互动科普

在20世纪80年代人们对单克隆抗体的前景极为看好。治疗癌症？没有问题。单克隆抗体装载着毒物或放射活性的同位素，像热敏导弹一样瞄准恶性肿瘤细胞，并释放出它们的致命“炸药”，清除癌症细胞，而留下未受损伤的正常细胞。

对治疗感染性疾病情况如何？可以搞定。单克隆抗体先包围正在进攻的病毒和细菌，并把它们隔离开来，免疫系统的细胞杀手再把它们歼灭。

要是事情这么简单就好了。单克隆抗体是高纯度的免疫系统蛋白质，它们可以攻击特异的分子靶标，同时免疫系统把它们作为一种外源性物质不幸的是，早期的治疗性单克隆抗体作为一种外源性物质诱发机体产生针对它的抗体时，导致病人的病情恶化目前其机制还没有完全搞清楚。肝脏对这些早期的单克隆抗体也表现出特别的“偏爱”、常在它们未到达目标前，就将它们吸收了。临床试验失败，股票狂跌，损失数以百万美元。好比打仗，一鼓作气，再而衰、三而竭。这一代的科学家和生物技术投资者们对它产生了怀疑。

幸运的是，还有一些坚强的研究者继续奋斗，并且发现了新的方法克服早期药物的失败。现在许多人认为2001年是单克隆抗体年，他们坚定不移的研究将得到回报。美国食品和药品监督管理局(FDA)正在审批或即将批准许多有效的单克隆抗体药物。摩根证券公司生物技术分析师Franklin M．Berger认为“抗体研究将迅速发展”。他预测，不久将有大量的单克隆抗体等待FDA批准，并将在审批过程中形成瓶颈。

已有10种单克隆抗体产品进入市场，还有3种等待FDA批准，其中2种将装备放射性物质。另外还有100多种抗体已经显示在动物体内实验有效，正在进行人体试验。

但是，2001年夏天FDA传出消息，可能要减慢单克隆抗体如日东升的主宰地位。7月，官方通知位于加利福尼亚州旧金山南部的Genentech公司要递交额外的人体临床试验资料，以证实他们的单克隆产品Xolair用于治疗哮喘的长期安全性，这种单克隆抗体可以清除在哮喘和过敏反应中引起病症的抗体。

一些观察家们评论FDA在审查单克隆抗体产品的副作用方面尤为严厉，尤其是那些慢性病病人需要长期使用的药物。这项公告使投资者一阵寒战，他们迅速压低了单克隆研发人员的股票。

然而，单克隆抗体的优势是不容忽视的。美国新泽西州普林斯顿的单克隆抗体制造商Medarex公司的董事长兼首席执行官Donald L.Drakeman认为，研究抗体比研究无机小分子的传统药物更容易一些。但因为它们是大分于，可能并不适用于所有疾病的治疗，但他强调：提供适于实验的单克隆抗体仅需1到2年时间，而小分子的传统药物要花费5年时间。制备用干临床试验的单克隆抗体仅需200万美元，而传统药物需2000万美元。尽管FDA推迟批准Genentech公司生产的单克隆抗体用于哮喘治疗，但到目前为止，单克隆抗体在治疗常规性疾病方面其成功率要高于小分子药物，而且单克隆抗体几乎没有任何毒性。

具有讽刺意义的是，单克隆抗体可能成为其自身成功的牺牲品。市场分析家预测，公司将没有足够的生产条件来生产它们。但生物技术企业早就预料到了这个问题，许多企业提出了有创意的建议，如用家畜的乳汁或植物来生产单克隆抗体。

