肿瘤人源单克隆抗体药物的研究进展及临床应用

杨喜佳 综述 王 平 审校

（云南省第一人民医院 胸外科，云南 昆明 650032）

自从杂交瘤技术诞生以来，单克隆抗体治疗临床疾病主要经历了鼠源单克隆抗体，人源化改造过的单克隆抗体和完全的人源单克隆抗体3个阶段，三者均能对肿瘤、自身免疫疾病和器官移植产生的排斥反应有效果[1]，其中鼠源单克隆抗体的免疫原性和毒副作用最大[2]，经过人源改造过的抗体可有效的弥补前者的不足，但由于改造过程复杂，工作量大，鼠源性成分去除不彻底等弊端[3]，目前最广泛使用的是采用抗体库筛选技术和基因工程小鼠来制备完全的人源单克隆抗体。本文就人源单克隆抗体药物在肿瘤治疗的研究进展和临床应用做一综述。

一、人源化改造的单克隆抗体

人源化改造的目的是通过相应的构建策略和高效的表达体系，在不降低抗体亲和力和特异性的前提下，最大限度降低鼠源单克隆抗体的免疫原性。最早的改造策略是将人源基因替换鼠源单抗的恒定区，构建嵌合抗体[4]，如最早用于肿瘤治疗的美罗华，但由于占改造后的鼠源性抗体30%的可变区仍残留免疫原性，故人抗鼠抗体反应（HAMA）仍有发生的潜在危险。另1种构建嵌合抗体的策略是将鼠源功能性抗体的可变区基因与人源的κ链和重链CH1基因进行重组，制备Fab和F(ab')嵌合抗体。除了采用鼠来制备抗体外，也可通过免疫短尾猿猴来获得单克隆抗体，由于均为灵长目故可直接使用。相对于嵌合抗体，移植抗体的使用更为彻底的降低了鼠源成分，真正的使鼠源抗体人源化得以实现[5]。常用的移植抗体主要有CDR移植抗体和SDR移植抗体2种，前者除了保留了3个互补决定区(CDR)外，其余的均为人源基因，如Ⅰ类抗癌药物“泰欣生”（人源化程度＞90%）；后者将异源抗体中的特定决定区（SDR）的少数残基移植到人源基因的相应位置，有效的补救了CDR移植抗体可能引起的抗个体基因型反应。除此之外，还可通过表面重塑和链替换来获得高亲和力低免疫原性的人源化抗体。

二、完全的人源单克隆抗体

尽管通过人源化改造鼠源单克隆抗体可以做到降低甚至完全降低免疫原性，但由于其操作复杂，代价高，还要借助电脑模拟等原因[2]，限制了其在肿瘤治疗上的推广和应用。完全的人源单克隆抗体是将生物工程、分子技术和转基因技术结合起来，制备抗体药物的1种新方法，其主要包括抗体库筛选技术和基因工程小鼠。

（一）抗体库筛选技术：此技术主要包括以下3种，噬菌体抗体库、合成抗体库和核糖体展示技术。噬菌体抗体库的构建主要基于噬菌体表面展示技术，直接从外周血淋巴细胞建立，可以有效的表达诸如Fab，ScFv，DsFV等抗体[6]，如现在已进入临床Ⅱ/Ⅲ期的CAT-D2E7（治疗风湿性关节炎）和CAT-152（青光眼）。通过将抗体的CDR区域设计成为盒式结构，并以通用可变序列作为构建抗体库的基本结构，配以抗体衍生物插入所需要的位点，构建合成抗体库，为了防止碱基随机化造成的氨基酸偏移，采用三联核苷酸的方式对CDR区域进行预处理。上述2种方法制备的抗体库库容量有限，且未经免疫动物的抗体库产生的抗体亲和力不够，核糖体展示技术在非细胞体系中借助三联复合体（mRNA+核糖体+抗体蛋白）可获得大容量和高亲和力的抗体。

