摘要   
抗体具有高度的特异性，可通过抗体工程技术制备抗体靶向药物。当前，已有10种以上的抗体药物经批准用于临床肿瘤治疗。抗体药物的研究与开发已成为生物技术药物领域的热点。从分子构成来看，抗体药物包括：抗体或抗体片段，抗体偶联物，抗体融合蛋白。抗体药物的研制与应用需考虑分子靶点的选择、抗体人源化、抗体药物小型化、抗体药物高效化、抗体药物与化疗或放疗联合使用。抗体药物是研制肿瘤分子靶向药物的丰富资源，在肿瘤靶向治疗中有良好的应用前景。

近年来肿瘤靶向治疗药物的研发与应用受到广泛关注。抗肿瘤靶向药物一般包括小分子药物和抗体药物两大类。抗体药物(antibody-based drugs)是以抗体为基础制备的药物。研究利用抗体治疗肿瘤已有近百年的历史。长期以来，抗体是通过以抗原免疫动物获得抗血清的途径制备的。不少研究者曾利用抗血清治疗肿瘤，但未能得到确定的疗效，有时甚至产生严重的毒副反应。由于抗血清是含有为数众多的各种不同抗体的混合物，这些抗体分别针对癌细胞表面不同的抗原；而这些抗原同时也存在于正常组织细胞。因此，抗血清用于肿瘤治疗，可能在体内与正常组织发生交叉反应而导致毒副反应。利用B淋巴细胞杂交瘤技术可制备单克隆抗体（monoclonal antibody）。单克隆抗体的特异性高，性质均一，可进行大量生产。而特别重要的是单克隆抗体对相应抗原具有高度的特异性以及抗体分子的均质性，可大大降低在体内与正常组织的交叉反应，为利用抗体治疗疾病、特别是治疗肿瘤带来了新的希望。为便于区别，此前以抗原免疫动物获得抗血清途径制备的抗体则称为多克隆抗体（polyclonal antibody），或称常规抗体（conventional antibody）。目前用于制备抗体药物（抗体治疗剂）的抗体均属单克隆抗体（单抗）。
当前研制与应用的抗体药物基本上属于以细胞工程技术和基因工程技术为主体的抗体工程技术制备的药物。抗体药物亦称单克隆抗体治疗剂(monoclonal antibody therapeutics)。自1997年以来，抗体药物用于肿瘤治疗取得突破性的进展。国内外已有11种抗体药物被批准用于临床肿瘤治疗。目前处于临床前期、临床Ⅰ期与临床Ⅱ期研究与开发的各类生物技术药物中，抗体药物的品种数量位居前列[1-6]。
 
临床应用的抗体药物
 
自1997年以来，美国FDA已先后批准9种用于治疗肿瘤的抗体药物，包括： Rituxan （1997），Herceptin （1998），Mylotarg （2000），Campath （2001），Zevalin （2002），Bexxer （2003），Avastin （2004），Erbitux
（2004）和Vectibix （2006）。另有1种在欧洲获批准，Panorex （1995）。在2005年我国SFDA批准用于肿瘤治疗的抗体药物有hR-3（泰欣生）和Licartin（131I标记的metuximab，美妥昔单抗）。
1． Rituxan (Rituximab,利妥昔单抗),亦称MabThera(美罗华),是包含人IgG1恒定区和小鼠单抗可变区的嵌合抗体。Rituxan的作用靶点是表达于B细胞表面的CD20抗原。该抗原表达在前B细胞至浆细胞之间的各个发育阶段的B系列细胞，但在早期的前B细胞、浆细胞以及正常骨髓干细胞均无表达。CD20在90%以上的B细胞非霍奇金淋巴瘤均有表达。Rituxan的适应症为B细胞非霍奇金淋巴瘤。
      