单克隆抗体的制备方法

过去单克隆抗体失败的部分原因是最初的制备方法存在问题。1975年，英国剑桥医学研究理事会(MRC)分子生物学实验室的两位免疫学家Georges J．F．Kohler和Cesar Milstein设计了经典的制备单克隆抗体技术，并因此获得了1984年的生理学、医学诺贝尔奖。其基本的试验过程包括给小鼠注射一种抗原，它可以被免疫系统识别，因此诱导小鼠的B淋巴细胞产生相应抗体。为了获得这些抗体，需要采集B细胞。但是找到并获得这些细胞，大量制备抗体，还要花费一些功夫。

这个制备过程十分复杂，部分过程包括，在培养基中融合小鼠的B细胞和无限繁殖细胞，产生杂交瘤细胞。这些特殊的杂交瘤细胞的缺点是：它将产生小鼠的抗体，人类的免疫系统把它们当作“异己”。注射小鼠单克隆抗体后，病人产生人抗鼠抗体(HAMA)反应，导致关节肿胀、皮疹和肾脏衰竭以致威胁生命。

免疫系统还可以灭活这些抗体。为了避免免疫系统引起的HAMA反应和灭活小鼠抗体，科学家们研究各种各样的技术使小鼠的抗体人源化抗体是Y形分子。通过它的臂或FAb区与抗原结合。Y形分子的茎部——Fc区与免疫系统的细胞相互作用。Fc区对消除细菌尤为重要，一旦抗体通过它们的FAb区结合细菌，Fc区就会吸引微生物吞噬细胞消灭它们种方法是人的组分取代小鼠单克隆抗体抗原结合区以外的部分。现在，美国市场上有4种这样的克隆嵌合抗体正在销售。其中，宾夕法尼亚州的Centocor公司生产的ReoPro可以与血小板上的特异抗体结合阻止血凝块形成，去年它的销售额达4.18亿美元。(针对正常组织，机体通常并不会产生抗体，否则就会导致自身免疫病。但是这种抗体作为药物可以治疗某些病症。)

另外一种治疗方案称为人源化。市场上销售的至少有5种是这样的产品，如Genelqtech公司生产的Herceptin，它是一种靶向性单克隆抗体，用于治疗肺癌人源化是利用遗传工程的方法使人源蛋白有选择性地并且尽可能多地取代小鼠抗体，包括大部分抗原结合区。FDA在2001年5月份批准了马萨诸塞州的Millennium制药公司生产的Campath，用于治疗其他治疗方法无效的B细胞慢性淋巴细胞白血病，它是第一个人源化抗体。Campath与各种正常细胞和癌症免疫细胞上的受体结合，治疗后病人将可以产生更多的正常细胞。市场上销售的另一种单克隆抗体是纯粹的小鼠抗体。

经过长达25年的努力后，研究人员最终把人类B细胞与无限繁殖细胞融合，形成可以产生完全人源化的抗体的杂交瘤细胞。2001年2月份，剑桥大学的Abraham Kapas和他的同事宣布，他们已经完成了这个设想，当然与使用其他技术相比使用人类细胞制备单克隆抗体的安全性、有效性以及能否降低成本还需要通过进一步实验验证。

Abgenix下属的Medarex和Fremont公司已经设计出一套方案诱导小鼠产生完全人源化的抗体。这些公司利用遗传学方法让小鼠携带人类抗体基因，当给小鼠注射抗原时，它以各种方式产生的抗体都是人源化的。Millennium制药公司也在研发单克隆抗体治疗方法生物治疗和非临床研发部的资深副经理Walter Newman先生称：“抗体人源化或制备完全人源化的单克隆抗体只是研发的项目之一，它使单克隆抗体更接近商品化。”

Abgenix公司正在进行一种抗白介素8(IL-8)的完全人类抗体的临床试验。IL8是一种自然产生的化学物质，又称细胞激素，通常会激活免疫系统的细胞。当机体产生过多的IL8时，将导致风湿性关节炎或银屑病等自身免疫性疾病。Medarex公司正在进行完全人类抗体的各种临床试验，治疗癌症和自身免疫病，并在研究称为设计者抗体的介导毒素，它直接攻击病变细胞或动员免疫细胞特异攻击肿瘤。

