來(lái)源:醫(yī)藥速覽
抗體藥物一直在癌癥、自身免疫疾病、傳染病等重大疾病的治療中發(fā)揮重要作用。然而,抗體藥物有一個(gè)致命性弱點(diǎn)就是免疫原性。我們知道,免疫原性是指外源性蛋白(如抗體藥物)引發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答的能力。人體將治療性抗體誤判為“入侵者”并發(fā)動(dòng)攻擊,輕則降低藥效,重則引發(fā)致命風(fēng)險(xiǎn)。即使是高度人源化的抗體,仍可能被人體免疫系統(tǒng)識(shí)別為“外來(lái)入侵者”,從而觸發(fā)免疫反應(yīng),導(dǎo)致藥物中和、療效下降,甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)。
那么,抗體藥物的免疫原性究竟源自何處?它如何影響藥效?目前有哪些辦法?今天,我們就來(lái)探討一下抗體藥物的免疫原性。
01 免疫原性:出師未捷身先死
1. 免疫原性難在哪?
在人體免疫系統(tǒng)看來(lái),任何非己的分子都有可能被視為威脅并引發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)?贵w藥物雖然設(shè)計(jì)成類(lèi)似人體自身的抗體,但其來(lái)源、修飾、結(jié)構(gòu)等因素可能仍然暴露出“外來(lái)者”的特征。當(dāng)患者體內(nèi)產(chǎn)生抗藥抗體(Anti-Drug Antibodies, ADAs)時(shí),這些抗體可能會(huì)直接中和抗體藥物,從而直接降低其療效;也可能會(huì)加速抗體清除,縮短半衰期,使抗體藥效不穩(wěn)定;更嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)免疫過(guò)敏反應(yīng),如過(guò)敏性休克或細(xì)胞因子風(fēng)暴,威脅患者生命。這里面比較有名的就是TGN1412事件----2006年英國(guó)倫敦6名健康志愿者在注射實(shí)驗(yàn)性CD28超級(jí)激動(dòng)劑抗體TGN1412后,短短90分鐘內(nèi)就出現(xiàn)全身器官衰竭,最終靠重癥監(jiān)護(hù)才撿回性命。
免疫原性問(wèn)題不僅影響藥效和安全性,還可能導(dǎo)致藥物審批受阻,增加研發(fā)成本。因此,它是抗體藥物研發(fā)過(guò)程中必須解決的核心難題之一。
2. 免疫原性是誰(shuí)暴露了“破綻”?
其實(shí)免疫原性的形成是多因素作用的結(jié)果,主要包括:
(1)抗體結(jié)構(gòu)因素:①非人源性序列:鼠源或嵌合抗體更容易被免疫系統(tǒng)識(shí)別。②異常糖基化:糖基修飾的改變可能引發(fā)免疫應(yīng)答。③聚集體形成:抗體聚集會(huì)增強(qiáng)抗原呈遞,引發(fā)免疫反應(yīng)。
(2)藥物生產(chǎn)因素:①細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng):不同宿主細(xì)胞可能帶來(lái)不同的翻譯后修飾,影響免疫原性。②制劑穩(wěn)定性:抗體在制劑中可能發(fā)生降解或修飾,暴露免疫表位。
(3)患者相關(guān)因素:①個(gè)體基因差異:不同患者的HLA(人類(lèi)白細(xì)胞抗原)基因型影響抗體的免疫原性。②基礎(chǔ)免疫狀態(tài):免疫系統(tǒng)活躍的患者更易產(chǎn)生ADAs。
那么,有了問(wèn)題,目前是如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢?
02 目前降低免疫原性的策略
1. 人源化改造:讓抗體更像自己的抗體
最開(kāi)始的抗體藥物多為鼠源的,免疫原性極高,為了解決這個(gè)問(wèn)題于是開(kāi)發(fā)了人源化策略,改造的方法主要有:
①嵌合抗體(Chimeric Antibody):將鼠源抗體的可變區(qū)(VH、VL)移植到人IgG框架上,如英夫利昔單抗。
②CDR移植(Complementarity-Determining Region Grafting):僅保留鼠源抗體的CDR區(qū)域,其他部分換成人抗體,如曲妥珠單抗。
③全人抗體(Fully Human Antibody):通過(guò)轉(zhuǎn)基因小鼠或噬菌體展示技術(shù),直接篩選全人抗體,如阿達(dá)木單抗。
2. 免疫原性預(yù)測(cè)與優(yōu)化
(1)計(jì)算模擬技術(shù):主要包括T細(xì)胞表位預(yù)測(cè)和結(jié)構(gòu)建模:使用計(jì)算工具(如NetMHCIIpan)分析抗體是否包含可被HLA呈遞的T細(xì)胞表位。預(yù)測(cè)抗體的表面結(jié)構(gòu),改造易被免疫系統(tǒng)識(shí)別的區(qū)域。
(2)體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:可以用HLA-T細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)抗體是否能誘導(dǎo)T細(xì)胞活化。
3. 工程修飾:比如去除T細(xì)胞表位來(lái)減少免疫原性表位;或者優(yōu)化糖基化修飾:使用CHO-K1等特定細(xì)胞系生產(chǎn)更接近人體抗體的糖型。也有優(yōu)化抗體穩(wěn)定性,減少聚集體形成,從而減少免疫系統(tǒng)激活。
4. 免疫耐受誘導(dǎo):先使用低劑量抗體,使免疫系統(tǒng)逐漸耐受,再逐步增加劑量。
03 未來(lái)展望:聚焦AI+合成生物學(xué)
正如昨天的推文中說(shuō)到,擁抱AI就是擁抱生物醫(yī)藥的未來(lái),隨著新技術(shù)AI和合成生物學(xué)的發(fā)展,抗體免疫原性也會(huì)有進(jìn)一步的技術(shù)突破,比如:
① AI驅(qū)動(dòng)的免疫原性預(yù)測(cè):深度學(xué)習(xí)算法可以分析大規(guī)模HLA數(shù)據(jù),提高免疫原性預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。
② 智能抗體設(shè)計(jì):AI輔助蛋白工程優(yōu)化抗體序列,規(guī)避高免疫原性表位。
③ 合成生物學(xué)打造“免疫隱形”抗體:通過(guò)精準(zhǔn)基因編輯,設(shè)計(jì)更接近人體自身抗體的藥物。
隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),免疫原性問(wèn)題將不再成為抗體藥物研發(fā)的主要瓶頸!!