如何设计一个生物药产品：免疫原性考量
文节选自《Shifting Paradigms Revisited: Biotechnology and the Pharmaceutical Sciences》，详细内容，请参考原文或查看往期公众号文章《不断变化的生物制药模式：单抗和基于单抗的产品》、《先进治疗药物：基于mRNA、寡核苷酸的药物以及CRISPR/Cas 基因组编辑技术》、《如何设计一个生物药产品：制剂考量》。
传统（基于蛋白质）生物药的免疫原性
在此前的评论中，已经介绍了治疗性蛋白质的免疫原性、调节它的因素和临床后果。但是从那时起，蛋白质免疫原性的问题一直没有消失。免疫原性可导致多种不良反应，如形成中和抗体、超敏反应、抗体依赖性细胞毒性和补体依赖性细胞毒性。不幸的是，尽管已有可用于评估蛋白质药物底物和药物产品的在硅（基于计算机的，in silico）、体外和体内模型，我们还没有可靠的工具，以准确地预测特定蛋白质产品的免疫原性在特定患者群体中的临床相关性，更别说在个别病人中的状况。因此，尽管行业在药品临床开发和上市后，已经提高了对免疫原性的认识和监测，我们仍然面临着意想不到的事件。退市的一个例子是PEG修饰的多肽产品，peginesatide （Omontys），2013年发布了关于超敏反应的上市后报告。另一个是晚期临床开发被中止的项目是2016年的bococizumab，因为在大部分患者中形成了抗药抗体，其与药物显著衰减的治疗效果以及较高的注射部位反应有关。
为提高蛋白质免疫原性的评估和报告，已经做了大量的工作。例如，更灵敏的抗药抗体试验的开发告诉我们，像Humira（adalimumab）和其它TNF阻断生物药最初被认为免疫原性较低，但实际上是高免疫原性的（导致在大量患者中的治疗效果受限）。这说明，在解读报告的免疫原性水平时，比如文献或说明书中提到的免疫原性水平时，必须谨慎。此外，蛋白质的免疫原性不仅取决于产品，还取决于临床因素。
自2003年以来，许多临床前研究致力于更好地了解产品相关因素，如蛋白质聚体和颗粒、蛋白质结构以及宿主细胞蛋白在蛋白免疫原性中的潜在作用。从免疫学的角度来看，众所周知的是，存在于药物产品中的蛋白质聚体可能增加蛋白质免疫原性的风险。此外，临床前研究的结果表明，大小在约100纳米到10微米之间的聚合物，即所谓的间隙范围，可能比较小的聚合物更具免疫原性。同样大小范围的非蛋白质颗粒（如金属、玻璃）和硅油滴已被证明可能增加蛋白质的免疫原性，特别是当蛋白质吸附到这些颗粒时。因此，从制剂的角度来看，明智的做法是尽可能避免引入或形成这种颗粒性杂质。
新一代生物药的免疫原性
迄今为止，使用ATMP（先进治疗方案）治疗的患者还相对较少，因此，免疫原性风险相对来说，还未被完全探索。此外，由于缺乏合适的动物模型，免疫原性也没有作为临床项目的一部分，而进行常规评估。然而，解决这些问题对于开发安全且有效的先进疗法是至关重要的。
病毒和细胞的颗粒特性本身可能就是一个危险因素，因为抗原呈递免疫细胞已经进化到可以很容易地识别和摄取纳米颗粒和微米颗粒。其它可能影响免疫原性的产品相关因素包括病毒载体的性质、细胞来源(如自体 vs. 异体)以及细胞成熟状态(如诱导多能干细胞 vs. 完全分化的细胞)。不过，与治疗性蛋白一样，这些产品的免疫原性风险是多因素的，不仅取决于产品，还取决于患者人群、疾病状态、病情、给药途径、剂量和给药方案等。
病毒载体和溶瘤病毒的免疫原性是公认的，可能是此类方法成功将基因递送进人体的主要障碍。一个问题是，许多患者可能已经有了针对病毒载体，如AAV，的抗体。此外，针对病毒载体的免疫原性可能有多个不同的层面：如直接针对病毒衣壳，针对遗传物质(DNA或RNA)，以及针对转基因编码的蛋白质。除了抗体反应，还应考虑和监测细胞毒性T细胞反应。实际上，所有患者都会产生针对病毒载体的中和抗体，甚至是针对那些被认为免疫原性较低的病毒载体，如AAV，这很可能妨碍系统性的重复给药，因为这些抗体会在基因表达发生前，中和载体。另一个潜在的风险是由直接针对体内转导的细胞，如肝细胞，的细胞毒性T细胞所引起的免疫毒性。针对转基因产物的免疫反应也会带来严重的问题，特别是对于存在基因型突变的患者，这种突变会导致特定蛋白完全失去表达，从而失去对该蛋白的免疫耐受。克服AAV免疫原性的解决方案，如免疫抑制结合给药、局部给药和基因组编辑技术，正在探索中，有望在不久的将来，帮助带来更安全和更有效的治疗方法。
细胞比病毒载体更大、更复杂。在给药后，细胞与所处环境相互作用，包括宿主的免疫系统。这可能是有意的(例如，致性树突状细胞和CAR-T细胞的免疫调节作用)，也可能是无意的。已经有患者表现出针对非人体结构的免疫反应，例如在体外转导T细胞上表达的抗CD19 CAR的小鼠scFv区域。然而，对长期安全性和有效性的影响在很大程度上尚不清楚。此外，我们也不能假设自体细胞或人类白细胞抗原 – 匹配的同种异体(干细胞)细胞不具有免疫原性，因为即使是更简单的(重组)人蛋白质产品都可能具有免疫原性。
原文：D.J.A.Crommelin, E.Mastrobattista, A.Hawe, et al., Shifting Paradigms Revisited: Biotechnology and the Pharmaceutical Sciences. Journal of Pharmaceutical Science, 2020, 109: 30-43.
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