2．Herceptin（赫赛汀，Trastuzumab，曲妥珠单抗）是人源化的单抗，其作用靶点是人表皮生长因子受体HER-2的胞外域（extracellular domain）。此受体在人体的多种癌瘤均有表达，其中在25% - 30%的乳腺癌有表达。Herceptin可使HER-2受体的表达下调，抑制HER-2的胞内信号转道通路，可诱导细胞凋亡。Herceptin的抗肿瘤作用亦与免疫机制有关，其中包括依赖抗体的细胞介导细胞毒性（ADCC）和补体介导的细胞溶解（CDC）。Herceptin的适应症为转移性乳腺癌。
3．Mylotarg （麦罗塔，Gemtuzumab ozogamicin）是人源化单抗与抗肿瘤抗生素Calicheamicin经共价键连接的免疫偶联物。该单抗的作用靶点是细胞表面的糖蛋白CD33。该CD33抗原在90%以上髓细胞性白血病患者的白血病细胞均有表达，在正常髓性细胞也有表达；但在多能造血干细胞以及非髓性细胞的表面均无表达。Calicheamicin是具有强烈杀伤细胞活性的抗生素，可结合于DNA双螺旋的小沟，导致DNA双链断裂，抑制DNA的合成及其功能，最终导致细胞死亡。Mylotarg与CD33抗原结合后，经过内化过程进入细胞，随后经过水解释出Calicheamicin而发挥作用。Mylotarg的适应症为CD33+的复发急性髓细胞性白血病。
4．Campath （坎帕斯，Alemtuzumab，阿仑单抗）是人源化单抗,其作用靶点是细胞表面的糖蛋白CD52。该抗原CD52表达于正常及恶性的B淋巴细胞与T淋巴细胞，NK细胞，单核细胞以及巨噬细胞；但在造血干细胞以及成熟的浆细胞均无表达。Campath的抗肿瘤活性有赖于多种免疫机制包括依赖抗体的细胞介导细胞毒性和补体介导的细胞溶解。Campath的适应症为复发的/顽固性慢性B淋巴细胞白血病。
5．Zevalin （泽瓦灵，Ibritumomab）是一种放射免疫偶联物，由抗CD20的单抗标联放射性核素铟-111或钇-90制成，其作用靶点与Rituxan相同。Zevalin的适应症为B细胞非霍奇金淋巴瘤，包括对Rituxan治疗无效的病例。
6．Bexxer （Tositumomab）是一种放射免疫偶联物，由抗CD20的单抗标联放射性核素碘-131制成，其作用靶点与Rituxan相同。Bexxer 的适应症为CD20阳性的B细胞非霍奇金淋巴瘤，包括对Rituxan治疗无效的或治疗后复发的病例。
7．Erbitux （爱必妥，Cetuximab，西妥昔单抗）是包含人IgG恒定区和小鼠单抗可变区的嵌合抗体。该单抗的作用靶点是表皮生长因子受体（EGFR）。据报道，在多种实体肿瘤包括结肠直肠癌、头颈部癌、非小细胞肺癌、胰腺癌以及乳腺癌等恶性肿瘤中EGFR均有过度表达。该单抗与EGFR结合可抑制其信号转道通路，影响细胞增殖、侵袭转移以及血管生成。抑制EGFR信号转道通路可增强化疗药物和放射治疗的疗效。Erbitux的适应症为EGFR表达阳性的结肠直肠癌，与伊立替康联合治疗。或与放射治疗联合用于治疗头颈部癌。
8．Avastin （阿瓦斯汀，Bevacizumab，贝伐单抗）是人源化的单抗，其作用靶点是血管内皮生长因子（VEGF）。
该单抗与VEGF结合,继而作用于血管内皮生长因子受体(VEGFR),抑制相关的信号转导,结果导致抑制肿瘤的新血管生成。Avastin亦可抑制肿瘤血管通透性，降低肿瘤间质的压力。临床与化疗药物联合用于治疗转移性结肠直肠癌、小细胞肺癌。
9．泰欣生 （Nimotuzomab）是人源化的单抗，其作用靶点是表皮生长因子受体（EGFR）。该单抗可以通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性（ADCC）和补体依赖的细胞毒性（CDC）杀伤肿瘤细胞。临床与放疗联合用于治疗表皮生长因子受体
(EGFR) 阳性表达的Ⅲ / Ⅳ期鼻咽癌。
10．利卡汀 （Licartin，Metuximab，美妥昔单抗）是碘-131标联的抗人肝癌的单抗，其作用靶点为Hab18G/CD147。用于治疗原发性肝癌。
11．Vectibix (Panitumumab，帕尼单抗)是完全的人源单抗。其作用靶点是表皮生长因子受体（EGFR）。可用于治疗转移性结肠直肠癌。

