抗體是獲得性免疫的重要組成部分，在防御性及致病性的免疫反應(yīng)中起到關(guān)鍵作用，又因其具有高度靶向特異性、親和力和安全性,已經(jīng)在許多重大疾病的治療、診斷和預(yù)防中得到廣泛應(yīng)用, 是當(dāng)今新藥研發(fā)的一個重點。而獲得醫(yī)用單克隆抗體或抗體片段的基因序列是進(jìn)行抗體工程及抗體人源化改造的前提，是實現(xiàn)其功能優(yōu)化至關(guān)重要的第一步。DNA測序技術(shù)的長足發(fā)展為獲取抗體基因奠定了堅實的基礎(chǔ)，特別是隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展和成熟，使得分析抗體基因序列,特別是針對大容量、多樣性高的抗體基因庫序列的系統(tǒng)分析成為可能。

高通量測序概要

高通量技術(shù)堪稱測序技術(shù)發(fā)展的一個里程碑，該技術(shù)可以對數(shù)百萬個DNA分子同時進(jìn)行測序。使得對一個物種的轉(zhuǎn)錄組和基因組進(jìn)行全貌分析成為可能，因此也稱為深度測序（deep sequencing）或者下一代測序（next generation  sequencing）。 高通量測序最具代表性測序平臺有三種（圖2）：1，2005年454 Life Sciences公司推出的454 FLX焦磷酸測序平臺（454 FLX pyrosequencing platform），2006年Illumina公司推出的Solexa基因組分析平臺（Genome Analyzer platform），以及2007年ABI公司推出的SOLiD測序儀（ABI  SOLiD sequencer），他們的共同點是都具有高測序通量，根據(jù)平臺不同讀取長度從25bp到450bp不等，這樣一次可以讀取到1G到14G不等的堿基信息，這是傳統(tǒng)的96道毛細(xì)管測序無法達(dá)到的。由此可見第二代測序技術(shù)無需進(jìn)行電泳，操作簡便。這不但大大節(jié)省了成本和時間，而且可以對數(shù)以百萬計的樣品進(jìn)行分析，這樣龐大的測序能力是傳統(tǒng)測序儀所不能比擬的。

DNA測序技術(shù)在抗體研發(fā)的發(fā)展歷程

隨著測序技術(shù)的發(fā)展，抗體組學(xué)的研究經(jīng)歷了從低通量到高通量的技術(shù)變革。在1990~2000年間，主要利用RT-PCR擴(kuò)增技術(shù)和Sanger測序技術(shù)研究少量B細(xì)胞的抗體特征。由于技術(shù)的低通量性，每次實驗只能分析幾十到幾百個B細(xì)胞的抗體特性，與抗體譜的巨大數(shù)據(jù)相比，低通量技術(shù)只為我們揭示了抗體序列信息的冰山一角。

2009年Weinstein等首次應(yīng)用高通量測序技術(shù)全面研究了斑馬魚的抗體庫特征，揭示不同斑馬魚個體間重鏈VDJ基因的使用頻率存在相似性，促進(jìn)了高通量測序技術(shù)在人抗體組分析中的應(yīng)用。下一代測序技術(shù)的應(yīng)用使得一次測序可獲得數(shù)以百萬計的B細(xì)胞的抗體可變區(qū)域序列，數(shù)據(jù)量更加接近人體抗體譜真實數(shù)量，抗體的研究從而進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代。

高通量DNA測序技術(shù)在抗體領(lǐng)域中的應(yīng)用

大容量和多樣性好的抗體基因庫是成功篩選功能抗體的基礎(chǔ)。目前用于基因庫篩選的所有展示技術(shù)均采用了一種表型選擇壓力的原理,即依賴于受體-配體的競爭結(jié)合力,這樣的篩選過程一方面通過展示技術(shù)富集了目標(biāo)抗體基因,另一方面可能導(dǎo)致篩選環(huán)節(jié)中的一些稀有分子、低結(jié)合力分子、可溶性表達(dá)量過低的分子或產(chǎn)量較低的抗體基因被漏篩。例如在篩選抗病毒的中和性抗體過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)獲得的高親和力抗體沒有較好的中和作用,這是因為獲得的高親和力抗體并不是針對中和作用的靶標(biāo),因而獲得的抗體是不相關(guān)的抗體。

