2009年前进中的中国抗体药物产业

进入21世纪以来，生命科学和生物技术已经成为众多国家研究开发热点，现代生物技术产业的发展水平是国际竞争力的重要标志之一。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》指出“生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技***的重要推动力量”。大力发展生物技术和生物制药产业成为建设创新型国家的重大战略举措，该领域涵盖了抗体、重组蛋白、核酸、多肽等类药物，其中抗体产品是生物药物的核心组成部分，是一类冉冉上升的明星生物技术产品。
抗体药物是近年来复合增长率最快的一类生物技术药物，全球年销售额从1997年的3.1亿美元上升到2007年的258亿美元；其在生物药物产业中所占份额也从2000年的1/5上升到2007年的1/3，抗体药物具有巨大的经济效益和社会效益。2007年全球药物销售额超过40亿美元的“超级重磅炸弹”级药物有16种，其中7种是基因工程蛋白质药物，尤其显赫的是在FDA批准的26种抗体药物中，就有4种（利妥昔Rit鄄uxan、英夫利昔Remicade、赫赛汀Herceptin、阿瓦斯汀Avastin）超过了40亿美元，在治疗淋巴瘤、乳腺癌、结肠癌等恶性肿瘤及自身免疫病中显示了良好的临床疗效。抗体的生产不仅为现代生命科学研究提供了重要的工具，而且在基因、蛋白质的结构和功能研究方面有着不可或缺的作用。

抗体作为一个特异的接头分子是链接基因组、蛋白组和系统生物学的重要媒介，它介导了靶分子之间的相互作用并发挥效应。目前，全球单克隆抗体已多于100000种，工程抗体1000种以上，人源化抗体约200种，用于诊断和治疗用抗体约500种，正在进行临床试验的抗体有120余种；同时，抗体的多样性及其抗原表位组的研究也是揭示生命免疫机制的重要途径。抗体药物是以细胞工程和基因工程为关键技术的生物技术产品。其特异性高，性质均一，可针对特定靶点制备，广泛应用于各类疾病尤其是肿瘤治疗。目前处于临床前、临床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期研究与开发的各类生物技术药物中，抗体药物品种数量位居前列。抗体药物治疗肿瘤有着独特的优势。

研究表明，抗体对肿瘤细胞有选择性杀伤作用，有更高的疗效和较低的毒性，体内显示呈特异性分布，与肿瘤靶分子有特异性结合作用，并对抗药性肿瘤细胞有杀伤作用。抗体对肿瘤细胞的抑制与杀伤具有多种药理作用：(1)免疫杀伤作用（抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用、补体依赖的细胞毒性作用）；(2)免疫调节作用（抗独特型抗体、免疫复合物）；(3)中和作用（靶点中和抗体）；(4)抑制信号转导通路；(5)靶点封闭作用；靶向杀伤作用（生物导弹如免疫毒素、放射免疫偶联物等），因此抗体药物的临床治疗有较好的疗效和较低的毒性。如利妥昔单抗（Rituxan）治疗B细胞性非霍杰金氏淋巴瘤已达30多万例病人，单药治疗总反应率为50%，其疗效与化学药物相同，但前者更安全，毒副作用甚低，其抗体联合化疗有效率高达80%%以上；针对血管表皮生长因子（VEGF）的抗体阿瓦斯汀（Avastin），使晚期结肠癌患者的生存期平均延长了5个月，美国食品药品监督管理局（FDA）认为它几乎对所有的晚期结肠癌患者都有帮助，因此被批准为治疗晚期结肠癌的一线用药。

抗体工程技术发展现状

抗体药物的发展经历了3个重要阶段，即鼠源性单抗、人源化单抗和全人抗体药物。基因工程抗体技术的发展，使抗体药物的性能更趋向高特异性、高亲和性、低排斥性，并使抗体药物的生产逐步走向高产量、高纯度、低成本，大大促进了抗体药物产业的发展。

目前，抗体高通量、大规模、功能化制备技术已经在我国取得很大的发展。高通量快速抗体制备技术的发展对抗体药物的发展十分重要。高通量抗体制备技术的常用方法有杂交瘤-快速筛选技术、工程抗体-抗体库和人记忆B细胞分选技术等。目前，我国也建立了大容量的非免疫人抗体库技术，可对多种抗原的人源性抗体进行快速有效筛选。