（二）基因工程小鼠：常用来制备抗体的小鼠主要有人外周血-严重联合免疫缺陷小鼠（hu-PBL-SCID小鼠）、转基因小鼠和转染色体小鼠，前者主要通过将人的外周血淋巴细胞移植于SCID小鼠，对移植成功的hu-PBL-SCID小鼠进行免疫反应，即产生人源抗体，但此模型存在一些问题，如需由抗原致敏个体提供外周血淋巴细胞，且要有足够量的淋巴细胞[7]。转基因小鼠的鼠抗体生成基因被相应的人基因取代，如采用IL-8，TNFα，EGFR免疫含有人免疫球蛋白基因的转基因小鼠可制备高亲和力和特异性的抗体。转基因小鼠由于其免疫系统完整，故抗体可经过正常装配和成熟过程，具有较高的亲和力[5]，但由于转基因通常存在的细胞突变和独特序列，会影响人基因序列的功能和结构的完整。同时，也可采用转染色体小鼠制备完全的人源单克隆抗体，但未见其相应的生物制剂。

三、人源单克隆抗体的表达系统

除了以上提到的转基因小鼠和噬菌体表达系统外，还包括大肠杆菌表达系统、酵母、昆虫杆状病毒、哺乳动物细胞表达系统和植物细胞表达系统。大肠杆菌由于缺乏真核动物的翻译和加工系统，故适合表达结构简单的多肽，如Fv，Fab，ScFv等[8]。酵母的种类很多，并且具有较强的启动子、翻译加工系统，故在保证蛋白量的同时，还维持可其生物活性，如目前最常使用的甲醇酵母系统。细胞系统由于具有比较稳定的翻译系统，可使载体比较稳定的表达和遗传，如动物细胞表达系统（COS细胞、Sp2/0细胞、CHO细胞）和植物细胞表达系统。

四、肿瘤抗体的临床应用

肿瘤人源单克隆抗体可用于肿瘤的治疗，如淋巴瘤、肺癌、乳腺癌及各种恶性肿瘤，其主要的作用方式为杀死肿瘤细胞（CD20，CD52途径）或者抑制信号通路（Her调控通路），同时将放射物质、细胞毒素和化学物质偶联，可以增加其作用的靶向性，避免对周围组织的伤害。

（一）常用的抗肿瘤抗体：利妥昔主要针对CD20抗原的人源化改造的单抗，可与CD20特异的结合，继而导致B细胞溶解，在不影响原始B细胞的情况下，通过诱导其凋亡，达到抑制B细胞的增殖，杀死淋巴瘤细胞的目。曲妥珠单抗是1种重组型人源化抗体，特异作用Her调控通路，使其调控的HER-2表面蛋白由细胞膜内吞至细胞核，通过抑制HER-2介导的信号传入，达到治疗肿瘤的目的[9]。另外1种人源化、非结合型单抗，阿伦珠可特异的作用于异常的B细胞的CD52抗原，由于CD52几乎在所有的免疫细胞上都有所分布，继而通过激活补体（CDC）和抗体（ADCC）依赖性细胞毒性，导致细胞凋亡，达到抗肿瘤的目的。西妥昔是IgG1的单克隆抗体，可与表皮生长因子竞争其受体，一般通过抑制细胞周期或者增加Bax的表达和减少bcl-2来诱导细胞凋亡。由于肿瘤的生长需要大量的营养物质和新生血管的生成，故也可用贝伐单抗，作用于VEGF来阻断内皮细胞的生长，阻断肿瘤吸收营养物质。

（二）常用的偶联剂：肿瘤单克隆抗体有一定的特异性，可以识别靶细胞上的抗原，当其被偶联某些对细胞有损伤性的物质时，会造成肿瘤细胞的损伤甚至死亡，增强单克隆抗体的抗肿瘤作用。

放射性物质由于具有高能量，因此会造成DNA分子的损伤和断裂，同时高能量会造成细胞内部水分子的电离，造成氧自由基的生成，导致肿瘤细胞的损伤[10]。免疫毒素偶联的单抗在到达相应抗原细胞后，会进入细胞内部，通过抑制蛋白合成以及相关蛋白参与的信号通路来杀伤肿瘤细胞。同样，化学物质也是通过影响靶细胞DNA和蛋白质的合成，来影响肿瘤细胞功能与结构的完整。

随着生物制剂和分子生物技术的发展，将会有越来越多的低免疫毒性和高亲和力的肿瘤单克隆抗体投入临床肿瘤的治疗过程中，基因组学和蛋白质组学揭开了治疗性抗体的新时代，在解除人类病患疾苦中扮演者重要的角色。

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