1、疫苗与抗体工程在我国生物制药业的发展前景陈志南p 李向明2。 金奇3- 杨向民11第四军医大学细胞工程研究中心，肿瘤生物学国家重点实验室，陕西西安，710000；2中国生物技术集团公司，北京，100037，3中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所，北京，1000So摘要 以基因工程、细胞工程、发酵工程为工艺研发的抗体筠物和疫苗是奎球生物技术颌城产业化曩为成劝的产品。它们幕成了20世配50年代以来生命稃学发展曩前沿的成果和生转工程曩美键的技术，是生袖制药实现产业化的重要标志奉囊就将基于囊苗和抗体筠物的生物制药产业化发展前繁予于阐速。关键词细胞工程疫苗抗体生物帆药疫莆与抗体工程药物是生物技术及其生物
2、蘸物最重要的郄分，也是金球生物技术领域产业化最为成功的产品t全世界已有数亿人口受益cI】从1998年至2004年，全球生物技术药物年销胬额的增长率为1533，远商于年增长率为7一lO翳的传统制药业我隔是疫苗的生产大阑，疫苗市场的总体规模约为20亿元。午增长率达翻15，高于全埭10的年乎均增长率据不完黛统计，20002004年批准了42种疫苗产品避人临床研究。至目前。我园批准上市的人用疫菌已有53种抗体药物跫近年来复台增长率最快的一类生物技术药物，垒球年销售额从1997年的310亿美元已上拜到2004年的103亿美元，预计20lO年将增长刭303亿美元抗体在生物制药产业中所占份额也从2000年的
3、l5上升到2004年的I4，并将在2010年达到13，抗体药物具有巨大的经济价值和社会价值一、疫苗的国内外技术现状及发展趋势近年来，疫苗和抗体工程药物关键技术发展较快疫菌的研发较为突出的有两个方露：一是疫茹梅建策略，筛选有效抗原优化免疫途径及程序，二是加强抗原的免疫原性，拓宽了霹应用的技术范畴(一)抗俦袋性疾病疫苗1表迭载体与载体疫苗袭达嵌合性异潭抗原蛋自的疫苗载俸技术H臻成熟，倒如，MVA表达各种外源性微生物抗原，MVA表达HlV的envI以HIV豹poI、g耀基因代替poliovifus棱农壳基因，从而构成嵌合型载俸糕毒疫苗复制缺陷型瘸毒露其更为吸引力的优点，它们既可作为疫苗病毒，稳当于减
4、毒疫苗又可以作为疫蓝载体病毒作为瘦菌病毒的有复制缺陷型呼吸遵合胞病毒(HSv)、痘病毒。以及单周期(singlee弘Ie)HSV突变株等作为疫苗载体病毒有痘病毒、腺病毒，以盈来源于ampljn系统的HSV等。-为共同通讯作者46二基因重组黻台蛋白作为疫萄融台蛋白可以明显增加抗原性。例如结核杆菌A985BE；A融合蛋白质新型疫德HSV的昏F融合蛋自作为疫苗等国外的Neirynck等人试睡创制一种。遴用的抗A型流感疫蓖”(urIive伟alvaccine against innuen盟A)，他靠丁将A型漉感病毒保守的M2胞外功能区与HBV核蛋白融合，经腹腔或鼻内免疫接种小鼠后，均能产生高水平抗病毒
5、攻击的免疫保护作用。置细菌性疫萑(1)细蘸性接合疫茁(绪台痰菌) 目莉，已有多种细菌性荚膜多糖疫苗，如肺炎球菌荚膜多糖疫苗、伤寒Vi多糖疫苗等，并且取得了一定的免疫预葑效果，但突出的问题蹙免疫原性较弱尤其在婴幼儿中免疫效果更差但是，仍然存在阀蹶，如多糖和载体蛋巍质在续合中均存在自身交联而变形产生一种新抗原(剐反应物)的可能，如何拉翻它的发缴还是一个比较棘手的问题(2)维葡空胞作为疫翁 出于某些细蒴亚单位疫苗或维分痰髂的免疫效果不理想利用全荫体疫蘅时又因毒副作用较大近年来，发展了细葡空壳化技术，维菌空脓或称之为缨菌魔影(bacterial ghosts)是一种凭i西性的空心细胞。其有细箧的终膜结
6、构，从而保傻了天然的抗原结构，且具有佐荆效能，可引出体菠免疫和绑胞免疫是一种有较好潜能的疫苗形式(3)基阂删除的细菌作为痰菌，将细蕴的致病性基因敲除。如慕因删除的霍乱捱荫CVD 103-HgR重组蓊糠，携带李斯特蘸溶解索(1isteriolysi)、缺乏自身尿素酶C的基因震组卡介苗4病毒性疫苗(1)以纂因工程表达或纯化天然的瘾毒亚单位，进藤再形成病毒样颗粒(VLPs)，VLP8既具有病毒亚单位的特点又具有类似于完整垒病毒的某訾特性。从丽解决某熊宸毒亚单位抗原性较弱的问题t冈时也消除了病毒体造成的转化拣(2)基因删除的病毒作为疫茁将病毒的致病役蕊因或与复制相关的基因赦除。铡如，基因敲除的RSVS