其次，人源化及全人抗体的构建及优化技术取得了长足的发展。随着免疫学和分子生物学技术的发展以及抗体基因结构的阐明，DNA重组技术开始用于抗体的改造。抗体药物已经进入基因工程抗体时代，基因工程抗体具有以下优点：①降低人体对异种抗体的排斥反应；②减小抗体的分子量，利于其穿透血管壁，进入病灶的核心部位；③根据需要，制备新型抗体；④采用多种表达方式，大量表达抗体分子，降低生产成本。目前，已有的人源化抗体包括嵌合抗体、表面重塑抗体、重构抗体、全人抗体等。利用抗体结构信息、链置换、基因突变、互补决定区（CDR）空间变构等优化技术，可将抗体亲和力提高数十倍至上千倍。目前人源化工程抗体的构建已基本成熟，其中完全人源的抗体是利用抗体库技术，通过链更替由鼠Fab转化成的。此外，噬菌体抗体库技术（包括转基因鼠技术）已经取得突破，使得全人抗体的获得成为可能。此外，核糖体展示技术以及人外周血淋巴细胞-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的不断发展，也为全人抗体的获得奠定了基础。我国如第四军医大学、中国科学院、军事医学科学院等实验室长期从事工程抗体的重组及优化技术并取得了较大的进展。

近年，抗体标联及增效技术也取得了较大的进展。美国FDA批准上市的26种抗体药物中，有5种为同位素标记抗体的交联物，1种为化学药物偶联物；临床试验药物中，有10种为同位素标记抗体的交联物，4种为化学药物偶联物，2种为融合表达的免疫毒素。其中同位素标记物使用的核素选择：①具有较强杀伤力的高能β射线131I、90Y；②低能β射线和俄歇电子，如111In，这类同位素具有较好的单细胞电离效应，可用于治疗或诊断。标记方法逐渐趋于温和、长效，体内稳定性可达72小时以上。我国自行研发的“利卡汀”“唯美生”均是碘[131I]抗体交联物。

抗体产业化关键技术如哺乳动物细胞表达抗体产品的大规模制备技术是抗体生产的主要方式。国际上该项技术发展较快，以默克、基因泰克等公司为代表的流加培养工艺生产规模在10000L以上，以贝尔公司为代表的灌流培养工艺生产规模在200L以上，蛋白表达浓度为1.0—2.0g/L。我国从2000年开始逐渐发展了该项技术，虽然起步较晚，基础较差，但经过努力，实现了该项技术的突破。“十五”期间，组成了以第四军医大学、华东理工大学、中国科学院、中国医学科学院和军事医学科学院等6家科研院校为主体的项目组，顺利完成了国家重大科技专项“动物细胞表达生物技术产品大规模高效培养技术平台”研究的预定目标，自主建立了具有通用性、先进性、示范性和辐射性的动物细胞表达生物技术产品大规模高效培养技术平台。该平台达到了500L的流加培养规模，蛋白质产量为0.2—1.0g/L；建立了涵盖CHO、HEK293、VERO和BHK等不同工程细胞的大规模批次、流加、灌流培养工艺；在系列动物细胞高效表达载体构建与优化技术、高通量细胞培养筛选系统、系列无血清培养基、无血清悬浮驯化技术、动物细胞代谢调控模式的优化、新型灌流培养细胞截留系统、无载体固定化培养分散控制技术、工艺过程多参数系统控制技术、自动程控反馈补料系统、生物反应器放大与强化技术等10项主要的生产关键技术方面，使我国在该技术领域逐步赶上世界先进水平，为我国生物技术产品的产业化提供了关键技术支撑和部分源头创新技术，支持和带动了相关学科和生物医药产业的发展。“十一五”以上研究单位和第二军医大学、上海中信国健药业有限公司、北京百泰药业有限公司等继续承担了国家863计划和国家科技重大专项设立的该技术平台项目。江苏太平洋美诺克生物药业有限公司以引进消化吸收再创新的理念，与德国勃林格殷格翰国际有限公司(BoehringerIngelheimInternationalGmbH)紧密合作，引进欧盟标准，建立我国最大规模的抗体产业化基地，细胞发酵生产规模达3000L。

