免疫原性，一文看懂！
免疫原性，一文看懂！
免疫原性是生物制药领域中一个重要的概念，它关系到药物的安全性和有效性。本文将从免疫原性的定义出发，详细探讨ADA的产生机制以及影响免疫原性的各种因素，帮助读者全面了解这一复杂而关键的生物制药问题。
1. 免疫原性和ADA
单抗和蛋白药物的分子本质是蛋白质！因此，给药后常面临免疫原性的挑战！
免疫原性的直接后果是导致抗药抗体（Antidrug Antibody，ADA）的产生！
ADA又可分为中和以及非中和类型的ADA！
中和ADA与蛋白的活性位点或对其功能至关重要的区域结合，直接抑制其生物活性，从而降低治疗的疗效。
非中和ADA不直接抑制蛋白药物生物活性，但这种ADA反应仍会影响药物的药代动力学和药效学。
两种类型的ADA都可以改变蛋白药物的清除率或改变其分布，从而降低疗效。
2. ADA生成机制
ADA的产生和疫苗的免疫作用相似，可通过T细胞依赖或非依赖途径产生。
T细胞依赖途径首先需要抗原呈递细胞（APC）对蛋白药物进行处理，并递呈给辅助性T细胞（Th）；
Th细胞与B细胞相互作用，刺激B细胞分化为可以分泌ADA的浆细胞，产生ADA。
非T细胞依赖性通路，蛋白药物直接被B细胞受体（BCR）获取，刺激B细胞分化为产生ADA的浆细胞。
3. 宿主细胞残留蛋白对免疫原性的影响
蛋白药物在工程化的哺乳动物细胞表达系中生产和纯化，纯化同时宿主蛋白（HCP）难免会与蛋白药物被共同纯化！
与其他蛋白质一样，HCP本身具有免疫原性！
典型案例是礼来靶向IL-3的Lebrikizumab，这一种用于治疗严重哮喘的人源化IgG4抗体，通过中国仓鼠卵巢（CHO）细胞生产和纯化。
Lebrikizumab制剂中含有磷脂酶B样2（PLBL2）蛋白，这是一种CHO细胞残留的杂质。
在II期临床研究中，超过90%的受试者对PLBL2产生了免疫反应。
不过最终礼来解决这个问题。
4. 蛋白聚集对免疫原性的影响
蛋白聚集在生产、运输和储存的不同阶段形成，甚至会在给药后生成。
聚集体的大小从二聚体到可见颗粒不等。
聚集体由于分子量较大，激活DC细胞的能力增强，从而刺激T细胞介导的ADA产生。
聚集体也可以介导BCR的交联，直接触发ADA的形成。
5. 蛋白等电点对免疫原性的影响
具有高等电点的蛋白（携带大量正电荷）更具免疫原性。
这可能是由于带正电荷的蛋白更容易与带负电荷的细胞表面相互作用，这可能导致受体介导的摄取，并促进 APC 对蛋白药物的内化和呈递。
带正电荷的单克隆抗体还可以与脱靶蛋白非特异性结合，产生免疫复合物和更快的单克隆抗体清除率。
6. 翻译后修饰对免疫原性的影响
翻译后修饰可能导致免疫原性增加。
蛋白药物常具有不同数量和位置的糖基化位点，糖基化的类型和生产细胞系有关。
聚糖模式变化很大，取决于宿主糖基化机制。因此，蛋白质治疗剂的糖型很大程度上取决于宿主细胞。
小鼠骨髓瘤细胞中产生的mAb与人细胞糖基化模式不同，给予患者时，可能导致免疫原性。而CHO细胞中产生的mAb具有与人类相似的糖基化模式。
西妥昔单抗（靶向EGFR）的人鼠嵌合IgG1单抗的Fab部分上，小鼠用半乳糖-α-1,3-半乳糖进行小鼠糖基化，导致许多患者出现超敏反应，这些反应是由针对这种寡糖的IgE抗体介导的。
缺乏这些半乳糖修饰的西妥昔单抗表现出较低的免疫原性，证明了糖基化模式对mAb免疫原性的影响。
