【醫學前沿】PD1單克隆抗體體外特徵（三）
作者： 醫科院腫瘤醫院李峻嶺醫生
以PD1/PDL1單抗所代表的免疫療法，從2014年獲批以來，在腫瘤治療方面顯示了巨大的潛力，國內外諸多藥企紛紛研發，面對這些如雨後春筍般出現的同類型新藥，很多人這時候都有一個大大的問號，這些藥物有什麼不同？
爲了解決困惑，我們會追根溯源到臨牀前評估方面進行分析，希望能夠啓發大家更多的思考。
抗PD1單抗
抗PD1單抗從發現到研究已經有20多年，從1992年日本京都大學本庶佑發現PD1單抗[9]，1999年陳列平發現PD1配體PDL1[10]，2000-2005年Medarex轉基因小鼠實現[11]，全球第一個PD1單抗2006年就啓動臨牀試驗，進入臨牀評估階段[12]。
瞭解清楚抗體的結構、功能、生產技術後，進入臨牀前，我們需要知道什麼樣的體外特徵來分析其未來潛力呢？
目前主要有親和力、特異性、免疫原性、Fc段特徵和功能試驗五個方面[13]。
親和力決定了藥物療效、最佳劑量和副作用程度。最理想的情況肯定是每個抗體都能夠百分百結合抗原，發揮最大效能。評價親和力有兩個常用數據，EC50 和 IC50，EC50指的是半數效應濃度，指藥物在引起 50%最大效應變化時的濃度，IC50指的是半數抑制濃度，指某種抑制劑實現最大抑制效果 50%時的濃度。EC50和IC50數值越低，單抗的親和力越好，臨牀達到治療效果的最佳劑量相對更低。
目前不同公司單抗藥物檢測技術不同， Nivoluamb使用離子共振技術[14]、Cemiplimab[15]和Sintilimab[16]使用ELISA夾心法測定，不同研究實驗方法不同，所以EC50和IC50不能橫向比較。
除了EC50和IC50數據以外，對於Nivoluamb、Pembrolizumab和Cemiplimab都經過了S228的修飾，經過S228P的修飾，能夠避免lgG4抗體體內發生重鏈重組從而使抗體結構更加穩定[17]。
而Sintilimab和Toripalimab 的修飾數據未知。
特異性越差脫靶副反應越強，最理想情況是隻針對標靶細胞絕不誤傷正常組織，免疫組化證實nivolumab特異性結合PD-1，不與其他免疫球蛋白超家族成員，例如CD28、CTLA-4等發生作用[14]，其他類型單抗類藥物沒有進行詳細披露。
免疫原性是單抗本身被免疫系統當作抗原，產生抗藥物抗體（ADA），ADA 會加速單抗藥物的清除，達不到療效，其中會有中和抗體或其他機制幹擾妨礙藥效的發揮。ADA會加速藥物的清除，，必須不斷增加使用量和頻次，同時也會增加機體過度免疫反應帶來副作用，單抗的免疫原性越低越好。在Nivolumab的CA209066研究中107位患者中僅有6位（5.6%）患者出現ADA，其中未檢測出中和抗體，綜合6項臨牀研究的數據，也僅有0.3%的患者持續表現出ADA陽性。而且無論ADA還是中和抗體，它們的存在都與超敏反應、輸注反應或藥物失效無關，可以認爲nivolumab在臨牀上是沒有免疫原性的[14]。pembrolizumab臨牀試驗中1289名患者有26名（2.01%）出現ADA，這26位患者中有4位進行了中和抗體檢測，顯示1位中和抗體陽性[18]，其他藥物中也能看到，Cemiplimab在實驗期間77%實驗動物出現了ADA[15]，Sintilimab幾乎所有實驗動物中都出現了 ADA[16]，Toripalimab 10%的實驗動物在會出現ADA[19]。
Fc段特徵直接影響到T細胞存亡和活性。原因是由於PD-1抑制劑靶向的目標是T細胞，而有ADCC和CDC效應的單抗Fc段與目標細胞結合，會造成T細胞失活。於PD-L1抑制劑，保留不保留ADCC作用，就看PD-L1在T細胞和腫瘤細胞上哪個表達佔優勢。簡單來看就會有3種表達情況，如果PD-L1在腫瘤細胞表達佔優勢，如第1種模式，那麼保留ADCC作用，是有利於增強殺傷腫瘤細胞；如第2種模式，腫瘤細胞和T細胞PD-L1表達差不多，那麼保留ADCC作用，就會折損一部分T細胞；如第3種模式，T細胞表達PD-L1佔優勢，那麼保留ADCC作用，只會殺傷T細胞，對殺傷腫瘤細胞不利。對於Ipilimumab具有ADCC作用的IgG1單抗，具體機制是Treg細胞組成性表達CTLA-4水平明顯比CD8+ T細胞高，導致Treg細胞被巨噬細胞等刪除，而保留CD8+ T細胞發揮作用[20]。
IgG1、IgG2 和IgG4的半衰期約爲21天，而IgG3半衰期太短在2. 5～7天範圍內。因此，目前開發的單抗藥物基本上都是IgG1、IgG2 和IgG4 這3種類型。IgG1具有很強的ADCC作用，Atezolizumab是對IgG1進行了修飾，改造了Fc段的糖基化，使之不能結合Fc受體，IgG2不能結合Fc受體，所以無ADCC作用，IgG4結合Fc受體的能力很弱，所以有微弱的ADCC作用，
不同類型單抗類型總結如下圖
最後通過功能性實驗可以說是對前述體外特徵的進一步驗證。對健康供者細胞進行的實驗證實，在有抗原刺激的條件下，低濃度的nivolumab就能夠顯著增加T細胞的增殖，並促進IFN-γ和IL-2的釋放，同時並不會導致非特異性淋巴細胞的激活[14]。
儘管單抗最終的功能效應需通過臨牀證據進一步夯實，但其臨牀前階段的體外特徵是一切的基礎。追本溯源，回到原點，通過加深對抗體及其製備技術和評價體系的認識，有助於我們深入瞭解抗PD-1單克隆抗體並從機制上理解不同單抗的表現。
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