而DNA測序過程沒有選擇壓力,可以釋放較完整的基因庫的序列信息,有利于捕獲目標(biāo)基因。傳統(tǒng)的Sanger法在DNA測序的通量上一般最大為100kb,96孔,遠(yuǎn)不能滿足庫容在109分子以上的抗體基因庫分析的需求,而新一代高通量DNA測序技術(shù)的出現(xiàn)為實現(xiàn)抗體基因庫測序提供了可能。

近年來高通量DNA測序技術(shù)在抗體領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷增加,目前主要集中在對重組抗體庫多樣性的分析及基于抗體可變區(qū)CDR3序列測序結(jié)果的應(yīng)用。

展望

隨著高通量DNA測序技術(shù)發(fā)展，分子生物學(xué)技術(shù)及重組抗體技術(shù)的不斷完善，快速檢測大容量重組抗體基因庫及快速發(fā)現(xiàn)藥用抗體基因的時代到來，對整個抗體藥物研發(fā)產(chǎn)生巨大推動作用。但到目前為止，抗體組學(xué)分析技術(shù)仍受到一些現(xiàn)實條件的約束，如高通量PCR抗體基因擴(kuò)增技術(shù)仍不夠完善、測序讀段長度與準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步提高、標(biāo)準(zhǔn)的分析流程有待開發(fā)完善。隨著單細(xì)胞分選及測序的應(yīng)用、PCR擴(kuò)增基因方法的改善、細(xì)胞標(biāo)記的應(yīng)用、分析標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，未來抗體組學(xué)將在診斷、藥理學(xué)、疫苗設(shè)計及臨床應(yīng)用中發(fā)揮重大作用，引領(lǐng)新型治療性抗體研究的時代。

蘇州百達(dá)提供的服務(wù)

基于5’RACE全面準(zhǔn)確的建庫方法和Miseq測序平臺的高質(zhì)量，高通量的測序能力，我們能夠提供快速準(zhǔn)確地抗體基因發(fā)現(xiàn)服務(wù)：

• 3-5個工作日的高通量雜交瘤抗體基因測序服務(wù)；
• 快速的免疫組庫測序服務(wù)；
• 快速的抗體文庫測序服務(wù)；

京房生物與上海交大陶生策教授團(tuán)隊以及趙小東教授團(tuán)隊合作攻關(guān)了一套名為AbMap的高通量抗體表位解析技術(shù)(圖1)。該技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，能夠?qū)崿F(xiàn)在一個月內(nèi)對1000+抗體的表位解析！該研究成果于2020年底發(fā)表于國際蛋白質(zhì)組學(xué)權(quán)威期刊Molecular & Cellular Proteomics (MCP)上，論文題為《Antibody binding epitope Mapping (AbMap) of hundred antibodies in a single run》。

緊隨其后，京房生物與二位教授團(tuán)隊使用AbMap技術(shù)解析了明星抗腫瘤藥物Sintilimab (PD-1單抗)的抗原結(jié)合表位，發(fā)現(xiàn)氨基酸序列SLAPKA是PD-1中最為關(guān)鍵的Sintilimab結(jié)合部位(圖2)。這項工作為產(chǎn)生高效的PD-1抗體藥物打下了堅實的基礎(chǔ)。該論文發(fā)表于SCI期刊Acta Biochimica et Biophysica Sinica，論文題為《The binding epitope of sintilimab on PD-1 revealed by AbMap》。

馬不停蹄，京房生物隨即又和二位教授團(tuán)隊系統(tǒng)的解析了肆虐全球的新型冠狀病毒SARS-CoV-2的抗原結(jié)合表位，鑒定并驗證了一批顯著表位(圖3)。這項工作為生產(chǎn)新型流感疫苗打下了堅實的基礎(chǔ)。該論文發(fā)表于免疫學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Cellular & Molecular Immunology，論文題為《Systematic profiling of SARS-CoV-2-specific IgG epitopes at amino acid resolution》。 京房生物創(chuàng)始人為這三項研究的共同通訊作者。