抗体药物治疗肿瘤的药理基础
 
抗体药物（未与药物或放射性核素偶联的裸抗体）具有两种功能，一是结合功能，与靶分子特异性结合；二是效应功能，杀伤肿瘤细胞。后一种功能主要通过依赖补体的细胞毒性(CDC)和依赖抗体的细胞介导细胞毒性(ADCC)两种免疫机制实现。如抗体与“弹头”药物或放射性核素结合，可加强对肿瘤靶细胞的杀伤作用。研究表明，抗体药物具有如下作用特点：
1．对肿瘤靶细胞的特异性结合    
用免疫电镜和放射性同位素检测表明，抗体药物对肿瘤靶细胞显示特异性结合与内化。抗体结合到靶细胞表面的数量多，到非靶细胞表面的数量少；抗体进入靶细胞内的数量多，进入非靶细胞内的数量少。这种特异性结合与内化是抗体药物用于靶向治疗的基础。
2．对肿瘤靶细胞的选择性杀伤   
抗体药物在体外试验，对肿瘤靶细胞显示选择性杀伤作用。对表达相关抗原的肿瘤细胞作用强，对抗原性无关的细胞作用弱或无作用。对靶细胞的选择性作用为抗体药物用于靶向治疗提供了依据。
3．在体内的特异性分布      
放射性同位素标记实验表明；抗体在体内显示特异性分布。静脉注射抗肿瘤抗体，在肿瘤局部积聚浓度较高，显示特异性定位。放射自显影检查表明，抗体在肿瘤边缘的活瘤细胞区浓度高，在肿瘤内部的血管附近呈灶性分布。
4． 提高疗效与降低毒性     
动物试验表明，抗体药物包括未偶联的抗体以及抗体偶联物均可在体内显示抗肿瘤作用。临床使用的化疗药物如阿霉素、丝裂霉素、平阳霉素、博安霉素、新制癌菌素、长春新碱、氨甲蝶呤等均曾报道与抗体偶联，并进行实验治疗。使用的模型是移植于裸鼠的人体癌瘤包括肺癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、黑色素瘤、骨肉瘤、淋巴瘤以及白血病等。结果显示，各种偶联物均在不同程度上增强疗效和降低毒性。用等剂量进行比较，抗体偶联物治疗组比游离药物组的抑瘤作用更为明显；或与游离药物组的抑瘤作用相仿，但与药物有关的毒性减轻。
5．影响药物疗效的因素      
抗体是大分子物质，在人体应用仍存在一定的问题和障碍。这主要涉及免疫学和药理学两方面。免疫学方面问题主要是人抗鼠抗体反应(HAMA)，如使用鼠源性抗体，在人体可导致HAMA，产生的抗体对再次注射的抗体药物起中和作用，改变其在体内分布并抵消其疗效。药理学方面问题主要是到达肿瘤的数量不足，这是由于抗体药在体内的运送过程受多种因素制约，包括：（1）肿瘤局部的血供状况。血管丰富，血流量较大的肿瘤，治疗效果也较好。（2）网状内皮系统的摄取。有相当数量药物将积聚于肝、脾和骨髓。在体内仍显示一定程度的非特异性分布。（3）毛细血管内皮通透性。抗体药物的通透性与其本身的分子大小以及毛细管内皮层的结构有关。据报告，在肿瘤的血管内皮通透性比皮肤或肌肉为高，大分子物质更易于通过；但由于肿瘤的间质压力增高，降低血管内液体外流，因而大分子物质到达血管外也随之减少。（4）肿瘤细胞外间隙的状况。抗体或抗体偶联物到达血管外仍需穿过肿瘤细胞外间隙才能到达实体瘤深层的肿瘤靶细胞。细胞外间隙的大小因不同肿瘤而异。用抗体的Fab片段在小鼠观察表明，它比完整抗体能更深的穿入实体肿瘤。
 
