劉方杰，楊光，沈倍奮

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治療感染性疾病抗體藥物的概況及趨勢

劉方杰，楊光，沈倍奮

感染性疾病是指由致病微生物（細菌、病毒等）侵襲人體，從而引起機體發(fā)生一系列感染性臨床癥狀的疾病。感染性疾病涉及范圍廣，影響全身各個器官和系統(tǒng)，嚴重威脅著人類的健康和生命。目前對于細菌感染，一般采用抗生素治療，但是越來越多的耐藥性菌株，尤其是超級細菌的出現(xiàn)，抗生素治療受到了很大的挑戰(zhàn)。同時對于病毒引發(fā)的感染，目前并無很好的預防和治療措施。單克隆抗體藥物具有特異性高，副作用小等優(yōu)點，可以通過中和病毒、中和毒素、殺傷感染細胞、吞噬調(diào)理作用等多種方式抑制病原微生物感染，受到了越來越多的關(guān)注。近年來，抗感染抗體藥物研究發(fā)展迅速，截止到 2016 年 9 月已經(jīng)有 25 種抗感染單抗藥物正在進行臨床研究（表 1）。

2014 年西非埃博拉疫情爆發(fā)以來，實驗性抗體藥物 ZMapp 和中國研制的抗體藥物 MIL77 成功用于埃博拉病毒病確診患者的臨床治療[1-3]，凸顯了抗體藥物在抗感染領(lǐng)域的優(yōu)勢和應(yīng)用前景，本文將就抗體藥物治療感染性疾病的概況及其發(fā)展趨勢進行重點綜述。

1 單克隆抗體治療感染性疾病概況

根據(jù)靶點不同，可以將抗感染抗體藥物分為兩類：抗細菌類感染抗體和抗病毒類感染抗體。

1.1 抗細菌類感染抗體

目前抗生素依然是抗細菌感染的主要藥物，由于耐藥基因的廣泛傳播，超級細菌不斷出現(xiàn)和引發(fā)的感染是臨床所面臨最為棘手問題之一。細菌主要通過其毒素分子殺傷宿主細胞，引發(fā)機體感染。因此目前抗細菌類感染抗體藥物的作用靶點主要是各種超級細菌和強致病菌分泌的各種毒素和毒素傳遞系統(tǒng)。

金黃色葡萄球菌是一種重要的革蘭陽性致病菌，其能夠引發(fā)肺炎、心內(nèi)膜炎、毒素休克綜合征和菌血癥等一系列致死性感染。臨床分離的金葡菌大都對一種或多種抗生素敏感性降低。金葡菌主要是通過分泌各種外毒素來引發(fā)機體感染，其中 α 溶血素是其致病的關(guān)鍵毒素。MEDI4893 是 MedImmune 公司研制的全人源 IgG1 單克隆抗體，該抗體以金葡菌分泌的外毒素α 溶血素為靶點，用于治療金葡菌感染引起的肺炎。在免疫缺陷肺炎小鼠模型中，15 mg/kg 給藥組能夠有效提高感染小鼠的生存率，降低肺部菌量。當 MEDI4893 與萬古霉素或利奈唑胺聯(lián)合應(yīng)用時，不僅能夠提高小鼠的存活率（聯(lián)合應(yīng)用：80% ~ 90%，單獨使用抗生素：30% ~ 40%），還能延長抗生素治療的窗口期[4]。在新西蘭白兔模型中，30 mg/kg 給藥組能有效降低兔子皮膚的壞死率[5]。KBSA-301 是由 Aridis 公司研制的全人源單克隆抗體，其作用靶點與 MEDI4893 相同，用于治療金葡菌感染引起的重癥肺炎。514G3 是 XBiotech 公司研制的全人抗體，用于治療耐藥金葡菌感染導致的菌血癥患者，目前以上抗體都處于 II 期臨床試驗階段（https://www.clinicaltrials. gov）。