除糖基化外，其他包括氧化、脱酰胺和异构化等，都增加了蛋白的免疫原性。
7. T细胞和B细胞表位的影响
如果蛋白结构中有T细胞和B细胞表位的存在，也会增加免疫原性。
T细胞识别的表位通常是氨基酸序列的线性片段，由HLA-II呈递，可被TCR识别和结合以启动 CD4+ T 细胞。
B细胞表位可以是线性的，也可以是空间表位。空间表位由在三维结构中很接近但在一级序列中不一定连续的氨基酸组成，由于大多数B细胞表位是空间表位，因此它们比T细胞表位更难预测。
蛋白质药物存在的表位直接激活B细胞或通过T细胞激活产生ADA。
因此，在药物设计中最小化T细胞和B细胞表位可以降低潜在的免疫原性。
8. 药物的MOA也会影响免疫原性。
靶向细胞表面抗原的抗体往往比靶向可溶抗原的抗体有更高的免疫反应。
可能是因为单抗和可溶性抗原形成的免疫复合物比细胞表面抗原形成的免疫复合物更小，免疫原性更低，清除得更快，从而降低了刺激免疫应答的机会。
存在于恶性和正常血液细胞上的靶点，也可能影响潜在的免疫原性。
B细胞耗竭靶点的抗体药物，免疫原性较低。
使用抗CD19（如tafasitamab和loncastuximab）和抗CD20单克隆抗体（如ofatumumab、obinutuzumab和利妥昔单抗）治疗急性淋巴细胞白血病（ALL）或B细胞慢性淋巴细胞白血病（CLL），ADA发生率极低，且无ADA相关临床后果。
靶向T细胞功能或APC的抗体可能具有更高的免疫原性。如，免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitor，ICI）伊匹木单抗导致基础自身免疫性疾病发作，阿替利珠单抗治疗后，30%的患者（13%-54%）出现ADAs。
替代疗法药物的免疫原性风险往往增加。
将外源性蛋白质作为蛋白质治疗剂，用于无法自然产生全功能蛋白质或无法产生足够蛋白质的患者。
这类患者，因为对蛋白质序列的中枢或外周耐受性尚未形成。
缺乏功能性凝血因子（如血友病A型凝血因子VIII（FVIII）或血友病B型因子IX）的血友病患者有发生ADA的风险，从而损害治疗效果或引起不良反应。
9. 其它导致免疫原性的因素
患者免疫系统的遗传差异、其他药物、疾病适应症、蛋白质治疗靶点以外的疾病或病症（合并症）的存在及给药途径或给药方案都会影响 ADA的发生。
遗传变异，特别是编码控制免疫应答和HLA-II呈递的蛋白的基因，可使个体易形成ADA。
单抗药物靶点丰度会影响免疫原性。
一个例子是TNFα与阿达木单抗之间的相互作用。阿达木单抗治疗前TNFα基线水平较低的患者发生ADA的频率更高。
可能是因为是存在过量的未结合阿达木单抗，从而在TNFα含量低的患者中触发免疫反应。
自身免疫性疾病的共存可以显著增强单克隆抗体的免疫原性。
伴随自身免疫性疾病的潜在炎症环境富含活化的免疫细胞和细胞因子，可以增强对mAb的免疫反应，从而产生ADA。
对 ADA 易感的个体差异也与患者正在服用的其他药物有关。据报道，抑制免疫系统的药物的联合给药可减少 ADA 的发展。
相比之下，促进免疫反应的治疗可以促进ADA的发展。纳武利尤单抗（靶向PD-1）和伊匹木单抗（靶向CTLA-4）联合治疗可提高纳武利尤单抗的ADAs发生率，而纳武利尤单药治疗的ADA发生率较低。