研制抗体药物的思考
 
1．作用靶点的选择。这是研制抗体靶向药物的关键。
理想的分子靶点应具备下列特点：
（1）特异性，在肿瘤细胞有较高的表达，而在机体内各重要器官与组织无显著的表达；
（2）重要性，该分子靶点对于肿瘤的恶性表型具有关键性作用，受到阻断、干扰时肿瘤的生长与扩散将被抑制；
（3）可检测性，在人体肿瘤组织标本可以检测。从上述已批准用于临床的抗体药物的作用靶点可以看到,有3种抗体药物即Rituxan、Zevalin 和Bexxer的靶点是CD20，均用于治疗非霍奇金B细胞淋巴瘤。而Erbitux，hR-3和Vectibix的靶点是表皮生长因子受体EGFR。这些是值得重视的研制抗体药物的分子靶点。当然，更重要的是寻找和利用新的分子靶点，研制新的抗体靶向药物。
2．抗体人源化：多年的研究表明，鼠源性抗体在人体可诱发人抗鼠抗体反应（HAMA），在临床应用一般效果不佳。鼠源性抗体的人源化,包括制备嵌合抗体和制备人源化抗体，在临床应用取得良好效果，证明这是成功的途径。研制人源化抗体可以降低抗体药物在人体的免疫原性；与鼠源性抗体相比，还可提高效应功能，加强对肿瘤靶细胞的杀伤作用。但是，鼠源性抗体在特定情况下仍可用于制备治疗肿瘤的抗体药物。已在临床使用的Zevalin 和Bexxer是鼠源性抗体的放射性核素标联物，这可能与其剂量小，疗程短有关。有报告指出，完全的人抗体在临床使用中尚未确定优于人源化抗体，这提示，人源化程度不一定是越高越好。
3．抗体小型化：抗体及其偶联物均为大分子物质。IgG型抗体的分子量约为150 kDa，庞大的抗体或偶联物分子难以通过毛细管内皮层和细胞外间隙到达实体瘤深部的肿瘤细胞。研制小型化抗体药物对提高疗效有重要意义。通过酶切方法获得的Fab´片段，其分子量约相当于完整抗体的1/3。通过基因工程技术制备的单链抗体scFv或单域抗体（VH，VL）的分子量更小，约分别相当于完整抗体的1/6或1/12。使用这些小型化抗体制成的靶向药物，可提高其通透性，并可能减少或推迟人抗鼠抗体反应。但是，与小型化相伴的是往往出现抗体与抗原的结合力减弱以及在血中半衰期下降。因此，小型化的重点应是适度小型化，其程度主要取决小型化抗体的药代动力学特点。
4．抗体药物高效化。目的是提高抗体药物对肿瘤靶细胞的杀伤作用，降低抗体药物使用的剂量。利用放射性核素标联抗体制备的放射免疫偶联物，不仅可杀伤靶抗原高表达的肿瘤细胞，而且可杀伤邻近靶抗原低表达的肿瘤细胞。抗体与植物毒素（如，ricin A）或细菌毒素(如，PE)联接制成的免疫毒素（immunotoxin）,对靶细胞有强烈杀伤作用，有的免疫毒素已进入临床研究[7]。多年来，已报道利用一系列的化疗药物包括阿霉素、长春新碱、氨甲蝶呤等与抗体构建的化学偶联物。近年特别关注利用高效“弹头”药物制备抗体药物。高效“弹头”药物是指对癌细胞有极强杀伤作用的药物，在细胞培养实验，按50%抑制浓度（IC50）比较，其活力比阿霉素强1000倍以上。如calicheamicin，体外试验对癌细胞的IC50在pg／m1水平。美国FDA在2000年批准用于治疗复发性急性髓细胞白血病的Mylotarg是抗CD33抗体与calicheamicin的偶联物。我们研究的力达霉素对癌细胞有强烈的杀伤作用，其力度可与calicheamicin比拟。研究表明，力达霉素与抗体片段制成的化学偶联物或强化融合蛋白，在裸鼠实验有显著的抑制肿瘤生长作用。又据报道，美登素衍生物（maytansinoids）、CC-1065衍生物以及Auristatin(来源于海洋生物的环肽衍生物)等与抗体连接，可制成对靶细胞有强烈细胞毒作用的化学偶联物[8-11]。
5．抗体药物与化疗药物的联合应用：一系列的实验研究表明，抗体药物与化疗药物联合，可显示协同作用。临床研究表明，Rituxan，Herceptin，Avastin，Erbitux，Vectibix等抗体药物与化疗药物联合，比单独用药有更高的疗效。这提示，应进一步研究抗体药物与各种化疗药物的协同作用及其作用机制，并研究抗体药物与放射治疗的联合应用以及多种抗体药物的联合应用。
 
抗体药物是发现与研制新型药物的丰富资源。功能基因组和蛋白质组的研究进展，将为治疗相关疾病和研制新药提供各种新的分子靶点。分子病理学、分子药理学和分子治疗学进一步为抗体药物用于靶向治疗提供了理论基础。一方面，针对新靶点可以研制新的抗体药物；另一方面，新药研究特别是微生物药物研究的进展，将提供可以作为高效“弹头”的生物活性分子，用于构建新的抗体药物（包括抗体偶联物和融合蛋白）[12]。在肿瘤治疗方面，抗体药物具有高度的靶特异性（target-specific action）,可以定向制备(customized preparation)，可针对特定的靶点进行个体化治疗 (personalized therapy)，可与化疗药物配合进行联合治疗（combination therapy）。抗体药物的研究与应用具有广阔前景。
 
参考文献
 
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