治療性抗體已成為生物醫(yī)藥產業(yè)的支柱品類,但免疫原性始終是制約其臨床療效與安全性的核心難題。約 30%-70% 的患者會產生抗藥物抗體(ADAs),導致藥物清除加速、療效喪失甚至嚴重過敏反應。
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武田制藥團隊在《MABS》2024 年 1 月刊發(fā)表的權威綜述,首次系統(tǒng)構建了基于T 細胞與 B 細胞表位分析的免疫原性全鏈條評價體系,全面梳理了實驗技術、計算工具與去免疫化改造策略,為下一代低免疫原性抗體研發(fā)提供了綱領性指導。
一、免疫原性的分子本質:T 細胞依賴通路是核心驅動
抗藥物抗體的產生分為兩條通路(圖 1):非 T 細胞依賴通路僅產生低親和力 IgM 抗體,臨床影響有限;而T 細胞依賴通路是高親和力、長效 IgG 型抗體的主要來源。樹突狀細胞(DC)攝取治療性抗體后,將其降解為短肽并通過 MHC II 分子呈遞給 CD4?T 細胞,激活的濾泡輔助性 T 細胞進一步誘導 B 細胞分化為漿細胞和記憶 B 細胞。這一過程中,能被 MHC II 呈遞并激活 T 細胞的肽段稱為T 細胞表位(TCE),能被 B 細胞受體直接識別的表面區(qū)域稱為B 細胞表位(BCE)。兩者共同決定了抗體的免疫原性風險,是去免疫化改造的核心靶點。
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圖1 抗體類治療藥物的免疫原性及其影響(A) 各類抗體及衍生治療分子結構示意圖;(B) 抗藥物抗體引發(fā)的藥效衰減、超敏反應與加速清除效應
二、T 細胞表位鑒定:技術體系已趨于成熟
T 細胞表位分析是目前免疫原性評價的金標準,已形成三大互補技術平臺(表 1):
體外 HLA 結合實驗:通過合成重疊肽庫篩選能與 MHC II 分子結合的候選表位,是早期快速初篩的核心手段。該技術已成功用于促紅細胞生成素(EPO)、凝血因子 VIII 等藥物的去免疫化改造,通過定點突變消除高風險表位。
免疫肽組學(MAPPs):直接鑒定樹突狀細胞天然呈遞的肽段,更貼近生理狀態(tài)。研究證實,MAPPs 檢測的肽段呈遞水平與臨床 ADA 發(fā)生率高度相關,可精準預測藥物的免疫原性風險。
細胞功能實驗:包括 T 細胞增殖實驗和 ELISpot 實驗,用于驗證表位的免疫激活能力。最新優(yōu)化的 DC-T 細胞共培養(yǎng)體系和 CD134/CD137 標志物檢測,大幅提升了檢測靈敏度和準確性。
表1 T 細胞表位鑒定技術匯總對比
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三、B 細胞表位鑒定:構象表位仍是最大挑戰(zhàn)
B 細胞表位約 90% 為構象表位,依賴蛋白三維結構,解析難度遠高于 T 細胞表位。目前主流技術分為三類(表 2):
配體結合分析(LBA):包括結構域特異性檢測、肽段篩選和深度突變掃描(DMS)。其中 DMS 結合細胞分選可實現殘基水平的表位定位,在新冠病毒刺突蛋白表位研究中表現突出。
質譜技術:氫氘交換質譜(HDX-MS)和快速光化學氧化質譜(FPOP)通過檢測蛋白溶劑暴露區(qū)域的變化定位表位,可直接分析多克隆抗體樣本。
結構生物學方法:負染電鏡多克隆表位定位(nsEMPEM)是目前唯一能可視化多克隆抗體 - 抗原復合物的技術,在疫苗研發(fā)中已成功應用,但尚未推廣至治療性抗體領域。
表2 多克隆 B 細胞表位鑒定技術匯總對比
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四、計算預測:早期篩選的核心工具
隨著免疫信息學的發(fā)展,計算預測已成為抗體早期篩選的必備環(huán)節(jié):
T 細胞表位預測:基于海量實驗數據訓練的 Ethician 4.1 算法,對主流 HLA II 等位基因的預測準確率 AUC>0.8,是目前行業(yè)通用標準。但該方法普遍存在過度預測問題,需結合實驗驗證。
B 細胞表位預測:現有算法(如 DiscoTope 3.0)雖整合了 AlphaFold 結構預測技術,但整體準確率仍低于 0.6,僅能作為輔助參考。
基于上述技術,作者提出了貫穿藥物研發(fā)全流程的免疫原性評價方案(圖 2):
早期發(fā)現階段:通過計算預測快速篩選低表位風險的候選分子;
臨床前階段:采用 MAPPs 和細胞功能實驗鑒定 T 細胞表位,完成去免疫化改造;
臨床階段:常規(guī)檢測總 ADA 和中和抗體,出現不良反應時深入解析 B 細胞表位;
上市后監(jiān)測:持續(xù)跟蹤免疫原性動態(tài),完善風險控制措施。
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圖2 治療性蛋白全生命周期免疫原性評價執(zhí)行方案
結語
表位分析已從基礎研究工具轉變?yōu)橹委熜钥贵w研發(fā)的核心環(huán)節(jié)。目前 T 細胞表位鑒定技術已高度成熟,通過精準敲除高風險表位可顯著降低免疫原性;而 B 細胞表位解析仍是領域瓶頸,有待質譜和電鏡技術的進一步突破。未來,結合 AI 驅動的表位預測、類器官免疫模型和多組學技術,將實現免疫原性的精準預測與控制,推動新一代更安全的治療性抗體進入臨床。
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