自2006年第1個重組人生長激素生物類似藥（Omnitrope ^?）在歐洲上市以來，生物類似藥的研發(fā)如火如荼。但是生物類似藥與原研藥相似卻不相同，其免疫原性一直限制著藥物的開發(fā)及臨床應(yīng)用。

生物制品與免疫原性

生物制品是由重組DNA在活體細胞內(nèi)表達產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，相對小分子藥物而言，具有分子量大、結(jié)構(gòu)復雜的特點，主要包括重組蛋白、單克隆抗體、激素和細胞因子等，是目前治療血液惡性腫瘤和實體瘤最主要的策略之一。但生物制品具有免疫原性，可誘發(fā)機體的免疫反應(yīng)，進而形成抗藥物抗體（anti-drug antibodies，ADAs），影響藥物的療效和安全性。臨床上，免疫原性可能會引起過敏反應(yīng)、輸液反應(yīng)，降低藥物的有效性，甚至與內(nèi)源性蛋白發(fā)生交叉反應(yīng)，造成該蛋白缺陷綜合征。因此免疫原性的評價成為闡明這些藥物臨床安全性、有效性的關(guān)鍵因素。

Fig.1 影響單克隆抗體免疫原性的因素（圖片來自：Creative Commons）

免疫原性不僅在臨床中是一個問題，在藥物發(fā)現(xiàn)階段也是如此。使用單克隆抗體和其他蛋白藥物有可能誘導ADAs的表達。ADAs會中和藥物的活性，影響藥物的清除、血漿半衰期和組織分布，改變藥效或藥動學，使在非臨床研究中觀察到的效應(yīng)可能并非藥物真正的藥理和（或）毒性反應(yīng)[1-2]，導致藥物有效性的評價更加復雜，這也是早期藥物發(fā)現(xiàn)的主要障礙?？紤]藥物開發(fā)后期可以對高效候選藥物進行免疫原性消除改造，因此，使用不發(fā)生免疫原性的動物模型可幫助高效篩選潛在藥物。

藥效研究相關(guān)動物模型

M-NSG小鼠

由于M-NSG小鼠的T細胞和B細胞及NK細胞存在缺陷，對外源性抗原無抗體和細胞免疫反應(yīng)，因此研究人員可以借助M-NSG小鼠作為工具評估體藥物的體內(nèi)有效性。但重度免疫缺陷的M-NSG小鼠也存在局限性，若要評價旨在調(diào)節(jié)免疫細胞功能藥物有效性，需要進行人源化免疫重建，通常造價較高。

同系腫瘤小鼠模型（Syngeneic tumor?mouse?model）

若想繞開免疫重建所需的時間及價格成本，也可以選擇同系腫瘤小鼠模型進行IO藥物篩選。同系腫瘤小鼠模型是將組織相容性的腫瘤細胞系或腫瘤組織，即同種背景來源的腫瘤細胞系或腫瘤組織接種至免疫健全的近交系小鼠（通常為C57BL/6或BALB/c背景）體內(nèi)。

例如，MC38結(jié)腸癌細胞系來源于C57BL/6，MC38細胞則可以很容易地移植到C57BL/6小鼠中（即?cell?derived?allograft， CDA模型），或者是對基因修飾自發(fā)腫瘤模型的腫瘤組織接種至同背景的野生型小鼠體內(nèi)（即?GEM-derived allograft， GDA模型），因為C57BL/6小鼠具有完整的免疫系統(tǒng)，因此對評估免疫細胞對抗腫瘤的治療方法非常有用。

Fig.2 同系腫瘤小鼠模型（圖片來自：Charles River Laboratories）

當前我們已成功再現(xiàn)肝癌H11-Myc和肺癌Kras-LSL-G12D的GDA模型，想要了解相關(guān)小鼠的信息，請直接點擊品系名稱。

但需要注意，免疫系統(tǒng)健全則意味著免疫原性仍有可能發(fā)生，從而混淆藥物有效性的評定。鑒于該情況，B細胞發(fā)育中斷，無適應(yīng)性抗體反應(yīng)的小鼠模型則會是一個更優(yōu)的選擇。

成熟B細胞缺陷的動物模型——Igh基因修飾小鼠

Igh基因修飾小鼠是針對Ig重鏈基因進行靶向破壞，導致該模型由于B細胞受體重排、剪切等關(guān)鍵階段被抑制，B細胞發(fā)育停止在前B細胞階段，進而導致不能產(chǎn)生抗體。Igh基因修飾小鼠可作為IO藥物的有效篩選模型，它既保留了對免疫治療評估重要的免疫細胞類型，又不會產(chǎn)生ADAs過敏反應(yīng)。

Fig.3 成熟B細胞發(fā)育過程[3]

