前言
3月6日，美国FDA批准中裕新药的抗艾滋病单克隆抗体药物Ibalizumab（商品名为Trogarzo，之前的项目代号为TMB-355）上市，用于对多种疗法耐药的艾滋病患者的治疗。这是全球首款用于HIV感染治疗的抗体药物，具有里程碑的意义。
（信息来源：中裕新药官网）
同时，我们也必须看到，艾滋病的治疗和预防即使只是在用药层面，也并不是一件简单的事情。曾经的诸多小分子药物在不同的患者中相继失效，“鸡尾酒”疗法的使用下仍然有患者产生耐药性；Ibalizumab及时缓解了“鸡尾酒”疗法的耐药性的问题，但前期的临床实验结果显示该抗体需要配合小分子抑制剂同时使用，并且只在约一半的患者体内显示较好的抗病毒效果（病毒量小于200 copies/ml）。我们研究人员的使命，还远远没有完成。
不过Ibalizumab的获批，是对用抗体药物治疗艾滋病的科学性和实际效果的一次成功的检验，为领域内的研究人员提供了诸多的参考，大家可以在此基础上做机理和技术上的不断改进，完善药物分子。抗体药物的发展和改进，无论对于艾滋病的预防还是治疗，都是一个明显的趋势。
4月20日，对Ibalizumab的开发和获批做出重大贡献的艾滋病领域著名科学家、美国科学院院士、Aron Diamond艾滋病研究中心主任、中裕新药创办人之一何大一博士到访药明生物无锡生产基地，介绍了中裕新药的另一款旨在用于艾滋病预防和治疗的创新抗体药物10E8V4.0/iMab的整个研发历程。笔者有幸聆听何博士的演讲，深受启发，与读者共享。
（图片来源：药明生物）
第一阶段：分子的设计、筛选和验证
双特异性分子的这个想法源于抗体药物联合治疗艾滋病的研究工作。之前有实验室报道，不同的抗体组合使用能够更有效地中和病毒[1,2]。因此，何博士的实验室利用已有的抗体序列和“knob-into-hole”技术构建了一个双特异性抗体库，这个库里面的抗体分子，一条臂是结合HIV表面蛋白的不同的广泛中和型抗体，另一条臂是结合CD4分子的Ibalizumab或结合CCR5的PRO140（同时利用罗氏的“CrossMAb”技术解决轻重链错配的问题）[3]。
（图片来源：Huang et al., 2016, Cell 165, 1621–1631）
将这个库中的抗体与相应的原始单抗一起，通过体外的病毒中和实验进行功能的比对，挑选出效果最好的10E8/iMab和10E8/P140（10E8是一个靶向病毒表面gp41蛋白的广泛中和型抗体）。这两个抗体对病毒的中和效果明显超过它们所对应的的原始单克隆抗体10E8、iMab和P140。
（图片来源：Huang et al., 2016, Cell 165, 1621–1631）
进一步的功能验证也证明，10E8/iMab的效果比1:1混合的等摩尔浓度10E8和iMab的效果好，同样10E8/P140的效果也比1:1混合的等摩尔浓度10E8和P140的效果好。
（图片来源：Huang et al., 2016, Cell 165, 1621–1631）
这一数据证明，这两个双特异性抗体对病毒的抑制效果都起到了“1 1>2”的效果，说明在同时结合病毒和T细胞上的靶点的时候，对病毒入侵的抑制效果不仅仅源于阻断两个靶点，还源于同时阻断两个靶点带来的空间位置上的协同效果。于是，这样的阻断双靶点的设计的优势在体外层面得到了验证。
进一步，他们用分子排阻色谱检测双特异性抗体的分子状态，发现10E8/iMab和10E8/P140均出现双峰。进一步的检测发现双峰源于抗体10E8。
（图片来源：Huang et al., 2016, Cell 165, 1621–1631）
经过进一步检测，判断双峰的现象是由于抗体分子部分发生构象改变。尝试对抗体生产的条件以及溶解抗体的缓冲液进行调整，发现仍然不能改善抗体分子的异构现象。他们进一步尝试在已报道的10E8的成体或胚系变体中寻找理化性质更好的序列与iMab和P140进行配对，发现无法使分子达到理化性质和功能都令人满意的状态；于是，他们再对已有的序列进行点突变等改造，最终经过理化性质、功能和体内药代的检测，挑选了10E8V2.0/iMab和10E8V1.1/P140这两个变体组合。
