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Nature综述分享:抗体药物50年的历史、发展及未来展望

2025-09-26     来源:IM Review     点击次数:56

文章来源公众号:IM Review            作者:HansT

1975年,Köhler和Milstein在《自然》杂志发表了开创性的杂交瘤技术,这项发现不仅为他们赢得了诺贝尔奖,更开启了一个全新的治疗时代。

在杂交瘤技术问世 50 年以来,已有 212 种抗体疗法获得批准上市,数千万患者群体从中受益。

今天分享的综述来自于 Nature Reviews Immunology,标题为 Fifty years of monoclonals: the past, present and future of antibody therapeutics。

杂交瘤:打开抗体药物大门的钥匙
杂交瘤技术(hybridoma technology)的核心,在于将免疫小鼠的 B 细胞(即使用目标抗原刺激小鼠的免疫反应后产生的 B 细胞)与骨髓瘤细胞融合,创造出既能持续分泌特异性抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞。正是有了这项技术,才使得我们能够生产出源源不断的抗体。

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图:杂交瘤技术

自杂交瘤技术问世后,历经 11 年,才有了第一种单克隆抗体获得美国 FDA 批准上市——靶向 CD3 的 Muromonab,用于治疗急性肾脏移植排斥反应。此后,直到上世纪90年代末,抗体药物才开始作为一种主要的新的治疗方式。

抗体药物的“进化史”
早期的鼠源性抗体存在三大不足:免疫原性、半衰期较短、效应功能不足。在抗体药物的发展过程中,通过技术迭代,这些不足得以逐渐解决(相关阅读:体类药物:从基础到进阶

例如:

免疫原性
嵌合化(Chimerization):将鼠源抗体的可变区与人源抗体的恒定区融合,保留靶向特异性的同时降低免疫原性。

人源化(Humanization):仅将鼠源抗体的互补决定区(CDR)移植到人源抗体框架中,进一步减少鼠源成分。

全人源抗体:通过转基因动物或噬菌体展示库直接生成完全人源的抗体,避免免疫原性问题。

半衰期较短
由于鼠源性抗体与人类新生儿 Fc 受体(FcRn,一种保护抗体免受降解从而延长半衰期的分子)的结合效率远低于人类 IgG,其半衰期仅为 1-2 天。

通过FcRn工程化改造(如通过突变Fc区域,包括 M252Y / S254T / T256E 或 M428L / N434S 等,增强抗体与FcRn的结合能力)或直接采用人源IgG的恒定区,可提高与 FcRn 的亲和力,从而延长半衰期,部分药物甚至可以实现每半年一次给药(如Depemokimab)。

效应功能不足
由于鼠与人的免疫系统存在诸多不同,小鼠抗体在介导人体内的效应功能(如ADCC、CDC)方面的效率通常弱于人类抗体。

采用嵌合化、人源化或全人源抗体,由于其恒定区(Fc段)均为人源序列,因此可以增强效应功能;而通过 Fc 段改造(如减少岩藻糖基化、引入S239D / I332E等突变),可以进一步增强与 Fcγ 受体的亲和力。

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图:抗体技术迭代

此外,抗体类药物还进化出了多种形式,例如:

双特异性抗体:聪明的"中介桥梁"
双特异性抗体充当"分子中介",一端结合肿瘤细胞,另一端结合免疫细胞(如T细胞的CD3),引导免疫系统精准攻击肿瘤。当然,双抗也不仅限于连接细胞,也可同时作用与两种不同的靶点,通常可发挥协同效应。

ADC:精准递送的"生物导弹"
抗体药物偶联物(ADC)的设计理念堪称"精准制导":抗体作为导航系统,细胞毒素等作为弹头,实现对肿瘤细胞的精确打击。

CAR-T:装上导航的“细胞战士”
准确地说,CAR-T为细胞疗法,但也涉及了抗体技术以便精准识别,如同为免疫细胞装上"智能导航",使这些改造后的细胞战士能够准确找到并摧毁目标(如肿瘤细胞)。

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图:抗体形式的发展

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图:文中列举了靶向 B 细胞的抗体疗法种类,很好地体现了抗体药物发展过程中出现的多种突破性成果

给药途径创新:从静脉输注到皮下注射
抗体药物的给药方式也经历了重大变革。皮下注射技术的发展使治疗更加便捷,患者无需长时间静脉输注,部分药物甚至可以在家自行给药,提高了治疗便捷性和患者生活质量。

给药方式的变化看似简单,实则也需要一定的技术突破,例如:通过配方优化(如添加精氨酸、组氨酸等赋形剂)和抗体工程改造(如表面电荷优化、减少疏水斑块)降低高浓度下的粘度,以增加浓度、减少体积;通过透明质酸酶降解皮下组织的透明质酸,暂时增加组织间隙,允许注射更大体积等。

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图:抗体给药方式的发展

治疗领域的扩展
这些技术带来的抗体迭代,不仅解决了最初的鼠源性抗体的诸多瓶颈问题,也为多种疾病带来了新的多种治疗选择,使适应症从肿瘤和自身免疫病扩展到了感染性疾病、神经疾病等领域。

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图:抗体治疗领域的扩展

抗体药物的未来展望
通过AI辅助的抗体设计与多参数优化,研究人员能够快速筛选具有理想特性(高亲和力、低免疫原性、优异稳定性)的候选分子,大幅缩短研发周期。

此外,条件性激活抗体在肿瘤微环境中特异性激活),新型免疫球蛋白探索超越 IgG,探索IgM、IgA、IgE),递送系统突破如增强血脑屏障穿透能力),乃至探索口服给药,都使得抗体药物的未来仍然充满想象。

让我们向Köhler和Milstein等先驱者和无数科研工作者致敬,并期待抗体药物在下一个50年能为我们带来更多突破。

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