成熟B細胞缺陷小鼠藥效研究的案例分析

EMD Serono的腫瘤免疫學產(chǎn)品bintrafusp alfa（M7824）是一種雙功能治療藥物，旨在針對癌細胞逃避免疫控制的兩種不同途徑，可同時阻斷PD-L1和TGF-β通路。雖然bintrafusp alfa是一種全人免疫球蛋白G1?（IgG1），但它會識別小鼠的細胞因子，且與小鼠PD-L1發(fā)生交叉反應(yīng)。若反復給藥超過6天，則會在免疫健全的小鼠中誘導強烈的免疫原性反應(yīng)。

Fig.4?Structure of EMD Serono's bifunctionalimmune-oncology therapeutic M7824[4]

為了克服免疫原性問題，EMD Serono的科學家采用了B細胞缺陷，不能產(chǎn)生ADAs的Ihgj-KO小鼠進行臨床相關(guān)的重復給藥計劃。在Ihgj-KO小鼠接種EMT-6細胞系的乳腺癌模型中，bintrafusp alfa可誘導腫瘤消失，其效果優(yōu)于PD-L1或TGF-β抗體的單獨治療。此外，bintrafusp alfa還能提供長期免疫保護，218天后，當給已經(jīng)治愈了EMT-6原位腫瘤的Ihgj-KO小鼠再次接種EMT-6細胞，即使不給bintrafusp alfa進行治療，Ihgj-KO小鼠也不會發(fā)生腫瘤。

由于Ihgj-KO小鼠保留了除B細胞之外的其他免疫細胞，因此可研究人員可在Ihgj-KO小鼠中檢測其他免疫細胞的變化。Lan[4]等研究發(fā)現(xiàn)，與PD-L1或TGF-β單抗治療方案相比，bintrafusp alfa治療可增加CD8+腫瘤浸潤淋巴細胞（TILs）和腫瘤浸潤NK細胞（TINKs）的密度，另外髓樣細胞群（包括樹突狀細胞、中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞等）也在其中發(fā)揮作用。通過細胞耗盡實驗發(fā)現(xiàn)，CD8+?T細胞和NK細胞在bintrafusp alfa的抗腫瘤活性中起主要作用。綜上研究發(fā)現(xiàn)，EMD Serono已將bintrafusp alfa推入到針對一系列特定腫瘤的臨床試驗中。

在藥物開發(fā)過程中，免疫原性極大的影響了藥代，毒代和藥效數(shù)據(jù)。強烈的免疫原性會混淆藥物的有效性，進而損失很多潛在的候選藥物。B細胞缺陷動物模型有效地減低甚至避免了免疫原性的產(chǎn)生，為潛在有效藥物的篩選提供了更多的可能。

南模生物B細胞缺陷模型

關(guān)于B細胞缺陷模型，南模生物可提供如下模型：

Ighm-Ighd-KO

品系背景：C57BL/6

目錄號：NM-KO-200610

品系狀態(tài)：活體供應(yīng)，已驗證

Ighm-Ighd-KO

品系背景：BALB/c

目錄號：NM-KO-210095

研發(fā)狀態(tài)：活體供應(yīng)，驗證中

Ighj-KO

品系背景：C57BL/6

目錄號：NM-KO-191197

品系狀態(tài)：活體供應(yīng)

Ighj-KO

品系背景：BALB/c

目錄號：NM-KO-200582

品系狀態(tài)：研發(fā)中

其他與成熟B細胞發(fā)育相關(guān)的小鼠模型

Ighm-KO

品系背景：C57BL/6

目錄號：NM-KO-18024

品系狀態(tài)：活體供應(yīng)，已驗證

該品系成熟B細胞缺失IgM的表達

Ighm-KO

品系背景：BALB/c

目錄號：NM-KO-200783

品系狀態(tài)：活體供應(yīng)，驗證中

該品系成熟B細胞缺失IgM的表達

Reference:

[1].?呂秋軍.生物技術(shù)藥物免疫性的評價和面臨的挑戰(zhàn)[J].中國新藥雜志，2007(03):181-188

[2].?Aarden L , Ruuls S R , Wolbink G . Immunogenicity of anti-tumor necrosis factor antibodies-toward improved methods of anti-antibody measurement.[J]. Current Opinion in Immunology, 2008, 20(4):431-435.

[3].?Panizo C , Ricardo García-Mu?oz. Lymphoproliferative Disorders in Patients with Systemic Lupus Erythematosus[M]// Systemic Lupus Erythematosus. 2012.

[4].?Lan Y , Zhang D , Xu C , et al. Enhanced preclinical antitumor activity of M7824, a bifunctional fusion protein simultaneously targeting PD-L1 and TGF-β[J]. Science Translational Medicine, 2018, 10(424):eaan5488.