IgG单抗的4种亚型中,具有效应功能的IgG1亚型是目前应用最多的抗体药物,具有阻断性抗体之称的IgG4亚型也慢慢得到重视,如目前上市的免疫检查点抑制剂PD-(L)1抗体中几乎均为去除效应功能仅保留抗原结合功能的阻断性IgG4或IgG1抗体。
目前已上市的治疗性抗体多是以IgG为框架开发的,IgG包含4种不同的亚型,如图1所示的IgG1、IgG2、IgG3和IgG4,它们的结构类似均由Fab区(上端,抗原结合区)、铰链区和Fc区(下端,Fc受体结合区)组成。
图1 IgG抗体的4种亚型(来源于参考文献)
在这4种IgG抗体亚型中,IgG1和IgG3与Fc受体的亲和力高于IgG2和IgG4,具有更强的激活抗体依赖的细胞毒性(ADCC)、抗体依赖的细胞吞噬作用(ADCP)和补体依赖的细胞毒性(CDC)的能力;而IgG2和IgG4亚型与Fc受体的结合力低,其作用主要表现在Fab端的抗原结合能力上,即阻碍或抑制的效应功能。
表1 人类IgG亚类的特性比较
注:图表来源于《抗体理论与技术》
在抗体药物的研发中,基于IgG1亚型的治疗性抗体是目前应用最为广泛的抗体药物(78%),其次是IgG4(13%)和IgG2(7%),而IgG3由于其较长的铰链区易被蛋白酶水解、半衰期短而极少被采用。抗体药物研发过程中,如果需要ADCC和CDC效应作用的抗体则优先选择IgG1亚型;如果只是作为阻断性抗体,不需要ADCC和CDC效应,可以优先选择IgG4或IgG2亚型,同时也避免了由于ADCC效应造成的不可控制的副作用,提高了治疗的安全性。不论是增强ADCC和CDC效应,还是阻断ADCC和CDC效应,都可以通过对抗体Fc端改造实现。
(图片来源于网络)
目前肿瘤免疫疗法热门的免疫检查点抑制剂,PD-1抗体即是以IgG4亚型为模板进行开发的靶向结合PD-1的抗体,如Nivolumab(Opdivo,纳武单抗)和Pembrolizumab(Keytruda,派姆单抗),两者都是去除了Fc端介导的本就较弱的ADCC和ADCP作用,而只保留单纯的抗原结合能力(阻碍与抑制)。还有一类靶向PD-L1结合的类似抗体,如Atezolimumab(Tecentriq,阿特珠单抗)和Durvalumab(Imfinzi),但这两种单抗均为去除了Fc端ADCC和ADCP作用的IgG1亚型单抗。此外,Avelumab(Bavencio)是保留Fc端ADCC和ADCP作用的IgG1亚型单抗,一方面可以靶向PD-L1阻断PD-1和PD-L1的相互作用,另一方面还可借助ADCC和ADCP作用对肿瘤细胞"补刀"。
也就是说,纳武单抗、派姆单抗、阿特珠单抗和Imfinzi均去除了IgG单抗杀伤肿瘤细胞的效应能力(如去糖基化改造),而保留了Fab端的抗原结合特性。作为PD-(L)1免疫检查点抑制剂,上述4种IgG单抗通过与T细胞表面的PD-1结合、肿瘤细胞表面的PD-L1结合从而将肿瘤细胞暴露给T细胞进行杀伤。
(图片来源于网络)
然而同样作为PD-(L)1免疫检查点抑制剂,IgG4亚型的纳武单抗和派姆单抗要比IgG1亚型的阿特珠单抗、Imfinzi和Bavencio在临床上更有效。这可能与IgG4亚型独特的特性有关,其与多数Fc??R受体具有较弱的亲和力,并且缺乏激活补体的能力,被称作典型的"阻断性抗体",呈现相对的非炎症性特性,更适合用于治疗性单抗生产。
参考文献:IgG subclasses and allotypes: from structure to effector functions。
作者简介:知行,生物化工硕士,从事细胞培养方面的研究。工作之余密切关注国内外医药行业动态以及研究进展,用简单的语言讲述不简单的未来,一个不断前行的医药人。
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