國際在線報道（記者 魏郁）：日前，一款具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新冠肺炎治療性抗體新藥在歐盟和美國獲批緊急使用。研發(fā)團(tuán)隊核心成員、中科院微生物研究所研究員嚴(yán)景華在接受總臺記者專訪時表示，這標(biāo)志著具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新冠病毒特異性抗體藥物安全性和有效性獲得世界性認(rèn)可，也是中國的創(chuàng)新藥物走向全球市場的有益嘗試。

記者從中國科學(xué)院微生物研究所獲悉，歐洲藥品管理局人類用醫(yī)藥產(chǎn)品委員會近日允許歐盟成員國，在公共衛(wèi)生緊急情況下使用單克隆抗體LY-CoV555與LY-CoV016的聯(lián)合療法（“抗體雞尾酒”療法）應(yīng)對新冠肺炎患者，其中，LY-CoV016由中科院微生物所與君實生物聯(lián)合研發(fā)。此前，美國食品藥品監(jiān)督管理局已于2月上旬批準(zhǔn)該療法的藥物在美國的緊急使用授權(quán)。

LY-CoV016研發(fā)團(tuán)隊核心成員、中科院微生物研究所研究員嚴(yán)景華介紹說，LY-CoV016是一種特異性單克隆中和抗體，這種抗體被譽為瞄準(zhǔn)新冠病毒的“生物導(dǎo)彈”，對新冠肺炎的治療和預(yù)防都有特效，“我們知道，病毒要進(jìn)入細(xì)胞，需要有一個受體，（并且要）跟受體之間進(jìn)行相互作用。在作用過程中，如果有一個抗體結(jié)合在病毒和受體之間，它就阻斷了這個（作用）過程，病毒也就不能感染。其實它像什么呢？就像‘一把鑰匙開一把鎖’，類似于鎖眼被堵上了，打不開這個‘門’，就阻斷了病毒和受體之間的相互作用。它是一個特效藥，又是個生物藥。所以（形象地）說它是一個‘生物導(dǎo)彈’?！?

嚴(yán)景華介紹說，中科院微生物所在新冠肺炎疫情暴發(fā)初期就著手布局單克隆抗體研發(fā)，并得到了國家重點研發(fā)計劃的立項支持。研發(fā)團(tuán)隊發(fā)揮在新發(fā)傳染病抗體研究方面多年積累的經(jīng)驗和優(yōu)勢，經(jīng)過不懈攻關(guān)，以及與企業(yè)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊高效合作，實現(xiàn)了這款特效藥的規(guī)?；a(chǎn)?！皩τ谕话l(fā)傳染病而言，藥物研發(fā)最大的難點是什么？就是要快。我們中科院微生物所團(tuán)隊，一直在做新發(fā)傳染病的病毒性中和抗體（研究工作），包括（針對）寨卡病毒、MERS抗體篩選工作，（因此）我們有這樣一個平臺技術(shù)（優(yōu)勢）。我們的技術(shù)平臺就是單細(xì)胞測序，從康復(fù)病人的免疫細(xì)胞里面找到一些能夠分泌針對新冠病毒的抗體，然后分離、測序、生產(chǎn)，這個是需要非?？焖俚囊粋€過程。從科研機(jī)構(gòu)的成果，用差不多一年的時間就走向了全球市場的應(yīng)用，是非常不容易的一件事?！?/p>

據(jù)悉，2020年3月，中科院微生物所將LY-CoV016抗體的商業(yè)開發(fā)權(quán)授予君實生物。2020年5月，經(jīng)中科院微生物所同意，君實生物與美國禮來制藥公司達(dá)成合作協(xié)議，由禮來制藥推進(jìn)該藥物的臨床實驗。2020年6月，LY-CoV016同步獲得中國國家藥品監(jiān)督管理局和美國食品藥品監(jiān)督管理局臨床試驗許可，成為全球首個完成非人靈長類動物實驗評價后，在健康人群中開展的新冠肺炎治療性抗體臨床試驗。嚴(yán)景華介紹說，根據(jù)禮來制藥披露的臨床試驗數(shù)據(jù)，LY-CoV016與LY-CoV555聯(lián)用能顯著降低病毒滴度，且改善了臨床癥狀，“從臨床實驗來講，在隨機(jī)雙盲試驗中，死亡病例沒有了，住院和轉(zhuǎn)重癥的比例降低了70%。在這種情況下，就是歐盟也好，美國FDA也好，（正是）基于這個三期臨床試驗的數(shù)據(jù)結(jié)果，所以批準(zhǔn)了緊急使用。”