7、HNS2等(3)多豢位复合疫苗，虽然秀型肝炎病毒(HCV)疫菌的研发工作照褥榴当艰赡，但仍然有不少的疫苗策略研究取得进硬如多裘位复合疲菌t在Hcv基因中优选多个具有是好免疫原性、商度保守的BT细胞表位，维合成一个多表位的复台疫苗在动物试验中证明，能够诱发高水平的免疫应答 。(1)树突状缄胞疫苗，HCV蛋白NS3与CpG基序0I)N联合冲击的辫突细胞t可以在体内诱导产生特异的抗HCV的免疫虑答。(二)疫苗抗原策略联合免疫在疫苗抗愿藏l苦方厩。采用双横免疫疫苗(plming_bo。sting)解次HlV疫苗难题-印酋先以编码特算抗朦的DNA疫菌激惹体内免疫系统，随后以蛋白质抗原加强免疫c司，侧如，
8、复合烈HIV疫苗为了解决在实施计划免疫时以及常规免疫接种时衢要进行多针次免疫接种问题，利用联合疫苗途径改善或者减少疫苗接种次数，闭时保证各种疫茁抗原之间的免疫协同散应。提高某些疫菡的免疫应答性和保护效果透10余年来，wHO极力推荐使用多联多价的联合疫菌美酗FDA也批准了多种联合疫苗。佣如，麻一腮一风联合疫苗等圈内外专家还在解决鸯效的兜疫接种方法以及免疫程序方面进行了大量的研究。(三)非传染性疾病的治疗性疫苗长期以来，抗传染病的预防生疫苗一直占据着疫苗研究开发的主要位置现程，不单预防性疫苗有明鼎的进展，而且，在抗非传染性疚病方面的治疗性疫苗的研究也取得了可喜的进器。是1鲎算上疫苗研究的一天方向4
9、71。自身免疫性疾病疫苗及其抗原皇身免疫性疾病疫蓖的研究有许多途径，饲如，利用弱化的自身反应性T鲴胞作为疫茵抗原，或者是T细胞受体表位作为抗原也称为T细胞免疫接种I寻求T细胞的活性表位(盯gotopes)作为疫苗抗原还有利用DNA疫菌形式，DNA编码FasL，胰岛素口链、谷氨酸脱羧酶一IgGFc_IL-4融台蛋白，分别甩于抗自身反应性脑脊髓炎，胰岛素依赖性糖尿病疫苗等。2抗心血管疾病及其他疾瘸相关疫营及其抗原(1)抗腿网醇和动脉粥样硬化痰疫苗I可利用氧化型LDL、IL_12、胆嗣醇赭转移酶(CEIP)、Apoloo多默薄作为疫菌抗原(2)阻断物质依赖性疫苗，抗尼古丁疫茁(戒烟疫凿)，抗可卡因、
10、脱氧廓黄碱、phencyclidi触(PCP)疫苗(戒毒疫苗)抗其他药物依赖瘦篚(四)疫苗学相关技术的研党为了援离疫苗的免疫保护教果t国内外都在进行新的疲蘸剂型、佐剂(包括佐赉J形式)、免疫接种抢等茏针头疫苗接种器的研究开发1疫苗剂型筛选有效的疫苗剂璎，其中包括DNA棱酸疫苗、复合成分纳米颗粒和DC细胞型疫苗；稳定的长效疫苗(包括禽全病原体的疫苗、禽蛋白和亚单位疫藩)等钉。二新型佐剂长期以来，人用疫苗的铝佐膏嗵是右争议的它更趋于引出Th2应答，两不是Thl威答。我凰学者发现胸腺棠口原(PfoTn)较之目前DNA痰蘸中所采用的CpG佐剂更为优越ProTa能够促进小鼠产生较离水平的抗HBsAg特异
11、性CTL和抗体废答新型佐剂的研究还包括遵送系统和控释系统等跨疫蓝技术的研究I Liposome、脱乙醚魔多糖(ClIito龃n)、海藻多糍等”。二、抗体工程药物国内外技术现状及发展趋势抗体在基因和蛋白质的结构和功能研究方面有着不霉或缺的作用。当前筚克隆抗体、多价抗体、单一性多价抗俸以及抗体资源库的发展。又一次迎来了抗体工程技术及抗体药物发展的高潮。(一)抗体嵩通量、太规模、功能化稍备技术高通蒙抗体制备技术的发展十分重要近年来，商通景的单一性多克隆抗体制备技术，改进的人记忆B细胞分选技木，甩CpG寡棱营酸增加了B细胞永生化率。从而使单克隆抗体镧备更加快捷有效m兔杂交爝技术。党服丁鼠杂变艏的缺点。
12、获得更多的低丰度及磷酸化蛋白质抗体馓近进行的骆驼抗体的研究，由于只含有重链的骆驼抗体同样蓐有抗体功能。在毒素中和和酶功能摧抗荐方面具有较好的发展翦景妇l大容量熬至起大容量非免疫人抗体库技术的发展，理论上可以高通量筛选到任何抗原的人抗体“(二)人源化抗体的构建及优化技术利用抗体结掏信息、链重捧、CDR移植、争R移植等技术进行抗体人源化改造及亲和力提高等优化技术构建抗体真棱商效表达系统，现倾向于定点整合表达体系。其工程细胞通常用屹H0、NSO、HEK293、SP2o等三代人源化工程抗体的构建已完全成熟，包括鼠单抗可变区相人抗体恒定嚣组装的嵌合抗体，仅保留鼠抗体中与抗原结合的cDR区，其FR区营换成