抗体药物的研制及发展

抗体药物在肿瘤、自身免疫病、心血管及感染性等重大疾病的诊断治疗方面取得了突出的进展，目前FDA批准的治疗性抗体药物的主要靶点有：CD3、CD11a、CD20、CD25、CD33、CD52、GpIIb/IIIa、呼吸道合胞体病毒F蛋白、人表皮生长因子受体-2（Her2）、肿瘤坏死因子alpha（TNF-α）、血管内皮生长因子（VEGF）及表皮生长因子受体（EGFR）等。我国国家食品药品监督管理局批准的抗体上市药物主要靶点有：HAb18G/CD147（利卡汀）、IL-8（恩伯克）和EGFR（h-R3）。由此看来，美国FDA批准的26个抗体药物只有12个靶点，而我国国家食品药品监督管理局批准的10个抗体药物只有3个靶点。其中，第四军医大学细胞工程研究中心发现并确认的HAb18G/CD147靶点，其抗原氨基酸序列、抗体基因序列及其分子蛋白结构都获得了国家发明专利和PCT（德国）专利等知识产权的保护，也是我国在抗体等生物制药领域为世界提供的针对肿瘤全新的高选择性靶点。

以下是在中国上市的抗体药物应用现状：

抗CD20单抗：（1）美罗华（利妥昔，Rituximab）：是一种抗CD20的人鼠嵌合型单抗，该单抗通过识别B淋巴细胞表面标志（CD20）与其结合，达到杀伤肿瘤细胞的目的。美罗华对于CD20表达量低、中度恶性的B细胞性淋巴瘤有较好疗效，对于老年体弱者，复发或化疗耐药者，美罗华联合化疗可以获得较高的缓解率。（2）ZEVALIN：是德国先灵公司开发的一种治疗中低恶性B细胞淋巴瘤的新药，能有效杀死肿瘤细胞，副作用较小。该药是抗体90Y标记的放射免疫交联物，除了具有美罗华特异性结合B细胞淋巴瘤标志物（CD20）以外，其同位素90Y发挥了较好的电离杀伤肿瘤细胞的效应。

抗HER2单抗赫赛汀：HER2是原癌基因或C-erbB2编码一个单一的受体跨膜蛋白，分子量185kDa，其结构上与表皮生长因子受体相似。在原发性乳腺癌患者中观察到有25%—30%%HER2过度表达，HER2基因扩增使肿瘤细胞表面HER2蛋白表达增加，导致HER2受体活化。赫赛汀（Herceptin）是一种重组DNA衍生的人源化单克隆抗体，选择性地作用于人表皮生长因子受体-2（HER2）的细胞外部位。在一项较大规模的多个国家参与的Ⅱ期临床试验（H0649g）报告中，采用Herceptin单药治疗既往使用1或2种细胞毒性化疗药物而失败的转移性乳腺癌，结果总体缓解率为15%、中位生存期缓解8个月，且所有患者对Herceptin的耐受性均较好。Herceptin是第一个在乳腺癌中确认并显示有较好疗效的抗体药物。

抗VEGF单抗：由美国基因泰克公司研制的血管表皮生长因子（VEGF）抗体，成功地治疗了千余例晚期结肠癌患者，其平均生命延长了4个月。这一结果为中国科学家的最新研究提供了佐证。美国遗传技术研究公司开发和生产的抗癌新药Avastin是一种基因工程单抗药物，主要通过抑制血管表皮生长因子，并能阻断新生血管增生，使肿瘤组织无法获得所需营养而最终“饿死”，达到抗癌功效。

抗EGFR单抗：抗表皮生长因子受体(EGFR)西妥昔单抗（Cetuximab，C-225）能特异性与EGFR高度结合，从而阻断表皮生长因子(EGF)、转化生长因子-α（TGF-α）与EGFR结合并引起的细胞增殖。体内外临床前实验显示西妥昔单抗通过调节细胞周期、抑制新生血管生成和转移，促进凋亡等抑制肿瘤，且可以增加放化疗疗效。大量临床试验已证实，Cetuximab单药及联合化疗或联合放疗均取得令人满意结果。我国北京百泰生物药业公司研发的“泰欣生”，即重组人源化抗人表皮生长因子受体单克隆抗体，也已获得国家生物制品一类新药证书。

抗HAb18G/CD147抗体药物（利卡汀）是由第四军医大学和成都华神集团研发的抗体片段放射免疫治疗剂———碘[131I]美妥昔单抗注射液，以靶点封闭和靶向杀伤作用高选择性的作用于肿瘤组织，一方面对肿瘤细胞进行直接的电离杀伤，另一方面通过对肿瘤细胞及其周围成纤维细胞膜上HAb18G/CD147靶点的封闭，抑制肿瘤细胞的黏附、运动及基质金属蛋白酶的分泌，达到抗肿瘤细胞侵袭转移的效力。该药目前用于原发性肝癌病人的靶向治疗，已经积累了上千例，临床有效率达到30%%。

