單克隆抗體藥物是生物制藥的一個(gè)重要分支，因其高靶向性和特異性而受到廣泛關(guān)注。隨著單克隆抗體技術(shù)的不斷發(fā)展，抗體藥物在疾病的預(yù)防、診斷和治療中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

抗體藥物作為合成蛋白的天然特性，在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和體內(nèi)使用過(guò)程中容易受到體外和體內(nèi)復(fù)雜環(huán)境的物理和化學(xué)影響。并發(fā)生多種理化性質(zhì)的變化，導(dǎo)致免疫原性增加、半衰期縮短，甚至失效。

因此，如何提高抗體藥物的穩(wěn)定性、降低免疫原性、延長(zhǎng)半衰期、提高其體內(nèi)生物利用度是抗體藥物應(yīng)用中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

1.抗體分子結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性研究意義

抗體是指機(jī)體產(chǎn)生的、能與抗原特異性結(jié)合的免疫球蛋白?？贵w由 B 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的漿細(xì)胞分泌和產(chǎn)生。每個(gè)B淋巴細(xì)胞系只能產(chǎn)生一種針對(duì)特定抗原決定簇的特異性抗體。這種由單一細(xì)胞系產(chǎn)生的抗體稱為單克隆抗體（mAb）。

常規(guī)單克隆抗體分子由兩條重鏈（HC）和兩條輕鏈（LC）通過(guò)鏈間二硫鍵連接形成“Y"形結(jié)構(gòu)，可分為三個(gè)功能部分：兩個(gè)抗原結(jié)合片段(Fab) 和晶體區(qū)域 (Fc)。兩個(gè)Fab通過(guò)鉸鏈區(qū)與Fc連接，構(gòu)象變化比Fc更加靈活。 Fab 的 Fv 區(qū)由重鏈和輕鏈的一對(duì)可變區(qū)（VH 和 VL）組成。通常，F(xiàn)v區(qū)經(jīng)過(guò)糖基化修飾，這決定了抗體如何與適應(yīng)性免疫和體液免疫系統(tǒng)中的其他成分相互作用。

研究發(fā)現(xiàn)，某些單克隆抗體藥物雖然在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的藥物活性，但進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段時(shí)會(huì)遇到體內(nèi)活性降低的問(wèn)題。因此，在藥物研發(fā)初期必須考慮藥效學(xué)問(wèn)題。

目前提高蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性的方法主要有非共價(jià)修飾、化學(xué)修飾、添加蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑、蛋白質(zhì)工程等。在液態(tài)時(shí)，通過(guò)礦化技術(shù)直接在蛋白質(zhì)表面形成磷酸鈣礦化殼，提高蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。

可見(jiàn)，在保證抗體的親和力和表達(dá)量不受到太大影響的同時(shí)，大程度地提高其穩(wěn)定性對(duì)于抗體藥物的研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.抗體穩(wěn)定性評(píng)估方法

生物技術(shù)產(chǎn)品的穩(wěn)定性評(píng)估通常包括生物活性分析、分子結(jié)構(gòu)和純度分析（包括降解產(chǎn)物的定量檢測(cè)）以及相關(guān)參數(shù)（如外觀、pH值等）的監(jiān)測(cè)。

結(jié)合以上數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)樣品的熱穩(wěn)定性、聚集性和分子間力的大小。

在熱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)和分析中，差示掃描量熱法（DSC）是目前常用的測(cè)量蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性的方法，該方法不僅可以獲得熔化溫度，還可以獲得與熔化相關(guān)的焓、熵和自由能。

此外，在蛋白質(zhì)溶解度預(yù)測(cè)方面，研究人員相繼提出了交叉作用色譜（CIC）、親和捕獲自相互作用-納米粒子光譜（AC-SINS）或克隆自相互作用-生物層干擾（CSI）-BLI）等技術(shù)也取得了一定的進(jìn)展。