13、人源的抗体川(称为改型抗体或CDR移植抗体)，48以及用抗体库技术，通过链更替将鼠Fab转化成完全人源的抗体在抗体亲和力成熟等优化技术方面，利用链置换、基因突变、a)R空问变构等优化技术。可将抗体亲和力提高数十倍至上千倍(三)抗体工程药特标联及增效技术应用抗体的特异性靶向功能及靶点拮抗作用标记阍位素、化学簿物或毒索，可以大大提高疗效，降低抗体甩量嘲其中同位裘标记物使用的棱素发展越势为t具有较强杀伤力的高能8射线”1I、”YI低能B射线和俄欹电子，如”1llI，这类嗣位素具有较好的举细胞电离效应，霹兼并用作诊断和治疗f仅作诊断用途的“Tc标记方法逐渐趋于温和、长效的撂记方法稳定性可达72小时以上
14、。化学药物标记物为阿霉素、卡奇霉素类药物免疫毒素多为细菌毒素，妇P38、白喉毒索、蓖麻毒素等，多采用重组融合表达方式。IAbl8G147抗体，由第四军医大学细胞工程中心和成都华神集团共同开发的片段抗体放射免疫豫疗热碘1311关妥昔单抗注射液，用于原发性肝瘸豹靶麻治疗在主要以m、期病人为主的Il期临床中。临床缓辩亭(CR+PR)一822，临床有效率(CR+PR+MR)一2740t临床控制率(CR+PR+MR+sD)一8630。截至2004年12月远期疗效观察32个月生存率达到3103【(四)抗体产业化关键技术哺乳动物细胞表选系统具有撬性翥、稳定性好等薰要优点，已成为抗体等生物技术药物最熏要的生产
15、系统。完熬抗体分予量大、二硫键多、糖基他位点多、空闻结构复杂，目前只有使用CHO等动物细胞表达系统，产监化右成为可能。该硬技术在国际上发展迅速，8趋成熟，以默克公司为代表的流加培漭生产规模达10 ooOL以上，以贝尔公司为代表的灌流培养生产规横达200L以上，蛋白表达浓度为0129L；我国在谈技术领域起步较晚，基霹l|较装t近年来也宥较快发展，流加培养工艺规模已达500L，潦流培养工艺规模已达75L以上，抗体等蛋白表达蠡达到O119L但与国际相比，还存在较大差距，廉大力加强与支持。(五)抗体工程药物至2006年，美圜FDA已经批准上市的33种抗体药物，包括传统革抗制备法(鼠杂交瘤，嵌合抗体人源
16、化抗体)的单抗药物21种，多价持段抗体2种，人血浆分离抗俸7种(表1)我国SFDA也批准了11种抗体药物，其中5种是在我国自主研发的，1种是拭体融合蛋白(表2)寰l美豳网IA已批准上市的种抗体嚣赣嚣至20澌年棚49镶表学名 商赫名 生产厂寨 抗体类型 批准日期囊2中自胖DA已批纛上市的种抗#蘸鞠llf截至20年l50三、机遇与挑战启1798年荚酯人琴纳用牛痘来鞭防人类的天花至今，人类对疫蘸豹应用。有200多年的历史。疫苗是释低传染病流行的主要手段之一近年来，全球又弓l发丁14种颜发传染病世界疫荫市场的需求习益增大我国人日众多，既是疫蘸的生产大匡也是疫苗的需求大国。整赛卫生组织越来越荧注中国疫苗
17、的发展状态因戴当前缋我鼠疫荫产业的发展提供了千载难逢的机遇但是在疫苗的构建，表达和生产z艺方面还比较滞后。例如，疫苗大规模生产的新工艺细胞培葬法必须跟上，逐步达潮围际先进承平在抗体工程技术和抗体药物方面，我基曾经与国际同步，在20世纪80年代我圈广泛开展的杂交瘤拄=尜。制备了太量抗体，但蹙甏了90年代初，由于抗体一些关键技术没有瓣决，抗体工程进入低潮阶段，随后至90年代中期，毽际抗体工程技木尤其是产业化技术得到发展抗体工程与抗体药物避入复兴阶段此时我羼并投有跟上国际发袋步伐到目翁，抗体工程尤其是抗体药物的发蓑明纛与国际本平抗大了距离大最抗体药物涌人中国市场，研究用抗体几乎覆盏全国。因此振兴我国
18、民簇抗体工程技术和抗体药物产业已裁不容缓四、结语基于疫苗与抗体工程药物在我国生物制药业的发展前景总的来说，是机遇与撼战并存，发展熏大产品和解决关键技术并熏，技术溅步与产业化发展并行目前该领域的烹翼闻题悬潦头创新不够，资源储备不足，关键技零薄弱。产娥结构滞后但经过。九五”，。卡五”的努力，我国已经培养程引进了滚领域一批优秀人才和企监家群体，组建了国家级的中试基地和产业化基地。营造了一批强劲的骨干企业，研发了一批具有自主知识产权的疫菌和抗体药物，我们坚信在“以企业创新为主体，以市场为导向，以产学研联盟为基础”豹科技发展方向的引导下，通过全社会的努力，。十一五”将奠定我国疫苗和抗体药物产业规模的形成
