克隆抗体的药效和安全性。虽然单抗 药物还存在一些尚未解决的问题，最突出的问题是如何降低单 抗的免疫原性，单抗的异源性所引起的抗体反应，不但降低了 单抗的效价，而且会给患者带来严重的后果。但是我们可以相 信随着研究的不断深入；生产工艺的不断成熟；检测技术不断 的完善，现有的问题会逐一地解决，并且必将出现更高靶向性 和药效更强的单克隆抗体药物，单克隆抗体药物将在治愈疾病 中显示出它独特的效果，为患者带来更大的希望。展望? 未来伴随着生物技术制药的发展，单克隆抗体将在 其中占有更重要的地位，并逐渐成为生物医药领域 发展的主要方向。目前单克隆抗体药物快速扩大的 市场已经成为制药业争夺的焦点，为制药公司提供 了发展的契机。我国企业虽然进入该领域较晚，但 在仿制单克隆抗体药物的规模化、产业化的基础上， 积极探索、开发和创新，相信很快会在国际市场上 占有一席之地。