嚴(yán)景華表示，新冠治療性抗體新藥聯(lián)合治療方法被美國食品藥品監(jiān)督管理局和歐洲藥品管理局相繼批準(zhǔn)緊急使用，標(biāo)志著具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新冠病毒特異性抗體藥物安全性和有效性獲得世界性認(rèn)可，也是中國的創(chuàng)新藥物走向全球市場的有益嘗試?！皩τ谘邪l(fā)人員來講，（這個特效藥）能夠在美國歐盟參與救治病人，我們覺得是非常欣慰的事情。這樣一個我們（中國）具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)新藥，我認(rèn)為是產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)緊密合作的共贏。從全球的藥物研發(fā)來講，中國的原創(chuàng)藥實際上還是比較少，對于中國的藥企、研發(fā)單位要走向國際大舞臺，在藥物市場領(lǐng)域占據(jù)自己的地位，也是一個很好的范例。”

剛過去的2020年對于中國和世界來說都是不平凡的一年。從2020年年初爆發(fā)新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情至今，全球累計確診病例已超8423萬，死亡人數(shù)超180萬例。更令人擔(dān)憂的是，去年12月份在英國等地陸續(xù)出現(xiàn)了變異新冠病毒，該變異毒株的傳播速度相比其他6種毒株要快70%，極大地加劇了全球緊張的防疫形勢。目前有許多疫苗正在臨床或臨床前研究中，也有幾款疫苗趕在2021年前獲批上市，包括中國國藥集團(tuán)的新冠病毒滅活疫苗，英國牛津-阿斯利康新冠疫苗和美國輝瑞公司的新冠候選疫苗。由于疫苗通常需要數(shù)周的時間才能為一個健康的人提供完全保護(hù)，并且對于免疫系統(tǒng)較弱或受損的人群，疫苗的效果要大打折扣；因此，在疫苗研發(fā)的基礎(chǔ)上，仍亟需開發(fā)針對COVID-19的治療藥物以應(yīng)對疫情。中和抗體由于其特異性好、療效高、安全性高等特性成為新冠藥物開發(fā)的熱點。美國總統(tǒng)特朗普在感染新冠后，就曾接受了來自于美國再生元公司的雞尾酒抗體REGN-COV2的治療。目前，多家公司的新冠中和抗體藥物臨床研究也顯示出良好的治療潛力。

近日，華人抗體協(xié)會旗下期刊、牛津大學(xué)出版社出版的Antibody Therapeutics發(fā)表了一篇原文標(biāo)題為“Neutralizing antibodies against SARS-CoV-2: current understanding, challenge and perspective”的綜述論文。通訊作者是來自廈門大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院夏寧邵教授團(tuán)隊的高級工程師鄭清炳博士。

論文摘要和亮點

目前已經(jīng)報道了許多具有治療潛力的SARS-CoV-2中和抗體（NAbs），并且相關(guān)科研工作者正加速推進(jìn)針對SARS-CoV-2的抗體療法的臨床前和臨床研究。本文提供了SARS-CoV-2特異性或交叉反應(yīng)性NAbs的系統(tǒng)概述，并重點討論了它們的結(jié)構(gòu)研究、抗體功能及中和機(jī)制。同時，作者也總結(jié)了NAb療法所面臨的挑戰(zhàn)，例如抗體依賴增強(qiáng)癥（ADE）和病毒逃逸突變等。