抗体中试及产业化基地建设

“十五”以来，我国对抗体工程技术及其生物制药关键技术的研究加大了投入，并成立了多个抗体药物及其产业化基地。我国科学技术部、国家发展和改革委员会、卫生部等相继实施了抗体工程技术及其生物制药多项重大课题，如国家863计划疫苗与抗体工程重大项目、生物技术产品大规模制备关键技术重点项目，国家重大科技专项人源化抗体及其优化关键技术、哺乳动物细胞大规模培养关键技术、抗体品种药物等多个重大或重点项目，并成立了国家抗体工程技术中心、生物制药新工艺国家工程实验室、国家863计划细胞工程基地等，为抗体药物的研究和发展提供了有力的支持和保障。

第四军医大学多个学科长期从事抗体工程技术及抗体药物的研制，先后研制成功并上市碘[131I]美妥昔单抗注射液（利卡汀），抗肾综合症出血热单抗注射液，完成了Ⅲ期临床研究，正在申报国家生物制品一类新药证书。抗乙脑单抗注射液已进入Ⅱ期临床研究。细胞工程研究中心在1999年率先成立了国家863计划西安细胞工程基地，2000年开始进行哺乳动物细胞表达抗体产品的大规模培养技术的研究，并于2002年牵头承担国家重大科技专项“动物细胞表达生物技术药物产品的大规模培养技术平台”，建立了系列的细胞发酵大规模培养工艺技术平台及中试放大技术，培养规模达到300—500L。并在长期的抗体研发中，发现并确认了具有自主知识产权的抗体药物新靶点HAb18G/CD147，该分子是一个新型广谱、癌型特异性的肿瘤标志物，它与癌症发生发展密切相关，在早期预警、病理分型分级、预后判断等方面具有重要临床意义，同时，该分子还具有促进肿瘤转移、炎症发生、易化病毒感染等功能，是一个具有重要应用价值的全新药靶。

自1987年以来，该研究中心先后获得抗人肝癌、肝细胞膜蛋白、铁蛋白等单抗50余株，尤其是癌特异性单抗HAb18，在正常和胚胎组织极低表达，癌组织高表达，并有较高亲和力。该中心先后获得了11项国家发明专利授权，1项PCT（德国）专利授权，2项软件制作权，为我国抗体药物的研发和产业发展提供了部分源头技术支撑和全新药靶。

江苏太平洋美诺克生物药业有限公司是新兴的抗体药物产业化基地，与德国勃林格殷格翰国际有限公司友好合作并加入国际抗体生产网络组织（ProductionAllianceNetwork，PAN），该基地引进抗体生产欧盟标准，并进行消化吸收再创新，其一期生产规模达3000L。二期工程生产规模拟在10000L以上，为我国生物技术产品的产业化提供关键技术支撑，支持和带动相关学科和生物医药产业的发展。此外，该基地还主要生产具有自主知识产权的系列针对恶性肿瘤、自身免疫病及艾滋病等病毒性疾病的特色靶向治疗新药和诊断试剂产品，并运用产学研联合发展的优势，面向国内外提供抗体生物制药平台技术服务及技术推广。

成都华神生物技术有限公司与第四军医大学等院校联合，形成校企产学研模式，是一家人才与资本双密集型现代生物医药高科技企业。与第四军医大***合研发的肝癌靶向药物“利卡汀”，上市后取得较好疗效，并在动物细胞高效培养、抗体规模化纯化及核素标记抗体技术等方面取得了一系列重大突破。近期自主研发成功抗OxLDL单抗产品———氧化型低密度脂蛋白定量测定试剂盒。

上海中信国健药业有限公司从事多品种抗体药物的制备和生产，建立了抗体等重组蛋白的大规模制备技术平台，并获得多个抗体药物的临床批文，为加速我国抗体产业的发展作出了不懈的努力。

百泰生物药业有限公司和古巴合资合作研制的“泰欣生（基因重组人源化抗表皮生长因子受体单抗）”已经上市，为我国抗体药物的市场化、国际化提供了新的借鉴和思路。

目前，我国抗体药物研究和产业化已在多个研究院所、大学及企业广泛展开，在抗体相应分子靶点发现与确认，新型抗体的制备与产业化以及抗体药物的临床应用和抗体诊断试剂的广泛推广下，必将形成具有我国特色的抗体药物产业，产生巨大的经济和社会效益，为中华民族的复兴大业作出应有的贡献。

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陈志南，中国工程院院士，第四军医大学教授，肿瘤细胞生物学与生物药学专家，国家生物产业发展咨询委员会专家，国家重大科技专项总体专家，国家863计划疫苗与抗体工程重大项目总体专家组组长。

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