這些方法評(píng)估低蛋白質(zhì)濃度下單克隆抗體交叉或自身相互作用的可能性，以預(yù)測(cè)高濃度下單克隆抗體的特性。

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在生物大分子開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，對(duì)于晶體結(jié)構(gòu)不確定的分子，可以利用大量的建模和仿真軟件來(lái)預(yù)測(cè)抗體-抗原復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。不同的力場(chǎng)也可用于分子動(dòng)力學(xué) (MD) 模擬 3，以獲得有關(guān)結(jié)合相互作用、穩(wěn)定性的更詳細(xì)信息，并更輕松地計(jì)算非共價(jià)鍵能（疏水、靜電、非極性和結(jié)合能） 。

3.穩(wěn)定性修改方案

3.1 抗體分子結(jié)構(gòu)的修飾

基于抗體分子化學(xué)修飾位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)修飾一直是穩(wěn)定性優(yōu)化的重要方向。其中，抗體CDR區(qū)的脫酰胺基可能會(huì)導(dǎo)致抗原結(jié)合功能的喪失。

研究已逐漸闡明脫酰胺和化學(xué)修飾的機(jī)理及其作用。而且研究證實(shí)Gln的脫酰胺速率比Asn慢很多。因此，去除脫酰胺位點(diǎn)或通過(guò)將Asn突變?yōu)镚ln來(lái)降低脫酰胺作用的概率被視為解決方案4。

3.2 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

研究指出，抗體在過(guò)酸或過(guò)堿條件下會(huì)以不同方式降解。在用于靜脈注射的pH 6.8的免疫球蛋白（IGIV）制劑中，可以通過(guò)添加麥芽糖穩(wěn)定劑來(lái)改善這種由pH引起的不穩(wěn)定性。

表面活性劑通常添加到單克隆抗體藥物制劑中，以減少疏水區(qū)域的暴露，或通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)來(lái)減少蛋白質(zhì)相互作用和界面誘導(dǎo)的聚集。其中，常用的非離子表面活性劑有聚山梨酯20和聚山梨酯80 7。

此外，某些氨基酸經(jīng)常被用作賦形劑以防止聚集。常用的精氨酸（Arg）可以增加蛋白質(zhì)的溶解度并保護(hù)它們免受光和高溫引起的聚集。

改進(jìn)抗體藥品的儲(chǔ)存或包裝通常更經(jīng)濟(jì)。迄今為止，防止蛋白質(zhì)與容器表面相互作用的方法是對(duì)表面進(jìn)行涂層，即表面鈍化。

涂層大致可分為兩類：?jiǎn)螌油繉樱ㄝ^常用）和多層涂層（可控性較差）。更常用的涂層聚合物包括乙二醇或環(huán)氧乙烷11。此外，使用極性或中性電荷的聚合物涂層也能夠減少蛋白質(zhì)吸附12。

4。結(jié)論

治療性單克隆抗體藥物是目前生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，單鏈抗體（SCFV）、單域抗體、抗體藥物偶聯(lián)物（ADC）等藥物應(yīng)用于多種器官系統(tǒng)疾病相繼獲批上市。

如何在不改變藥物靶向性、平衡效應(yīng)和免疫原性的情況下提高藥物的穩(wěn)定性是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。并盡可能延長(zhǎng)藥物半衰期，維持有效血藥濃度。抗體穩(wěn)定性受環(huán)境、配方、自身結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)操作等多種因素影響，有效評(píng)價(jià)抗體穩(wěn)定性是個(gè)體化改造的前提。

穩(wěn)定性評(píng)價(jià)不應(yīng)僅根據(jù)降解產(chǎn)物的有無(wú)或穩(wěn)定分子的濃度來(lái)定義，而應(yīng)包括以下三個(gè)方面：物理穩(wěn)定性研究的評(píng)價(jià)應(yīng)涵蓋聚集體和碎片的數(shù)量以及結(jié)構(gòu)；化學(xué)穩(wěn)定性研究應(yīng)關(guān)注蛋白質(zhì)降解；生物穩(wěn)定性研究應(yīng)確保單克隆抗體對(duì)靶標(biāo)的活性與其物理和化學(xué)穩(wěn)定性一致。

深入探討影響抗體穩(wěn)定性的因素和評(píng)價(jià)方法，將有助于抗體藥物的合理優(yōu)化和新藥的研發(fā)。