另外一些研究者正试图在不借助小鼠的情况下大量生产单克隆抗体。如英国的刮桥抗体技术公司和德国慕尼黑的MorohoSys AG公司正利用噬菌体展示技术大量制备单克隆抗体。同时利用这项技术寻找针对特定抗原的最特异的单克隆抗体。

噬菌体展示利用丝状噬菌体所具有的长长的纤维病毒的优势去感染细菌。研究人员从人体B淋巴细胞中分离DNA(B淋巴的每个细胞会针对唯一的抗原产生抗体)，并把这种DNA插入到细菌如大肠杆菌中，然后让丝状噬菌体感染细菌随着噬菌体不断繁殖，它们自动产生由各种B淋巴细胞抗体基因编码的蛋白，并把它们展示在新形成的噬菌体颗粒表面。然后，研究者利用靶抗原如癌症细胞上的受体，钓出含有针对这种抗原的最特异抗体基因的噬菌体。为了大量制备这种抗体，他们使噬菌体感染更多的细菌或把抗体基因插入到培养细胞中。

追踪靶点

这些新型的单克隆抗体包括嵌合抗体、人源化以及人源抗体，它们能够治疗许多疾病。预计2001年有两种这样的药物Zevalin和Bexxar将通过FDA审查，它们就是所谓的结合型单克隆抗体，即携带放射活性的化学药物或毒素直接靶向肿瘤，是种新型的癌症治疗方法。非何杰金氏淋巴瘤病人的B淋巴细胞生长无法控制，单克隆抗体Zeva1in和Bexxar都是靶向B淋巴细胞的表面抗原CD20。Zevalin背负着同位素钇(90Y)，Bexxar携带有放射活性形式的碘(12I)。

目前，许多临床试验的其他克隆抗体也是靶向免疫细胞的分子，治疗各种疾病。例如，Genntech公司正处在试验Xanelim的后期，它是抗CDHa的单克隆抗体。CDHa存在于T淋巴细胞的表面，使T淋巴细胞渗透到皮肤中引起牛皮癣所致的炎症，在美国估计有700万人患有此病。2001年7月，在美国皮肤学会的研讨会上，一项针对近600例牛皮癣患者的研究中称57％的病人使用药物的最大剂量，其中约有50％的病人症状减轻一些公司还在研究抗CD18的单克隆抗体，CD18是炎症感染后和心脏疾病导致的组织损伤时T淋巴细胞表面呈现的一种蛋白质。

科学家还在研究另外一种单克隆抗体的靶点一种称为表皮生长因子(EGF)受体的分子。三分之一的实体瘤病人产生过多的EGF受体，Novartis制药公司销售的小分子药物Gleevec，可以干预癌症细胞从这些受体接收信号。抗EGF受体的单克隆抗体最好与传统的化疗结合使用2001年5月，在美国临床肿瘤学协会的研讨会上，研究人员报道了ImClone Systems公司生产的抗EGF受体单克隆抗体cetuximab的一些功效针对使用化疗药物治疗已没有疗效的恶性结直肠癌症病人，当使用单克隆抗体辅助化疗治疗时，其中23％病人的症状得到改善。还有一些公司主要研制针对血管细胞表面分子的单克隆抗体。这些分子中有些分子，例如αvβ3具有促进血管生成的作用，而新血管生长是肿瘤病发的关键。

目前市场上获得巨大成功的单克隆抗体药物是Remicade，靶向肿瘤坏死因子(TNF)。该分子不仅能增强使用者免疫系统的活力，而且对治疗炎症也有作用。根据Remicade研发商Centocor公司的报告，它主要用于节段性回肠炎和类风湿性关节炎的治疗，2000年销售额达3.7亿美元。Adams投资银行从事资产净值研究的Carol Werther预计：封闭TNF的治疗每年有20亿美元的潜在市场。Enbret是Immunex公司研发的抗TNF药物2000年被批准用于缓解严重的风湿性关节炎病人，它还不是专门的单克隆抗体，因为仅仅使用了抗体的一部分——主链大分子，主链大分子与另一种分子——TNF的正常分子受体相连。

