生物類似藥，也稱生物仿制藥，是指在質(zhì)量、安全性和有效性方面與已獲準注冊的原研藥具有相似性的治療用生物制品。生物類似藥是用活細胞產(chǎn)生的生物大分子，要做到百分百復制原研藥是具有挑戰(zhàn)性的。要想生物類似藥與原研藥（參照藥）幾乎沒有差異，則需要對兩者的結(jié)構(gòu)和功能進行全面和細致的分析比較，盡量減少因細微結(jié)構(gòu)差異造成的影響，以及預測兩者臨床療效的相似性。本文就是通過多種方法聯(lián)合分析了生物類似藥和原研藥的結(jié)構(gòu)和功能差異。

Omalizumab（奧馬珠單抗）是一種重組的人源化單克隆抗體，為抗IgE單克隆抗體，是全球首個批準治療中度到重度哮喘的靶向治療藥物。IgE是一類只發(fā)現(xiàn)于哺乳動物內(nèi)的抗體，是正常人血清中含量最小的免疫球蛋白。IgE由黏膜下淋巴組織中的效應(yīng)B細胞產(chǎn)生，可引起過敏反應(yīng)，同時可能與機體抗寄生蟲免疫有關(guān)。當寄生蟲和過敏原入侵時，血清中的IgE的含量有明顯的提升。

摘要：

研究團隊聯(lián)合多種分析方法表征了原研藥omalizumab和其生物類似藥結(jié)構(gòu)和功能的特征，選取的研究對象是三種抗人源IgE的單克隆抗體：諾華公司的原研藥奧馬珠單抗omalizumab（OMAref），在HEK293細胞中表達的相同序列版本（OMAver），以及在HEK293細胞中表達的三個氨基酸替換的變體（OMAvar）。氨基酸序列經(jīng)REmAbTM單克隆抗體測序證實，OMAver與OMAref 的同源性為100%。使用表面等離子體共振法（SPR）測定了抗體的結(jié)合親和力和動力學，OMAver與OMAref結(jié)合IgE的能力只有輕微的差異。在體內(nèi)和體外的實驗中驗證了抗體的免疫抑制功能，OMAver與OMAref都顯示出相似的劑量依賴效果，而變體OMAvar的活性較差。本文的研究不但評估了omalizumab生物類似藥的結(jié)構(gòu)和功能特征，還可以幫助抗IgE新藥改善其治療活性。

結(jié)果

REmAb^TM對單克隆抗體進行從頭測序

首先，作者使用了快序生物（Rapid Novor）全球領(lǐng)先的蛋白從頭測序技術(shù)REmAb^TM來檢測原研藥omalizumab的完整序列。然后，根據(jù)omalizumab（OMAref）的序列信息（OMAref是在中國倉鼠卵巢細胞（CHO）中表達的），在HEK293細胞中生產(chǎn)了OMAver和OMAvar單克隆抗體。接著再用REmAbTM技術(shù)來驗證三種抗體的序列差異。序列分析顯示，OMAref與OMAver氨基酸序列100%相同，且都具有原研藥Xolair?（omalizumab）專利保護的序列。此外，OMAref和OMAver都在重鏈恒定區(qū)的301位天冬酰胺（Asn301）上有一個N-糖基化位點，且均未發(fā)現(xiàn)O-糖基化位點。與預想的一致，OMAvar的可變區(qū)有三個氨基酸的替換。

SPR表征單克隆抗體與人源IgE的結(jié)合動力學

表面等離子共振技術(shù)（SPR）是利用光學系統(tǒng)檢測生物傳感芯片上抗原與抗體之間的結(jié)合和解離全過程，可以用來表征抗體結(jié)合抗原的親和力情況。這三種抗體的本質(zhì)是抗人源IgE的抗體，人源IgE在此處視作一種抗原。

團隊分析了所有批次（5個購買的OMAref，3個OMAver，1個OMAvar）的單抗與人源IgE的結(jié)合動力學，OMAref的結(jié)合速率常數(shù)Ka為0.93~1.06，解離速率常數(shù)Kd為0.84~1.18，兩個常數(shù)的相對標準偏差（RSD）分別為10%和13%。OMAver的Ka和Kd的RSD均為17%，表明其批次間變異性略高于OMAref。單個OMAvar的Ka值為0.63，明顯低于OMAref和OMAver。

三種單克隆抗體的體內(nèi)活性比較

團隊使用小鼠被動皮膚過敏試驗（PCA）模型評估了三種單抗的體內(nèi)活性。PCA小鼠模型是一種肥大細胞依賴模型，可用于評估體內(nèi)抗IgE抗體的活性。團隊同時評估了5個劑量的OMAref、OMAver和OMAvar的體內(nèi)活性（圖3）。OMAref表現(xiàn)出劑量依賴效應(yīng)，在最低劑量為0.3:1（0.3μg OMAref / 1μg IgE）時，OMAref對局部炎癥的抑制率為17%。在最高劑量下（30:1），OMAref的抑制作用達到80%。OMAver表現(xiàn)出類似的效果，與OMAref相比，五種濃度的抑制作用沒有統(tǒng)計學上的顯著差異。在最低和最高劑量下，OMAver抑制作用分別為20%和97%。但OMAvar與OMAref/OMAver相比，其5個劑量的抑制作用較弱，最大抑制效果僅為41%。

關(guān)鍵點
OMAver和OMAref的對比顯示，即使具有相同氨基酸序列的單克隆抗體也會有輕微的功能差異，提示了表達純化載體的選擇對抗體的功能有一定的影響。

而OMAvar與OMAref/OMAver只有三個氨基酸的不同，卻表現(xiàn)出結(jié)合力和功能上雙重差異。這些差異可能是由于不同表達系統(tǒng)翻譯后修飾的不同，以及抗體蛋白三維結(jié)構(gòu)上的變化。因此獲得完全準確的單克隆抗體的氨基酸序列對于生物類似藥的開發(fā)和隨后的功能驗證至關(guān)重要。

我們快序生物擁有全球領(lǐng)先的單克隆抗體測序技術(shù)REmAb^TM。針對抗體蛋白進行從頭測序（de novo sequencing），無需細胞系、無需DNA，應(yīng)用高精度、高分辨率的質(zhì)譜設(shè)備，僅需極少的樣品（100ug），就能以100%準確度和100%覆蓋率確定任何物種、任何亞型的抗體序列數(shù)據(jù)。

參考文獻：

Urbano A, Plaza J, Picado C, de Mora F. Combined analytical assays for the characterization of drugs binding to human IgE: Applicability to omalizumab-bearing biosimilar candidates assessment. Biomed Pharmacother. 2023;169:115848.