原創|磚家

正如磚專家之前所說，抗體的發現主要有兩條途徑：體內和體外。然而，經過20多年的發展，基于體外展示技術和合成抗體庫的體外抗體發現已經撞上了藥性的墻。最近七八年，整個領域都在反思問題是什么，如何尋求突破。在對合成抗體藥性的質疑越來越強烈的當下，行業領袖也在抓緊時間布局。如果你感興趣，你會注意到，在最近的四五年里，基因泰克轉向了基于單細胞技術的體內抗體發現。KD Wittrup的Adimab公司(信達的技術平臺是從Adimab公司引進的)選擇了繼續對全合成抗體庫進行技術優化(徐y等，2013；US20190203305A1KellyRL等人，2018 JMB)以及解決藥性的早期預測(Jain T等人，2017 PNAS；陸X等，2019 mAbs).

花開兩朵，每桌一朵。今天只說基因泰克在抗體發現方面的轉型。如果你了解基因泰克的歷史，你就會知道，大約在2000年到2010年，基因泰克在體外展示技術平臺上投入巨資，代表人物是Sachdev Sidhu。對噬菌體展示和全合成抗體庫的投資隨著Devsidu在2008年的辭職而結束。無獨有偶，另一位基因泰克傳奇人物保羅卡特(Paul Carter)在加入基因泰克位于德弗西杜的抗體工程部門后離職，隨后于2010年重返基因泰克，再次執掌抗體工程部門。這里面發生了什么？

我們來看一篇文章(Hotzel I et al，2013 mAbs)，作者是保羅卡特和羅伯特凱利。保羅和鮑勃都是基因泰克的早期員工。不同的是，保羅選擇了流亡十年，而鮑勃在過去的三十年里一直困在基因泰克的抗體工程部門。保羅回到基因泰克負責抗體工程部后，我們來看看這兩個老伙計做的第一件事是什么。本文要解決的問題只有一個，就是噬菌體展示的抗體在藥代動力學上是否不如人源化抗體？我想保羅卡特，在他回歸之后，面對德弗西杜留下的爛攤子，夜不能寐。一方面，要解決新藥R&D效率的問題；另一方面，要理順技術路線(撥亂反正)。基因泰克的抗體工程在90年代非常有效，上市了利妥昔單抗、赫賽汀等抗體藥物。然而，從2000年開始，大量基于噬菌體展示技術的高通量篩選被投入，但新藥的產出效率卻大大下降。何去何從(如何力挽狂瀾)？這是保羅卡特回國后面臨的第一個問題。解釋完這篇文章的背景，我們來看一個數據。

圖1食蟹猴體內正在開發的52種抗體藥物和抗體清除率的回顧性研究(Hotzel I等人，2013年mAbs)

該圖的y軸是單克隆抗體在食蟹猴中的清除率(mL/天/kg)。數值越高，藥代動力學越差。X軸是已經上市或正在研發的52種抗體藥物，包括貝伐單抗、利妥昔單抗、曲妥單抗、奧馬單抗和培妥單抗。

從圖中可以看出，當清除率小于10mL/天/kg時，藥代動力學很好。因此，食蟹猴體內10ml/天/kg的清除率(圖中藍色虛線)可以作為藥代動力學的分界值。噬菌體展示的抗體在食蟹猴體內的清除率中位數為9.0mL/天/kg，人源化抗體在食蟹猴體內的清除率中位數為6.5mL/天/kg。作者明確表示統計學上沒有顯著差異(p=0.28)。但作者沒有告訴你的是，從噬菌體中展示的抗體和人源化抗體如果單獨與全人抗體相比，是否存在統計學上的顯著差異？沒有做這個比較，可能是因為全人類抗體的數據比較少，所以在科學上做統計比較不嚴謹。但從有限的全人抗體數據來看，全人抗體在食蟹猴體內的清除率中值約為3.1mL/天/kg。可以自己對比判斷(圖2a)。雖然保羅卡特和鮑勃凱利在他們的文章中沒有具體比較人抗體和其他抗體在藥代動力學上的差異，但我想他們一定對這個發現感到震驚。因為基因泰克在2013年之后在抗體發現技術路線上的布局充分說明了這一點。從2013年開始，基因泰克放棄了基于噬菌體展示的全合成抗體發現，轉而大力投入基于單細胞抗體發現技術的體內抗體發現。這篇文章如果僅從影響因素來討論，在學術圈的影響力很小。但是，基因泰克的抗體工程/發現是一個承前啟后的環節，因為它追溯性地總結了過去二十年的成功與失敗，并為未來二十年指引了方向。我們看看基因泰克未來五年的新藥產出率會不會有明顯的變化。

圖二。抗體人源化和親和工程對藥代動力學的影響(2B選自Hotzel I等，2013 mAbs)

上面提到的在食蟹猴體內的清除率數據，肯定會有同學說，藥代動力學是一個很復雜的東西，不僅涉及抗體，還涉及到機體/患者本身的很多因素。從純藥代動力學的角度，你上面的解釋并不嚴謹，因為有很多變量，比如FcRn和靶蛋白在體內的分布等。(Rymanjt等人，2017 Syst。藥理學。)，這些你都忽略了。這個批評是對的。磚家和保羅卡特是一碗飯吃的，所以很認同他的抗體發現的想法，就是在抗體發現的前期解決藥性的問題。在這一概念下，本文更側重于不同抗體的可變區對藥代動力學的影響。因為這是一篇行業文章，而且是回顧性研究，肯定在某些方面不夠嚴謹，但是對于商業決策來說足夠高。

這篇文章還有一個很有意思的數據，對磚家影響很大。Paul和Bob Kelly選擇了一種抗體(抗體47)來說明抗體工程對體內藥物動力學的影響。只使用一種抗體，將變量限制在抗體可變區的序列，更容易得出結論。抗體47是基因泰克早期發現的抗人成纖維細胞生長因子抗體。這種抗體是通過免疫小鼠獲得的。研發初期，基因泰克的抗體工程團隊備受折磨(Bumbaca D et al，2011 mAbs)，這里就不多說了。

請看圖2B。與原始抗體序列相比，抗體47c僅去除了一個潛在的糖基化位點，在食蟹猴體內的清除率為4.2mL/天/kg (n=4)。基于47c優化抗體47b的親和力，在食蟹猴中的清除率分別為9.3和8.2ml/天/kg(n=2)。基于47c優化了抗體47的親和力和化學穩定性，在食蟹猴體內的清除率為20.4mL/天/kg (n=4)。這個數據充分說明了一個問題，就是通過免疫系統找到的抗體在體內的藥動學是最好的，體外的工程優化不僅對體內的藥動學沒有幫助，反而越來越差(不好意思，做抗體工程的老朋友，慚愧也勇敢)。

今天到此為止。課提前結束。我覺得以上兩個數據告訴你：

(1)通過體內系統發現的抗體的藥代動力學是不可比擬的。系統中發現的抗體經過了免疫系統的正反向選擇，抗原識別的特異性和抗體的理化特性最好。相比較而言，體外合成的抗體庫所發現的抗體在抗原識別上或多或少存在多重特異性，抗體的理化特性也不盡如人意。

(2)抗體的工程改造。如果需要對抗體進行工程改造，請最專業的團隊用最專業的技術優化抗體的親和力、穩定性和理化性質，將抗體工程與蛋白質結構和分子模擬相結合。結合以上兩點，可以仔細思考抗體發現。如果想得到最好的抗體，最好的藥性，盡可能避免體外的工程改造，那么目前最好的技術平臺就是人源化抗體鼠。