抗体药去免疫原性

作者 l 孙乐

编辑 l 细胞房间

2017年FDA破纪录一下子批准了10个抗体药上市，全球抗体药市场高歌猛进突破了1千亿美元。中国CDE也不示弱，为了让中国病人能够尽快地用到世界上最新的药，出台了一个个新政，用几个月的时间就先后批准了BMS的PD-1抗体药Opdiva（O药）和Merck的PD-1抗体药Keytruda（K药）在中国上市。中国药企亚历山大，不做抗体药都不好意思说自己是著名药企。

但是现在摆在国内企业面前的问题是选择如何做？向左转做抗体生物类似药，却因为现在CDE要求和原研药做头对头对比，不仅是资金上投入很大，技术难度也很大，拿了临床批文不往下走的大有人在；现在向右转做Me-too，CDE刚刚出台的只要跨国药企证明药效和人种没有关系，昨天依库珠单抗（Eculizumab）直接在中国上市，把国内药企超车的“弯道”（5-6年时间）一下子给取消了。另外，越来越多的临床数据表明，即便是针对同一靶点，但是因为抗体结合位点不同，抗体序列不同，临床毒理和抗药性均可能不同，无形中增大了研发风险。 

还记得2017年初我曾经就辉瑞的抗PCSK9抗体（bococizumab）死于临床3期的爆炸性新闻写过一篇题为“抗体药免疫原性分析和去除”，提醒大家关注抗药抗体(Anti-drug antibody, ADA)这个定时炸弹。一年半下来，炸声不断，一片狼藉。基因泰克的阿塔珠（抗PD-L1单抗）因为给药后病人产生大量的中和活性ADA，用药剂量被迫提高到破纪录的1.2克每针。即便这样，也只是在治疗化疗/放疗均失败的非小细胞肺癌（存活中期为3个月）达到临床终点。这些病人的免疫系统虽然已经被化疗/放疗破坏，ADA阳性率仍然高达41.8%。在治疗膀胱癌和其他肿瘤一线治疗临床实验中，阿塔珠一次次失败。BMS的全人源抗PD-1抗体药Opdiva也因为ADA的问题（阳性率14%），屡尝败绩。反而是Merck的小鼠人源化抗PD-1抗体药Keytruda借助于其低免疫原性的优势（ADA阳性率0.3%），过关斩将，目前FDA已经批准它用于肿瘤一线治疗，销售额在2018年第二季度达到16.67亿美元，反超O药。

更悲催的是Abbvie的IL-2R抗体药Zinbryta，2016年被FDA批准治疗多发性硬化症，今年又因为肝毒性退市。这个抗体本身没有肝毒性，但是为了抑制病人产生针对这个抗体的ADA，必须和有肝毒性的免疫抑制剂联用。不用免疫抑制剂，抗体药马上失效；用了免疫抑制剂，却导致病人肝损伤。

未来几年会有越来越多的抗体新药将因为ADA胎死腹中，让药企或投资人血本无归。研制出免疫原性低的创新型抗体药成为市场新的需求和未来抗体药发展的主要方向之一。

老工匠觉得目前抗体药研发过程中有几个误区：

1）  为人源化而人源化

2）  人Germline抗体就没有免疫原性

3）  亲和力等于抑制力（以后另外讨论）

4）  用T细胞表位去预测抗药抗体 （之前已经讨论过，这里不重复）

5）  小鼠中抗体药ADA数据不可靠 （之前已经讨论过，这里不重复）

6）  猴子和人不一样，上临床再说（之前已经讨论过，这里不重复）

7）  抗原表位确定进入临床II期再做 （以后另外讨论）

8）  生物药ADA高就是序列上出问题. （以后另外讨论）

因为篇幅有限仅对前面两个展开说几句。

1. 为人源化而人源化

最早发现抗体药的免疫原性或抗药性是在用鼠源CD3抗体药治疗器官移植排异性时候发现病人产生人抗鼠抗体的抗体（Human anti-mouse antibody, 简称HAMA），导致药效丢失。基于此提出了需要人源化，最初是将鼠源Fc换成人源Fc，使抗体药中鼠源序列在25%左右，确实大大降低了HAMA反应。后来，又进一步对抗体药可变区中的框架区（Fr）进行人源化，使抗体药中鼠源序列控制在10%或更低。再后来，又出现了可以制备全人源的抗体药的技术平台。今天，这个人源化或全人源的工作交给了公司里分子生物学部门来完成，他们给公司的承诺就是序列90%或更高都是人源的，你如果问他/她人源化或全人源后真的降低了这个抗体药的免疫原性？得到的回答几乎肯定是 “I don’t know!” 让你问临床前做毒理的去。临床前部门说问临床的。临床的说公司又没有让我们做头对头对比，我们也没有答案。

