国际及国内CD20抗体新药研发研发策略总结

基因工程制药

淋巴细胞是在造血过程中在骨髓中生成的多种白细胞类型之一。有两种主要的淋巴细胞群:B淋巴细胞(B细胞)和T淋巴细胞(T细胞)。在此特别有意义的淋巴细胞是B细胞。

B细胞在骨髓中成熟,然后离开骨髓并在它们的细胞表面表达抗原结合抗体。当幼稚B细胞初次遇到其膜结合抗体所特异的抗原时,细胞开始快速分裂,且其后代分化成为记忆B细胞和称做“浆细胞”的效应细胞。记忆B细胞具有较长的寿命,并继续表达与最初的亲本细胞具有相同特异性的膜结合抗体。浆细胞不生成膜结合抗体,但改为生成可分泌形式的抗体。分泌型抗体是体液免疫的主要效应分子。


CD20抗原(也称作人B淋巴细胞限制性分化抗原,Bp35)是位于前B(pre-B)淋巴细胞和成熟B淋巴细胞上、分子量约35kD的疏水性跨膜蛋白质。该抗原也在超过90%的B细胞非霍奇金淋巴瘤(NHL)上表达,但在造血干细胞、祖B细胞(pro-B)、正常浆细胞或其它正常组织上没有发现。CD20调节细胞周期起始和分化的激活过程的早期步骤,并可能作为钙离子通道起作用。

鉴于CD20在B细胞淋巴瘤中表达,以CD20抗原为靶点的B细胞淋巴瘤的治疗药物被相继开发出来。当抗CD20治疗抗体特异性结合(表面上地)正常和恶性B细胞的CD20抗原可导致赘生性B细胞的破坏和耗竭。此外,可将具有破坏肿瘤潜力的化学试剂或放射性标记物与抗CD20抗体偶联,特异性“投递”至赘生性B细胞。

利妥昔单抗(rituximab)抗体是针对CD20抗原的基因工程嵌合鼠/人单克隆抗体。利妥昔单抗是1998年4月7日发布的美国专利号5,736,137中称为“C2B8”的抗体。1997年11月美国食品和药品管理局(FDA)批准将利妥昔单抗用于治疗患有复发的或顽固的低级或滤泡性CD20+B细胞非霍奇金淋巴瘤(NHL)的患者,每周一次375mg/m2,共四次。利妥昔单抗是至今应用最为广泛的最早的单克隆抗体靶向药物,已经近20年。在美国,美罗华的适应症是非霍奇金淋巴瘤、慢性淋巴细胞性白血病、类风湿性关节炎、Wegener’s 肉芽肿、显微镜下多血管炎。

利妥昔单抗作用机制的体外研究表明利妥昔单抗结合人补体并通过补体依赖性细胞毒性(CDC)溶解淋巴样B细胞系。此外,它在抗体依赖性细胞性细胞毒性(ADCC)测定试验中具有显著活性。在氚标记的胸苷掺入试验中显示出具有抗增殖效果,并直接诱导凋亡。在试验中还观察到与化学疗法和毒素之间的协同作用,使耐药性人B细胞淋巴瘤细胞系对多柔比星、CDDP、VP-16、白喉毒素和蓖麻毒蛋白的细胞毒性作用敏感。体内临床前研究显示可能通过补体和细胞介导的过程而从食蟹猴的外周血、淋巴结和骨髓中耗竭B细胞。

2014年底美罗华的欧洲专利保护将到期,其美国专利也将在2018年到期,美罗华生物仿制药也已经在欧洲批准上市。2009年,奥法木单抗批准上市,用于氟达拉滨和阿仑珠单抗治疗无效的顽固性慢性淋巴细胞白血病(CLL)。罗氏为了保护自己在白血病药物的优势,一直尝试研发新药,在2014年其新药白血病药物Gazyva(GA101)终获批准。罗氏一年注射2次MS药物ocrelizumab也有望于2017年批准上市。这些抗体的特点总结如下图:

国内CD20类抗体药物的研发如火如荼,其中利妥昔单抗及其类似药共有16个,三生国健的速度最快,已经完成临床研究,正在申报上市。此外,复宏汉霖、神州细胞和信达生物已进入Ⅲ期临床,浙江海正已进入Ⅱ期临床,还有6家企业已获得临床批件。CD20创新药方面,目前国内有4个在研品种。考虑到利妥昔单抗是人鼠嵌合单抗,故降低其免疫原性是一个发展方向,总结如下图。

上海医药的CD20抗体是美罗华人源化版本,海思科是奥法木单抗突变版本,中国抗体制药的CD20抗体是与已上市抗体不同的鼠源抗体人源化版本。天广实的CD20抗体还没有相关专利。

事实上,国外大公司也经常会开发一些序列突变的或者工艺优化的biobetter,这些biobetter一般都用于与原研药不同的适应症。比较著名的例子就是Avastin和Lucentis。Avastin是一个完整的人源化IgG1单克隆抗体,Lucentis和Avastin相比有5个氨基酸的区别,是一个Fab抗体,玻璃体注射,眼科用药,适用于年龄性黄斑变性。类似的例子还有belatacept和abatacept之间2个氨基酸的差别(L104取代为E;A29取代为Y),belatacept结合至CD80和CD86 活性高于abatacept。belatacept适用于接受肾移植的在成年患者中预防器官排斥。Abatacept 阿巴西普适用于中、重度活动性类风湿关节炎成年患者,延缓疾病带来的结构性损伤进程.改善患者躯体功能减轻息者体征和症状。相关的还有达利珠单抗,1997年罗氏曾以商品名Zenapax上市,用于器官移植的免疫抑制。因销量不佳,Zenapax在2009年正式退市。其后,百健通过简单的蛋白工程改造,优化了达利珠单抗的药学性质。2016年5月30日,美国FDA批准了百健和艾伯维合作开发的Zinbryta(达利珠单抗)用于复发性多发性硬化症。

附件:

抑制血管生成药物Avastin (bevacizumab, rhuMAb-VEGF)蛋白序列

雷珠单抗 ranibizumab(Lucentis)蛋白质序列

NULOJIXR(belatacept)蛋白质序列

阿巴西普Orentia蛋白质序列

达利珠单抗(Daclizumab)蛋白质序列