随后，他们对10E8V2.0/iMab进行体内验证。他们选择重度免疫缺陷的NSG小鼠（NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ），注射人源造血干细胞进行免疫系统重构。构建好的模型小鼠先经由二级B类HIV-1病毒感染，再分组，分别给样品抗体和对照。结果显示，10E8V2.0/iMab在降低病毒滴度和维持低病毒滴度方面均不劣于甚至好于iMab和“iMab 10E8V2.0”。
（图片来源：Huang et al., 2016, Cell 165, 1621–1631）
继而，他们又利用同样的小鼠模型证明了10E8V2.0/iMab对HIV-1的感染具有预防作用。
之后，他们又基于10E8V2.0/iMab的结构对部分氨基酸做了突变改造，以提高抗体的热稳定性、可溶性等成药性质，便于后续的开发。经过改造，得到新分子10E8V4.0/iMab不仅在分子的理化性质上有所改善，抗病毒效果也有进一步的提高。
第二阶段：工艺开发
该分子的工艺开发则是委托给药明生物来完成。当时的药明生物，已经搭建起了完善的抗体药物生产细胞系构建平台。
起初，他们按照常规的重链和轻链1:1的方式转染细胞，发现得到的产物中10E8V4.0/iMab分子的含量较低，副产物比重很大。于是，他们根据副产物的类型和含量，对抗体重链和轻链的表达载体及其转染的量设了多个组合，并且同时对主产物的纯化方式做了优化。经过大量筛选，最终筛到了较为理想的细胞株。
经过检测，得到的稳转细胞株表达的10E8V4.0/iMab分子经过一步纯化之后的纯度能达到90%以上，最终的纯度能达到99%，产量达到3g/L。同时，蛋白的溶解度超过230 mg/ml。
这样的工艺表现足以支撑后续的临床样品生产，使10E8V4.0/iMab的应用前景进一步增大，同时也再一次体现了药明生物作为赋能制药企业的研发平台，对推动创新药物研发的巨大贡献和价值。
第三阶段：临床试验安排
目前，10E8V4.0/iMab已经完成药代、免疫原性、毒理等体内检测，与美国FDA也做了沟通，预计会在今年下半年申报临床试验。一期临床试验的设计是在HIV阴性的志愿者和HIV阳性的带有病毒血症的患者体内检测静脉注射药物的安全性、药代特征和初步疗效，以及在HIV阴性的志愿者体内检测皮下注射药物的安全性和药代特征。
一点延展性的探讨：关于以Ibalizumab为基础的后续开发
10E8V4.0/iMab属于在Ibalizumab基础上的衍生版本，有望提高预防和治疗的效果，弥补Ibalizumab的不足之处。与正处于临床开发阶段的抗体药物相比，10E8V4.0/iMab的体外病毒中和效率最高。
何博士的实验室在做完10E8V4.0/iMab的早期开发之后，便将该分子的权益转让给中裕新药，项目名称为TMB-Bispecific。中裕新药的研发管线上，除了TMB-607为小分子抑制剂外，其余也均为Ibalizumab的改进版本。
TMB-360/365（LM52）是在Ibalizumab的基础上向轻链第52个氨基酸上引入糖基，从而应对部分病毒对Ibalizumab的耐药性。该药物也有望在今年进入一期临床。
（信息来源：中裕新药官网）
TMB-ADC是一款将Ibalizumab与HDAC抑制剂偶联而成的抗体药物偶联物。这样的设计有助于将小分子药物精确输送到T细胞中，激活潜伏在T细胞中的艾滋病病毒。该药物有望与既有疗法联合使用，对艾滋病病毒进行彻底清除。
（信息来源：中裕新药官网）
这些衍生版本的抗体均由何大一博士的实验室开发并将权益转给中裕新药。中裕新药这家公司采取的是如今初创生物制药企业比较典型的“VIC”（venture capital IP CRO/CMO）模式，作为早期项目的转化平台而存在。基于这样的转化平台，新的药物能够以更快的速度进行后期开发，早日造福患者。
而在其他的制药企业的研发管线上和其他科研院所的研发实验室里，多个抗HIV的抗体也正在研发中。CytoDyn公司的PRO140已进入临床三期，前期的数据显示该药物安全性很好，且能够在不借助已有药物的情况下有效降低患者体内的病毒滴度；而《Science》文章也报道了抗HIV三特异性抗体的临床前效果[4]。随着学术界和工业界的逐步重视，以抗体药物为基础构建的艾滋病预防和治疗的用药体系必然会越来越成熟。