論文主要內(nèi)容

中和抗體在清除COVID-19患者體內(nèi)的病毒中起著重要作用。近幾個月來，報道了許多SARS-CoV-2的NAbs，這促進(jìn)了基于NAbs的免疫療法在治療COVID-19中的應(yīng)用。研究表明，COVID-19患者的NAbs滴度與靶向刺突糖蛋白（Spike glycoprotein）受體結(jié)合區(qū)域（RBD）的免疫球蛋白IgG的濃度密切相關(guān)，這表明刺突蛋白上的RBD可能包含主要的中和表位。針對目前已報道并且復(fù)合物結(jié)構(gòu)已發(fā)布在Protein Data Bank上的靶向RBD的抗體，作者提出了有關(guān)這些NAbs如何特異性識別SARS-CoV-2的RBD或與其他型冠狀病毒的交叉反應(yīng)性的獨特見解。

依據(jù)抗體所能結(jié)合的S三聚體的構(gòu)象，作者將抗體分為四類（圖1），分別是，分類一：只能靶向處于‘up’狀態(tài)的RBD（如REGN10933，CB6，CV30等）；分類二：只能靶向處于‘up’狀態(tài)且順時針相鄰的RBD同時處于‘up’狀態(tài)的RBD（如CR3022，EY6A，VHH-72）；分類三：只能靶向處于‘down’狀態(tài)的RBD（如Fab2-4，BD23等）；分類四：能同時靶向處于‘up’及‘down’狀態(tài)的RBD（如S309，H11-H4，REGN10987等）。有意思的是，作者指出，這些歸為相同類型的抗體具有某些相似的特征和中和機(jī)制，例如分類一的抗體大部分都具有相同的重鏈V基因家系（IGHV3-53），并且均通過阻斷受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶II（ACE2）與RBD的結(jié)合來中和病毒；分類二的抗體靶向高度保守的隱蔽表位，因此均能夠交叉中和SARS-CoV和SARS-CoV-2；分類三的抗體則靶向含糖基表位，并且糖鏈對于抗體的結(jié)合起重要作用，抗體能夠?qū)BD鎖定在‘down’狀態(tài)并使ACE2結(jié)合區(qū)域不可及。

除了靶向RBD的NAbs外，也有針對非RBD的NAbs報導(dǎo)，例如靶向N末端區(qū)（NTD）的4A8，COV57，2-17等抗體及靶向S2區(qū)域的抗體。值得注意的是，靶向NTD的抗體不阻斷ACE2與RBD的相互作用，而是通過某些未知的中和機(jī)制發(fā)揮其抗病毒作用。

NAbs由于其出色的中和效率和成熟的工業(yè)化生產(chǎn)程序，可作為針對COVID-19的有效的治療方法。作者在文章中概述了新冠中和抗體在臨床的研究和應(yīng)用，例如CB6抗體在針對非人靈長類動物的給藥中，表現(xiàn)出強(qiáng)大的體內(nèi)病毒抑制作用；開頭提到的再生元的雞尾酒抗體REGN10987+REGN10933則具有中和所有已鑒定病毒突變體的能力。同時作者也列舉了目前處在臨床試驗狀態(tài)下的單克隆抗體（表1）。

最后，作者指出目前NAb治療新冠病毒所面臨的挑戰(zhàn)，包括ADE引發(fā)的病毒感染加重以及作為單鏈RNA病毒，高突變率可能導(dǎo)致病毒感染性及對抗體抗性的增加。并提出優(yōu)化動物模型，使用雞尾酒療法的策略來應(yīng)對這些風(fēng)險與挑戰(zhàn)。

在國家新藥創(chuàng)制重大科技專項、藥品監(jiān)管改革、醫(yī)保制度改革和科技金融創(chuàng)新的合力助推下，我國生物醫(yī)藥迎來蓬勃發(fā)展、量質(zhì)齊升的可喜局面。
只要繼續(xù)深化改革，不斷完善創(chuàng)新生態(tài)，中國新藥研發(fā)未來可期。

