更有效安全的产品：具备工程效应作用抗体的重要性

撰文 | Lonza龙沙制药与生物技术研发总监、IP战略负责人Andy Racher博士

重组单克隆抗体的主要应用

单克隆抗体(mAb)由于其具有高特异性和低毒性，再加上多功能性，在癌症或感染的治疗上极具潜力。单克隆抗体是通过特异性识别肿瘤相关抗原来靶向癌细胞的，通过Fc区域与一系列免疫细胞和补体通路成分上的受体结合，单抗与其同源靶的结合能够恢复免疫效应作用（immune effector functions）。在感染性疾病中，单克隆抗体与靶标的结合也可以通过细胞和补体通路引发响应。

多年来，重组单克隆抗体的应用主要集中于抗癌和抗免疫性疾病上。1998年，针对病原体的重组单克隆抗体(Synagis)首次获批，2016年又有3种此类产品获得批准。多重耐药菌或病毒引起的感染频率日益增加，加上最近病毒性疾病流行，我们对抗感染单克隆抗体等新预防或治疗方法的需求不断增大。更好地理解Fc受体、同型(isotype)和其他结构区域介导保护(structural regions mediate protection)是实现新疗法重要的一步。

针对以上疾病领域开发的mAb效应作用模式（恢复免疫细胞、补体依赖细胞毒性和噬菌作用）涉及Fc区域与Fcγ受体的结合。mAb与相关FcγRs的高效交互是效应作用功效的核心。利用调节效应作用减少脱靶细胞毒性和不必要的细胞因子分泌（cytokine secretion）来提高安全性，也可能因此而减少逃脱变异出现的频率。

调节效应作用的三种方法

调节效应作用主要有三种方法：

· Fc区域的蛋白质工程

· 控制Fc聚糖

· 控制制造工艺条件

Fc区域的蛋白工程可增强效应作用。例如, margetuximab是通过变异来减少FcγRIIb结合，从而增强ADCC活性。蛋白质工程可以创造新的效应作用组合。IgG1是最有效的ADCC激活剂之一，而IgG3是最有效的CDC激活剂之一。结合IgG1和IgG3 CH区域的嵌合抗体，其ADCC和CDC活性可增加25-60%。除增强活性外，还可以降低效应作用。与IgG1和IgG3相比，IgG2和IgG4诱导ADCC活性的能力非常有限，同时CDC活性也较低。Soliris通过IgG2和IgG4的序列结合消除效应作用，增强低pH与FcRn结合的突变可延长在人体中的半衰期。

在控制Fc聚糖方面，过往强大证据显示岩藻糖可能对其它糖类有支持作用。岩藻糖缺失会导致Fc聚糖与FcγRIII受体的结合能力增强，因为岩藻糖的硬脂酸障碍作用会抑制mAb和FcγRIII受体之间的相互作用，从而增强ADCC活性。降低岩藻糖含量的方法有：

· 敲除FUT8（如在PotelligentCHOK1SV和其他CHO宿主细胞系中）；

· 插入截开型GlcNA，中断低聚糖作为α-1,6-岩藻糖基转移酶的基体；

· 利用异源酶重定向岩藻糖的生物合成；

· 使用糖基转移酶（如2-脱氧-2-氟-L-岩藻糖）的小型化学抑制剂。

通过这些方法导致岩藻糖含量的细微变化，从而调整ADCC功能，以满足适应症的需要。

增加末端半乳糖也许可增强CDC和ADCC，但优点只针对于抗体。末端半乳糖会使CH2域中出现构象变化，从而增强FcγR结合。某些高度涎化（sialylated）mAb会减小ADCC效应作用，因为庞大的Neu5Ac组可能会降低mAb铰链区中的灵活性，从而减少RcγRIIIa的键合力。

效应作用调节过程的重要性

由于一些聚糖结构具有潜在的免疫原性，并且在临床疗效中起着重要作用，所以糖基化现在被视为一项关键质量属性，必须处于适当的范围内才能确保产品质量、安全性以及可重复的疗效。mAb糖基化与表达该蛋白的培养条件之间存在复杂的关系，导致产生很多影响聚糖结构的因素——可好可坏！以下附上的白皮书中将会讨论效应作用调节过程的重要性。

具有工程效应作用的抗体并非虚无缥缈，它们存在已有一段长时间——Soliris于2007年获得批准，截至2018年至少有3种糖基化修饰mAb获得批准。过去，单克隆抗体主要用于抗癌和抗免疫疗法。由于效应作用和临床疗效之间有着紧密的联系，对效应作用的控制原理有很好的理解是必要的。随着多重耐药病原体的出现，加上对新病原体作出快速反应的需求（如当前新冠疫情的暴发），我们更需要新的预防和治疗方法。单克隆抗体将在这些情况下发挥重要作用。为求取得成功，就应该更好地了解效应作用介导保护。现有的大量有关知识将有助于迅速提高新的理解和应用。

下载白皮书

如需了解与本主题相关的更多信息，请点击文末“阅读原文”，下载Lonza龙沙白皮书《如何通过Fc工程和糖基化工程，调节IgG效应作用》（英文版）

关于Lonza龙沙

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