抗体药物作为新的治疗方式，对于艾滋病的治疗和预防两个方面都是一次突破。在治疗方面，抗体作为新的药物类型，可以弥补病毒已经对小分子药物产生耐药的、不适合服用小分子药物的以及难以进行小分子用药管理的病人对于新的治疗方法的缺乏；在预防方面，广谱中和型抗体作为被动免疫方法，弥补了疫苗研发的两个主要困难，即病毒变种太多和病毒外壳蛋白难以引发机体免疫。加之抗体在体内具有较长的半衰期，抗体用药必将成为艾滋病预防和治疗的一个主要的发展趋势。
一点延展性的探讨：关于感染性疾病的抗体药物研发
笔者在采访何大一博士的时候，他说，他当初努力帮台湾政府引进Ibalizumab，是因为他确实看好这款药物在艾滋病治疗和预防方面的巨大潜力。在看到了小分子药物耐药性的大面积产生，看到了疫苗研发的困难重重，当时的何大一博士已经把目光转向了抗体。而在那个时候，尝试用抗体来预防和治疗艾滋病，尚未成为科学界和工业界的一个普遍的意识，而何博士却坚信这是一个趋势。
何博士同时也认为，不光针对艾滋病，甚至在整个感染性疾病领域，抗体都将是一个重要的发展趋势。何博士的实验室也正在开发用于其他病毒感染的预防和治疗的抗体药物。
而在国内，由郑伟宏和廖化新博士创办的泰诺麦博生物技术有限公司（Trimomab）已经利用HitmAb技术（核心是单个B细胞的分选和培养）[5]建立了一条专注于抗病毒感染的抗体药物研发管线。相信未来会有越来越多的人在这个领域创业或从事研发工作。
关于抗病毒抗体未来的发展趋势和提升空间，Marc Piechaczyk教授在综述里谈到了几点[6]：与免疫检查点抑制剂联合用药，抗体工程化改造，抗原的选择，以及利用抗体Fc段的功能。围绕这一类抗体的研究，依然有很大的空间。
（图片来源：Trends in Microbiology, October 2015, Vol. 23, No. 10）
另外，在这里，笔者也列出全球范围内部分抗菌抗体项目的研发情况。可以看到，在抗细菌感染领域，抗体所起到的作用也是集中在预防和克服耐药性这两个方面。
无论是病毒感染还是细菌感染，尽管作用机理和耐药机制完全不一样，但均是公共卫生的重大威胁，针对性的预防和治疗在各个国家都是非常重要的工作。从发展趋势来看，一是开发新药以克服随着早期药物的使用而逐渐普遍的耐药性问题，二是将关注的重心从治疗转向前期的预防。如前文所述，在这两个方面，抗体均有很大的施展空间。如果企业、政府以及社会组织能够通力合作，探索出一个成熟的商业模型和一个系统的疾病预防和治疗的管理方式，抗体研发在这个领域会有持续强劲的动力。
参考资料
1. Improved Neutralization Potency and Breadth by Combining Broadly Reactive HIV-1 Antibodies Targeting Major Neutralization Epitopes.
2. Broadly Neutralizing Antibodies and Viral Inducers Decrease Rebound from HIV-1 Latent Reservoirs in Humanized Mice
3. Engineered Bispecific Antibodies with Exquisite HIV-1-Neutralizing Activity.
4. Trispecific broadly neutralizing HIV antibodies mediate potent SHIV protection in macaques.
5. 医药魔方相关报道
6. Antiviral Monoclonal Antibodies: Can They Be More Than Simple Neutralizing Agents?
7. 药渡、ClinicalTrials等数据库
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