銅綠假單胞菌（pseudomonas aeruginosa，PA）又稱綠膿桿菌，是一種廣泛存在的革蘭陰性致病菌，也是院內(nèi)感染最主要的病原體之一。銅綠假單胞菌主要是通過特殊的蛋白分泌系統(tǒng)（包括 III 型和 IV 型分泌系統(tǒng)等），將細菌產(chǎn)生的毒力蛋白分子直接注射到宿主細胞內(nèi)，干擾宿主細胞的正常功能，進而引發(fā)感染。MEDI3902 是由 MedImmune 公司研制的一種雙功能抗體，該抗體以銅綠假單胞菌 III 型分泌系統(tǒng)（type III secretion system，TTSS）PcrV 蛋白和 PsI 胞外多糖為作用靶點，用于治療銅綠假單胞菌引起的肺炎。在急性肺炎小鼠模型中，1 mg/kg 給藥組可達 88% 保護率[6]。Kenta Biotech 開發(fā)的 panobacumab 是一種全人源單抗，靶點為 011 型銅綠假單胞菌脂多糖。在 II 期臨床試驗中，18 例 011 型肺炎患者分別于 1、4、7 d 靜脈注射 1.2 mg/kg 的 panobacumab 進行輔助治療，有效縮短治療時間，并顯示出良好的耐受性和安全性[7]。

炭疽桿菌是一種強致病性的革蘭陽性菌。炭疽桿菌進入機體后，通過產(chǎn)生毒素而致組織及臟器發(fā)生出血性浸潤、壞死和高度水腫，形成原發(fā)性皮膚炭疽、腸炭疽、肺炭疽等。obiltoxaximab（Anthim）是由 Elusys Therapeutics 公司開發(fā)的嵌合抗體。該抗體以炭疽毒素保護性抗原 PA 為靶點，用于治療吸入式炭疽病。動物試驗表明，與安慰劑組相比，obiltoxaximab 注射治療的動物組有更高比例的動物存活率，obiltoxaximab 聯(lián)合其他抗菌藥物可提高生存率[8-9]。2016 年，美國食品藥品監(jiān)督管理局按照“動物療效規(guī)則”批準該抗體上市[10-11]。

其他在研的抗細菌感染抗體有 Thallion 公司開發(fā)的 shigamab，是由兩個嵌合單抗 caStx1 和 caStx2 組成的復方抗體，分別以志賀毒素 A、B 為靶點，用于治療產(chǎn)志賀毒素大腸埃希菌感染及其引起的嚴重腹瀉。Medarex 和 Bristol-Myers squibb 聯(lián)合開發(fā)的 MK-3415A 也是由兩個人源化單抗 CDA-1 和 CDA-2 組成的復方抗體，分別靶向艱難梭菌毒素 A 和 B，用于治療艱難梭菌感染引起的腹瀉。

表 1 目前在研的抗細菌及病毒感染單克隆抗體

注：以上數(shù)據(jù)收集自 https://www.clinicaltrials.gov 網(wǎng)站。

1.2 抗病毒類感染抗體

對于病毒感染，目前并沒有很好的預防和治療措施。病毒主要是通過其表面蛋白與靶細胞膜上的病毒受體分子特異性結(jié)合而進入細胞，然后在病毒復制過程中對宿主細胞造成直接或者間接的損傷?？共《靖腥締慰沟淖饔冒悬c主要是病毒的胞外蛋白或宿主細胞表面的受體分子，其作用機制是阻止病毒進入宿主細胞。

呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）是一種 RNA 病毒，主要感染新生兒和六個月以內(nèi)的嬰兒。感染后主要引起嬰幼兒毛細支氣管炎和肺炎，而且與嬰幼兒哮喘的發(fā)病有關(guān)。RSV 主要通過其兩個膜蛋白 F 和 G 誘導機體產(chǎn)生一系列的免疫反應(yīng)，從而對機體造成損傷。1998 年，F(xiàn)DA 批準了 MedImmune 公司開發(fā)的人源化抗體帕利珠單抗（palivizumab、Synagis）用于預防不足 35 周早產(chǎn)兒的呼吸道合胞病毒感染。Palivizumab 是靶向 F 蛋白的人源化單克隆抗體，是第一個用于臨床治療的抗感染單抗[12]。