19、和进一步发展。参考文献1 中国生轴技术信息网wwwbiotk orgcn2 Wring SA，Kilp8tri文KE，HutcIlins JT，etSbr瞬development of immunoas龋y for drugstapplication of the nove|RIMMS technique e彻bl髓rapid production of mocloml蚰tibodieB toraBitidine。J Pham Bomed Aml1999 Apr19(5)#6957073 Tafaghodi M，Sajadi Tabassi SA，etchduction of s”te玎lic
20、 and mucosal immune弛印掘ses byintr啦saI administration of alginate商crospheres encapsulated with teta叫s toxoid觚d cp争0DNInt J Pharfn2006 Apr 18 IEpub ahe8d of print4 Chen Bn MonocloI antibody th盯apy for争ceIl malignancie乳se嘶n onc012006 A133(2Suppl)12145 PerJM。Re试sio jG，Pfomp盯8 JJetcThe撇l unfolding of a ll
21、a咖蚰tbody fr蟾m弛lI alwostate reversble pfoc鹳sBiochemi猷ry2001 Jan 9；40(1)174836 Glusk盯P，Recht L，Lane BRev啪ible posteriof kuko锄ceph丑lopathy 8yTldrome and becizum-abN EngI J Me也2006 M赶2#354(9)19809827 scheIonka RL，Iv毪no、r U，Jung D狂et厶A sjllgle D嚣gene segment c北at髂its own u血que CDRH3 r印ertoim and is suffi
22、cient fof BU developn把nt姐d i蚴叻e functionj I蚴un012005 Nov5115；175(10)1662466328 Chong HSMilenic DEt GarmestanK，etc-ln讲tand in，ivo ev8luation of novel Iig蚰d8 for糟dioi_I加nunothe豫pyNucl Med Bi012006 M8y，33(4)t459唾679 Chen ZN，Mi L，Xu J，etcT盯geting强dioi咖unotheMpy of hepatocelIular瞰cinom稍t量l iodine(131)I)m
23、etu】【imab injectionl CliIlical Phse Ill tri&ls1t J Radiat Oncol Biol Phy乳2006J衄l；65(2)435444lO Food and Drug Admillistt丑tion www。fd&gov11 中嗣食品药品篮量管理局www。“dagovcn作者简介陈志南，中凰纲胞生物学会，中国抗癌协会中国生物工程狲会，(会员登记号)，工作于第匿军医大学细胞工程研究中心电话102984774547；传真102983293906；E_mail：粕chenf姗ueducn52疫苗与抗体工程在我国生物制药业的发展前景作者： 陈志南， 李向明， 金奇， 杨向民作者单位： 陈志南,杨向民(第四军医大学细胞工程研究中心,肿瘤生物学国家重点实验室,陕西西安,710000)， 李向明(中国生物技术集团公司,北京,100037)， 金奇(中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所,北京,100050)本文链接：http:/
