单抗的研发生产是一个技术密集型流程,大体可分为抗体筛选、抗体表达和抗体纯化三个环节,每个环节都拥有其核心技术,这些核心技术环环相扣,形成了单抗生产企业的核心竞争力。
    图1:单抗领域三大关键技术

    随着单抗人源化进程的不断深入,以噬菌体展示技术(详见附录)为核心的大规模单抗筛选平台日益受到重视。该技术不仅可以获得全人单抗,而且不需要细胞融合,不经过免疫动物,实验周期短,过程简单,这是人源抗体制备技术的重大突破,目前国际上主流单抗生产企业均使用噬菌体展示技术筛选单抗药物。
    作为单抗研发生产链条中承上启下的一环,表达培养技术是单抗产量形成和质量控制的关键,而判断企业这方面技术水平高低的指标主要有表达方法、反应器规模、表达体系和表达量这?四要素?。
    表1:表达培养技术四要素

    图2:工业化单抗生产流程

    在得到单抗之后如何有效的从培养液中分离纯化产物是单抗生产最后一道关键环节,工业上一般采用硫酸铵沉淀、离子交换层析、蛋白-Sepharose 亲和层析等方式纯化单抗,由于平均每增加一个纯化步骤产品得率会降低约13%,因而在保证纯度的同时尽可能提高得率也考验着生产商的技术水平。
    总的来说,一个单抗生产商如果在上游能够通过出色的研发平台筛选出理想的单抗药物;在中游能够高效大规模的进行发酵培养,表达单抗;在下游能够高效、高纯度的分离纯化单抗,那么该公司就拥有了单抗研发生产的核心竞争力。
    根据单抗本身的技术特性和近年来的发展情况,未来单抗技术发展将呈现以下几方面趋势:单抗全人化:由于高人源化比例抗体在药效和副作用方面的优势,在过去20 年中人源和全人单抗比例持续上升(08 年底销售占比分别为31%和11%),而鼠源和嵌合单抗比例则不断下降(08 年底占比分别为10%和49%),随着全人化单抗筛选技术的成熟,在研的新型单抗药物越发倾向于使用全人抗体技术,预计未来5 年内新问世的单抗药物中全人单抗将占一半以上。
    图3:人源化比例提高是大势所趋

    抗体多样化:除了人源化比例的不断提高,单抗研发也在多样性上不断推进。一方面,单抗的药物靶位逐渐多样化,除了传统的细胞表面抗原(CD 表面抗原,负责多种细胞信号转导,截止2009 年发现390 种分子),还包括了常见的细胞因子(如肿瘤坏死因子TNF,血管内皮生长因子VEGF,白介素IL 等),部分研制中的单抗药物甚至可以识别多个抗原表位,具有更好的抗突变功能;另一方面,单抗药物的结构也不再限于完整的单抗分子,而是包括了如Fab、scFV 等抗体V区片断或其复合物,这些片断可以通过原核表达体系快速低成本表达,从而降低了药物成本。
    图4:部分单抗片断图示

    治疗联合化:虽然在单抗治疗肿瘤方面单抗具有副作用小、特异性高的特点,但由于中晚期肿瘤病灶巨大,一般单靠单抗并不能完全消除,这就需要使用单抗配合手术的治疗方案,通过手术切除肿瘤主体,再使用单抗治疗剩余病灶或防止病灶转移。除手术外,化学药物和单抗联合治疗方案也日益受到医疗工作者的重视,如实验证实FOL+FOX4 方案(Avastin+奥沙利铂+亚叶酸钙+氟尿嘧啶)可以延长肿瘤患者生存期2.5 个月。
    图5:单抗产业链图示