MedImmune 公司繼 Synagis 后開發(fā)了第二代、第三代抗呼吸道合胞病毒抗體莫維珠單抗（motavizumab，Numax）、MEDI557。Motavizumab 可使患者產(chǎn)生蕁麻疹等超敏反應(yīng)，F(xiàn)DA 尚未批準該抗體上市[13]。MEDI557 目前正處于 I 期臨床試驗階段。REGN2222[14]是由 Regeneron 研發(fā)的全人源抗體，該抗體靶向 RSV 病毒包膜 F 蛋白，目前正處于 III 期臨床試驗階段。

人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）是一種感染人類免疫系統(tǒng)細胞（CD4+T cell）的慢病毒，屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種。HIV 通過破壞人體的 T 淋巴細胞，進而阻斷細胞免疫和體液免疫過程，導致免疫系統(tǒng)癱瘓，從而致使各種疾病在人體內(nèi)蔓延，最終導致艾滋病。HIV 的感染主要是通過病毒外殼蛋白 gp120 三聚體與 CD4 受體以及趨化因子協(xié)同受體（CCR5、CXCR4）結(jié)合來實現(xiàn)的。2F5、2G12和 4E10 是由 Polymun 公司研制的全人源單抗合劑，該抗體以病毒外殼蛋白 gp120 和 gp41 的近膜端外部區(qū)為靶點，用于阻斷 HIV 逆轉(zhuǎn)錄病毒的傳播[15]。目前，該抗體已經(jīng)完成了 II 期臨床研究。Ibalizumab 是由 TaiMed 公司研發(fā)的人源化單克隆抗體，該抗體以 CD4 分子為靶點。在 II 期臨床試驗中，120 名受過常規(guī)治療的 HIV-1 感染患者接受 ibalizumab 為期 24 周的治療（800 mg/次，每 2 周 1 次或者 2000 mg/次，每 4 周1 次）后，約 30% 的患者檢測不到病毒載量，不良反應(yīng)輕微[16]。

其他在研的抗病毒抗體有Peregrine Pharmaceuticals 和 AERES Biomedical 共同開發(fā)的抗丙肝病毒抗體 bavituximab、抗人巨細胞病毒（cytomegalovirus，CMV）感染抗體 TCN202、抗狂犬病病毒抗體 CL184 等。

2 抗感染抗體藥物研發(fā)趨勢

抗感染抗體藥物雖然取得了一系列的進展，但是總體而言進展緩慢。至今美國 FDA 批準的 40 余個單抗藥物中，用于治療感染性疾病的只有三個：palivizumab（Synagis）抗呼吸道合胞病毒人源化單抗，raxibacumab（ABThrax）和 obiltoxaximab（Anthim）抗炭疽毒素 PA 抗原的人源單抗。很多抗感染的抗體如抗金葡菌感染的抗體 pagibaximab 和 aurograb 等，原本是很有希望的候選藥，但均由于缺乏臨床療效，在 III 期臨床試驗階段以失敗而告終。這主要是因為病原體感染宿主是一個多步驟復雜過程，而人們對感染過程的分子機制研究不足，以及病原體抗原很容易發(fā)生變異。為了提高抗體治療感染性疾病的效果，我們將從糖工程改造抗體、抗體藥物與毒素分子偶聯(lián)、多種抗體聯(lián)用、新靶點發(fā)現(xiàn)四個方面探討抗感染抗體藥物發(fā)展的策略和趨勢。

