撰文 | Lonza龍沙製藥與生物技術研發總監、IP戰略負責人
Andy Racher博士重組單克隆抗體的主要應用
單克隆抗體(mAb)由於其具有高特異性和低毒性，再加上多功能性，在癌症或感染的治療上極具潛力。單克隆抗體是通過特異性識別腫瘤相關抗原來靶向癌細胞的，通過Fc區域與一系列免疫細胞和補體通路成分上的受體結合，單抗與其同源靶的結合能夠恢復免疫效應作用（immune effector functions）。在感染性疾病中，單克隆抗體與靶標的結合也可以通過細胞和補體通路引發響應。
多年來，重組單克隆抗體的應用主要集中於抗癌和抗免疫性疾病上。1998年，針對病原體的重組單克隆抗體(Synagis®)首次獲批，2016年又有3種此類產品獲得批准。多重耐藥菌或病毒引起的感染頻率日益增加，加上最近病毒性疾病流行，我們對抗感染單克隆抗體等新預防或治療方法的需求不斷增大。更好地理解Fc受體、同型(isotype)和其他結構區域介導保護(structural regions mediate protection)是實現新療法重要的一步。
針對以上疾病領域開發的mAb效應作用模式（恢復免疫細胞、補體依賴細胞毒性和噬菌作用）涉及Fc區域與Fcγ受體的結合。mAb與相關FcγRs的高效交互是效應作用功效的核心。利用調節效應作用減少脫靶細胞毒性和不必要的細胞因子分泌（cytokine secretion）來提高安全性，也可能因此而減少逃脫變異出現的頻率。
調節效應作用的三種方法
調節效應作用主要有三種方法：
· Fc區域的蛋白質工程
· 控制Fc聚糖
· 控制製造工藝條件
Fc區域的蛋白工程可增強效應作用。例如, margetuximab是通過變異來減少FcγRIIb結合，從而增強ADCC活性。蛋白質工程可以創造新的效應作用組合。IgG1是最有效的ADCC激活劑之一，而IgG3是最有效的CDC激活劑之一。結合IgG1和IgG3 CH區域的嵌合抗體，其ADCC和CDC活性可增加25-60%。除增強活性外，還可以降低效應作用。與IgG1和IgG3相比，IgG2和IgG4誘導ADCC活性的能力非常有限，同時CDC活性也較低。Soliris®通過IgG2和IgG4的序列結合消除效應作用，增強低pH與FcRn結合的突變可延長在人體中的半衰期。
在控制Fc聚糖方面，過往強大證據顯示巖藻糖可能對其它糖類有支持作用。巖藻糖缺失會導致Fc聚糖與FcγRIII受體的結合能力增強，因為巖藻糖的硬脂酸障礙作用會抑制mAb和FcγRIII受體之間的相互作用，從而增強ADCC活性。降低巖藻糖含量的方法有：
· 敲除FUT8（如在Potelligent®CHOK1SV®和其他CHO宿主細胞系中）；
· 插入截開型GlcNA，中斷低聚糖作為α-1,6-巖藻糖基轉移酶的基體；
· 利用異源酶重定向巖藻糖的生物合成；
· 使用糖基轉移酶（如2-脫氧-2-氟-L-巖藻糖）的小型化學抑制劑。
通過這些方法導致巖藻糖含量的細微變化，從而調整ADCC功能，以滿足適應症的需要。
增加末端半乳糖也許可增強CDC和ADCC，但優點只針對於抗體。末端半乳糖會使CH2域中出現構象變化，從而增強FcγR結合。某些高度涎化（sialylated）mAb會減小ADCC效應作用，因為龐大的Neu5Ac組可能會降低mAb鉸鏈區中的靈活性，從而減少RcγRIIIa的鍵合力。
效應作用調節過程的重要性
由於一些聚糖結構具有潛在的免疫原性，並且在臨床療效中起著重要作用，所以糖基化現在被視為一項關鍵質量屬性，必須處於適當的範圍內才能確保產品質量、安全性以及可重複的療效。mAb糖基化與表達該蛋白的培養條件之間存在複雜的關係，導致產生很多影響聚糖結構的因素——可好可壞！以下附上的白皮書中將會討論效應作用調節過程的重要性。
具有工程效應作用的抗體並非虛無縹緲，它們存在已有一段長時間——Soliris®於2007年獲得批准，截至2018年至少有3種糖基化修飾mAb獲得批准。過去，單克隆抗體主要用於抗癌和抗免疫療法。由於效應作用和臨床療效之間有著緊密的聯繫，對效應作用的控制原理有很好的理解是必要的。隨著多重耐藥病原體的出現，加上對新病原體作出快速反應的需求（如當前新冠疫情的暴發），我們更需要新的預防和治療方法。單克隆抗體將在這些情況下發揮重要作用。為求取得成功，就應該更好地瞭解效應作用介導保護。現有的大量有關知識將有助於迅速提高新的理解和應用。
下載白皮書
如需瞭解與本主題相關的更多信息，請點擊文末“閱讀原文”，下載Lonza龍沙白皮書《如何通過Fc工程和糖基化工程，調節IgG效應作用》（英文版）
關於Lonza龍沙
Lonza龍沙是全球醫藥、生命科學及營養保健領域的領先供應商之一。龍沙製藥與生物技術業務提供全球化合同定制開發與生產(CDMO)服務，使製藥與生物技術公司能為患者帶來醫學創新。龍沙以高信任度、高質量、全球產能、創新技術平臺以及廣泛的經驗而備受認可。龍沙經營的項目涵蓋從前期臨床開發到商業化生產的全部過程，涉及哺乳動物和微生物的生物製品、小分子、生物偶聯物、細胞和基因療法等領域。截至目前，龍沙已成功幫助客戶從FDA/EMA獲得超過25種生物藥的商業化生產批准。
2020年，龍沙位於廣州的生物技術生產基地即將投入運營，提供臨床前到早期商業化的開發和生產服務，以應對國內不斷增長的高質量定製的需求。
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