那我们还是来看看检测结果。

表中三个抗体药都是针对EGFR这个靶点，治疗化疗放疗失败的实体瘤。第一个抗体是在我导师Sato教授1984年研发出来的鼠单抗上改构的人-鼠嵌合抗体，鼠源序列在25%左右，后面两个抗体是全人源的，但是在临床病人中，ADA的阳性率几乎没有显著差异。至今，Erbitux的销售额仍然领先后面两个抗体药。病人照样会产生抗人抗体的抗体 (Human anti-human antibody, HAHA)。

2. 人Germline抗体就没有免疫原性

现在一个流行的说法是我用胚胎(Germline)抗体序列来做人源化就能够去掉HAHA免疫反应。真的吗？还是来看看临床上病人中ADA的阳性率数据吧。

下表中列出的都是采用了Germline序列的抗体药，病人中ADA阳性率从4.1-75%。最后美国FDA在2016年的生物药免疫原性分析方法学建设指南里一句话，盖棺定论：FDA does not expect that the use ofhuman mAb will further reduce immunogenicity by a significant margin.（FDA不认为用全人的抗体序列就能够进一步显著降低免疫原性） 

说了这么多，并不是说不需要人源化或者说全人源就不好，老工匠是想说“不忘初心，如果有免疫原性，就想办法去除它！”

之前我曾经提到京天成有个保密软件，可以帮助您去分析候选抗体药序列中是否有可以诱导ADA免疫原性的B细胞位点？很多国际友人（跨国药企的客户）非常好奇我们这个B细胞表位的预测软件的原理，毕竟全世界就此一家，而且发明者竟然是我这个化工出身的老工匠，不是免疫学大伽。

B细胞表位发现的原理很简单，就把抗体当成钥匙，而靶点上的B细胞表位（抗原位点）就是那把要开的锁。这把锁的第一要素是什么？Location、location、location，它必须是可见的（Visible） 、够得著的（Accessible）。抗体的个头很大，不是哪里都能够去的。第二要素是3D构象必须非常抢眼 （Outstanding），让拿钥匙的人老远就能够看见。第三要素才是和钥匙的齿亲密无缝（Affinity，氢键、盐键和范德华力）。

写出一个软件，剩下的就是不断地实践，不断地优化，用现在时髦的话叫“深度学习，deep learning”。T细胞表位可以“纸上谈兵”， B细胞表位必须用动物“真枪实弹”。几千个客户付钱，让我们针对5千多个蛋白，用这个软件设计了几万条多肽，打了几万组动物（小鼠、大鼠、鸡、兔、羊、犬和猴），体外和体内评价抗体效果，建立起现在的大数据。

过去我们用这个软件去帮助客户造炸弹，现在我们用这个软件帮助客户排雷。

我们发现表中这个抗体（是我们自己的一个项目），它的B细胞表位主要在重链框架区。 但是这个抗体药将来是用于治疗化疗/放疗失败的肿瘤病人，它的B细胞表位分数比Erbitux还略微低一点，ADA不会是个大问题，不必做去免疫原性改造。

但是，连年销售额世界排名第一的全人源阿达木抗体药就不一样了，它是用来治疗T细胞超强的自身免疫疾病，它的重链框架区B细胞表位分数高达16就是大问题了，如果不同时用有毒的免疫抑制剂甲胺蝶呤，ADA阳性率高达75%，不到16个星期就失效了。

我们对阿达木做了去除。我们在人的抗体重链框架库里面找到了像孙红雷扮演的“余则成”这样低调的序列，用它们去替换了阿达木原研药中像“鹿晗“这样抢眼的序列。结果如下表所示，在最接近人的猴子中，4次给药后都没有测到ADA，而原研药最早在第一次给药就测到了。

抗体药的抗药性是可以通过去除其中的B细胞表位得以实现！

Disclaimer：因为此文是大会发言稿，有一些市场宣传内容，请多包含。

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