2.1 糖工程改造抗體

抗體依賴細胞介導的細胞毒性作用（ADCC）是抗體發(fā)揮抗感染功能的主要機制之一?？贵w Fc 段 Asn-297 位點處的核心巖藻糖水平對抗體的 ADCC 效應(yīng)有很大影響。研究發(fā)現(xiàn)，去除核心巖藻糖后，可以增強抗體 Fc 段與 FcR 的結(jié)合能力從而能明顯提高 ADCC 效應(yīng)[17]，降低抗體的使用劑量。例如，抗埃博拉病毒抗體藥物 ZMapp 選擇在無巖藻糖修飾的煙草表達系統(tǒng)生產(chǎn)。在非人靈長類動物（恒河猴）染毒模型中（1000 pfu，EBOV），埃博拉病毒感染后 1 h 給予 ZMapp 抗體治療（給藥劑量 16.7 mg/kg，每 4 天給藥1 次，共給藥 3 次），可達到 100% 保護率。而在相同條件下，CHO 細胞表達的 ZMapp 給藥劑量為 50 mg/kg 時，可達到 50% 保護率[18]。

2.2 抗體偶聯(lián)藥物

抗體偶聯(lián)藥物（antibody-drug conjugate，ADC）是指通過體外化學偶聯(lián)的方法將抗體分子和細胞毒效應(yīng)分子聯(lián)合在一起，將抗體的靶向性和藥物的強細胞毒性相結(jié)合，從而增強抗體的抗感染能力。金葡菌的胞內(nèi)寄生是導致金葡菌感染難以治愈的重要原因之一。為了清除胞內(nèi)寄生的金葡菌，Lehar 等[19]將一種利福平類抗生素通過化學鍵與一種 anti-β-GlcNAC WTA（金黃色葡萄球菌表面的糖類分子）人源單克隆抗體 IgG1 相連。anti-β-GlcNAC WTA 抗體與游離的金黃色葡萄球菌結(jié)合，然后通過 Fc 介導的調(diào)理吞噬作用進入吞噬細胞內(nèi)部。在細胞內(nèi)，抗體與抗生素之間的化學鍵會在酶的作用下被破壞，于是利福平類抗生素被釋放出來并將隱藏在吞噬細胞內(nèi)的金葡菌殺死。在小鼠感染模型中（尾靜脈注射 2 × 107cfu MRSA），感染后 24 h 分別給予 AAC 藥物（50 mg/kg，單次給藥）和萬古霉素（110 mg/kg，一天兩次）治療。實驗結(jié)果表明，與萬古霉素相比，AAC 藥物能夠更好地清除體內(nèi)的金黃色葡萄球菌。

2.3 組合抗體

組合抗體是將識別不同表位或不同抗原的多種抗體進行組合，形成一種廣譜抗體或者復方抗體來治療感染性疾病。這種治療方法也稱為雞尾酒療法。我們研制的抗埃博拉病毒抗體 MIL77 就是由 MIL77-1、MIL77-2 和 MIL77-3 三種嵌合單克隆抗體組成，它們分別靶向埃博拉病毒 GP 蛋白的 GP2、GP1-C 和 sGP 結(jié)構(gòu)域。通過阻斷埃博拉病毒表面抗原 GP 與宿主細胞表面受體相互作用以及介導 ADCC 等免疫效應(yīng)發(fā)揮抗病毒機制。在后續(xù)的研究中，我們與加拿大公共衛(wèi)生局的邱香果教授合作研究發(fā)現(xiàn)，MIL77-1 與 MIL77-3 兩株抗體聯(lián)合應(yīng)用具有良好的保護活性。

在非人靈長類動物（恒河猴）染毒模型中（肌肉注射 1000 × TCID50EBOV/Mak-C05），埃博拉病毒感染后第3 天給予 MIL77 抗體治療（MIL77-1 和 MIL77-3 2 株抗體按 2:1 混合后，給藥劑量 50 mg/kg，每 3 天給藥 1 次，共給藥 3 次），可達到 100% 保護率[20]。其他多抗體組合的雞尾酒療法還有抗 HIV 抗體藥物（2F5、2G12 和 4E10 組合制劑）[15]、抗狂犬病毒抗體 CL184[21]等。這些抗體都展現(xiàn)出優(yōu)于單抗的抗感染活性。