最近一段時間，生物醫(yī)藥領(lǐng)域好消息不斷：中國生物和北京科興自主研發(fā)的新冠疫苗，在越來越多的國家接種，為全球抗疫繼續(xù)貢獻(xiàn)中國智慧；百濟(jì)神州自主研發(fā)的一款抗癌新藥的海外權(quán)益，以超過22億美元的總交易金額授權(quán)全球制藥巨頭諾華，創(chuàng)造了中國新藥出海的又一里程碑……

包括疫苗在內(nèi)的生物醫(yī)藥是不折不扣的高新科技產(chǎn)品，小小一片藥丸、一劑疫苗，凝結(jié)著眾多科學(xué)家和技術(shù)工程人員的心血。

黨的十八大以來，在國家新藥創(chuàng)制重大科技專項、藥品監(jiān)管改革、醫(yī)保制度改革和科技金融創(chuàng)新的合力助推下，我國生物醫(yī)藥迎來蓬勃發(fā)展、量質(zhì)齊升的可喜局面。

一方面，包括免疫治療、細(xì)胞治療在內(nèi)的前沿技術(shù)多點開花，創(chuàng)新藥逐年增多。據(jù)不完全統(tǒng)計，2018至2020年共有37個一類創(chuàng)新藥獲準(zhǔn)上市，由此前的平均1年1個增加到1月1個。

另一方面，創(chuàng)新實力不斷提升，快跟式創(chuàng)新的速度明顯加快，圍繞新靶點、新機(jī)制研發(fā)的原研藥陸續(xù)進(jìn)入臨床試驗，有望在腫瘤、乙肝、肺纖維化、老年癡呆等重大疾病的治療上大顯身手。

隨著創(chuàng)新藥開花結(jié)果，其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益逐漸顯現(xiàn)。越來越多的國產(chǎn)新藥以良好的安全性、治療效果和較低的價格，逐步替代昂貴的進(jìn)口藥，在造?；颊叩耐瑫r顯著降低了醫(yī)療負(fù)擔(dān)。

與此同時，一批具備創(chuàng)新實力的新興生物技術(shù)公司脫穎而出，成為創(chuàng)新大軍中生機(jī)勃發(fā)的重要力量。有專家預(yù)言，繼互聯(lián)網(wǎng)、信息通信、新能源等之后，生物醫(yī)藥有望成為支撐我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的又一新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)然，我們既要看到成績也要正視不足。

我國從仿制藥大國邁向創(chuàng)新藥大國的轉(zhuǎn)型才剛開始，無論是基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)還是企業(yè)規(guī)模，與世界創(chuàng)新藥強(qiáng)國相比還有很大差距。

與此同時，醫(yī)藥領(lǐng)域的制度創(chuàng)新還滯后于科技創(chuàng)新的步伐。作為政府嚴(yán)格監(jiān)管的特殊商品，藥品對于政策的依賴性更強(qiáng)；對于周期長、風(fēng)險高、投資大的新藥研發(fā)來說，政策保障尤為關(guān)鍵。

當(dāng)前，在藥品臨床審評、上市審批和臨床試驗管理、國家醫(yī)保等關(guān)鍵環(huán)節(jié)還存在一些堵點，影響新藥研發(fā)的速度和質(zhì)量。

“改革道路上仍面臨著很多復(fù)雜的矛盾和問題，我們已經(jīng)啃下了不少硬骨頭但還有許多硬骨頭要啃，我們攻克了不少難關(guān)但還有許多難關(guān)要攻克?！绷?xí)近平總書記在主持中央全面深化改革委員會第十七次會議時強(qiáng)調(diào)，要把深化改革攻堅同促進(jìn)制度集成結(jié)合起來，聚焦基礎(chǔ)性和具有重大牽引作用的改革舉措，加強(qiáng)制度創(chuàng)新充分聯(lián)動和銜接配套，提升改革綜合效能。

包括疫苗在內(nèi)的生物醫(yī)藥是事關(guān)國計民生和國家安全的戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)。新藥研發(fā)涉及科技、藥監(jiān)、醫(yī)保、衛(wèi)生醫(yī)療等多個政府部門，政策的協(xié)同性、配套性尤顯重要。只要繼續(xù)深化改革、持續(xù)完善創(chuàng)新生態(tài)，中國新藥研發(fā)未來可期。