存在的问题

面对这些良机，生物技术和制药公司希望扩大它们的生产线，做大这块单克隆抗体市场。但是，世界上只有10家大型的抗体生产企业。部分问题是由于财政原因：银行不想借贷数亿美元投资单克隆抗体的生产设备，除非这个企业有可能获利，而不仅仅是承诺。回首80年代，许多药物生产商购置设备运作多年，却只有很局限的生产能力。用杂交瘤技术生产单克隆抗体需利用称为生物反应器的巨型容器。北卡罗来纳州的Diosynth ATP公司的主席V．Bryan Lawlis估计，一个拥有6万升生物反应器的企业仅能生产4种产品分析家预测：到2010年市场上将有100种单克隆抗体，这至少需要25套新设备才能满足要求，而目前设备生产厂商还不能满足这些要求。因为这些生产厂家至少需要50亿美元，在3到5年间建成而且通过FDA认证，这一切看起来很渺茫。

为弥补这一不足，一些公司正在转向研究转基因动物和植物，这些有机体带有选定的抗体基因，可以工程化生产这些抗体。转基因的哺乳动物在它们的乳汁中分泌单克隆抗体，估计每克抗体需要100美元，仅是传统方法的三分之一。Centocor公司和Johnson＆Johnson公司正在利用转基因羊生产Remicade，Infigen公司打算在牛奶中生产单克隆抗体，但这些产品都还没有得到FDA认证。

而且，还不清楚有多少家公司打算转向这些转基因产品。转基因动物具有诱人的发展前景，但从乳汁的蛋白中分离单克隆抗体需要经过烦琐的步骤。要解决的仅是纯度问题，而不需要花巨资去建造1万升的生物反应器。用遗传学方法改造以及喂养这些动物也需要花费很多年。

位于圣地亚哥的Epicyte公司总裁Mich B．Hein先生指出，绿色植物可以解决单克隆抗体产量短缺的问题很明显，生产设备很难满足这个最有前景的分子的生产。植物凭借其经济、廉价的优势，可以满足任何规模的生产需求，它们能生产数以吨计的单克隆产品。但是纯化问题仍然存在，还不清楚FDA如何管理转基因植物生产的药物。

Epicyte公司与Dow公司合作生产谷类作物制备单克隆抗体，制成乳膏或油膏用于粘膜表面，如唇部和生殖器表面，或者制成口服药用来治疗胃肠道或呼吸遭感染预计到2002年底，Epicyte公司将向FDA申报允许其将谷类生产的单克隆抗体用于临床试验，该产品可用于预防单纯疱疹在成人和分娩过程中传播。这家公司还研究结合精子的单克隆抗体，有可能作为避孕药以及抵御人体乳头状瘤病毒的抗体，这种病毒能引起生殖器疣和子宫颈癌

不管单克隆抗体来自于牛、羊、谷类还是生物反应器，它都将成为21世纪药品场上的重头戏。

概述 ／ 单克隆抗体？

l 抗体是Y型大分子，从免疫系统的B淋巴细胞产生，用来对付细菌、病毒。单克隆抗体是把一个B淋巴细胞通过同性复制或克隆后制备的，因此它们只攻击一个特定的靶点。

目前市场上有十种单克隆抗体，应用范围从防止器官移植的排异反应到治疗癌症。3种以上的抗体正等着美国FDA的批准。

虽然单克隆抗体通常在哺乳动物的乳汁中和转基因植物中获取这些单克隆抗体。

临床试验用的单克隆抗体的制备比无机小分子的传统药物的制备更廉价、更迅速。

【杨奎/译 舒媚/ 校】