2.4 重組多克隆抗體

重組多克隆抗體就是模擬天然免疫方式，用一個混合的細胞庫同時表達針對同一個抗原或不同抗原的多種不同抗體。多克隆抗體聯(lián)合應(yīng)用可以產(chǎn)生針對靶抗原的抗體協(xié)同作用，這種作用能更有效地調(diào)動效應(yīng)機制，包括調(diào)理作用、位阻、中和毒素、凝集或沉淀、ADCC 和 CDC。重組多克隆抗體克服了抗血清和單克隆抗體的缺點，成為治療復雜疾病，如感染性疾病的安全有效制劑。而且，跟雞尾酒療法相比，重組多克隆抗體技術(shù)可以實現(xiàn)多個抗體“一批”制備，這大大減輕了產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)壓力和經(jīng)濟壓力[22]。

Rozrolimupab（Sym001）是由丹麥 Symphogen 公司開發(fā)的全人抗 RhD 抗原的重組多克隆抗體，總共由 25 種抗 RhD 抗體組成，主要用于治療先天性血小板減少性紫癜。61 人參與的 II 期臨床試驗結(jié)果顯示，rozrolimupab 可以快速地產(chǎn)生血小板反應(yīng)，其療效和安全性與源于血漿的免疫球蛋白產(chǎn)品類似[23]。Symphogen 公司還擁有抗痘苗病毒重組多抗（編號為 Sym002）和抗 RSV重組多抗藥物（編號為 Sym003）正在研制中。

2.5 新靶點發(fā)現(xiàn)

病原體感染機體后，會通過多種方式來逃避或抵抗機體的免疫系統(tǒng)，從而保證在機體內(nèi)的生存、繁殖，繼而引發(fā)感染。采用特異性的抗體藥物抑制病原體的免疫逃逸或激活機體免疫系統(tǒng)是治療感染性疾病的一個重要研究方向。例如，金葡菌感染宿主后會分泌 eLtaS 蛋白，該蛋白通過與補體蛋白 C3b 相互作用減弱了吞噬細胞對金葡菌的吞噬調(diào)理作用。我們的研究結(jié)果表明，MAE4抗 eLtaS 單克隆抗體通過阻斷 eLtaS 介導的免疫逃逸反應(yīng)，顯著降低細菌對機體的感染，為抗金葡菌感染治療提供了一種新的方法[24]。同時，Gardiner 等[25]的研究結(jié)果表明，免疫檢查點抑制抗體 nivolumab 通過與 T 細胞表面 PD1 分子相結(jié)合，激活了機體的免疫系統(tǒng)，從而發(fā)揮抗丙肝病毒感染的效果。目前，nivolumab 治療慢性丙肝病毒感染已經(jīng)進入臨床 II 期研究。

3 展望

近年來，隨著基因工程抗體技術(shù)的快速發(fā)展，抗感染抗體藥物的研發(fā)取得了一系列的進展。但是，由于病原體感染機體非常復雜，包括病原體體內(nèi)的定植、感染等多個過程，這其中有多種病原分子和宿主分子共同參與，而一種抗體通常只能靶向一種分子，同時常規(guī)的抗體藥物難以進入細胞內(nèi)和透過血腦屏障等，這都限制了抗感染抗體藥物的研發(fā)。不過隨著病原體感染機制的詳細揭示，新的抗感染策略的提出以及抗體研發(fā)技術(shù)的進一步發(fā)展，我們有理由相信抗體藥物在抗感染領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

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100850 北京，軍事醫(yī)學科學院基礎(chǔ)醫(yī)學研究所

沈倍奮，Email：shenbf0714@163.com

2016-09-20

10.3969/j.issn.1673-713X.2016.06.012