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Cetuximab(西妥昔单抗,又称C225单抗)是用于转移性结直肠癌和头颈鳞状细胞癌治疗的抗EGFR单克隆抗体,于2004年被美国FDA批准上市(商品名Erbitux(R))。尽管该药在临床治疗中显示出良好的疗效,但临床超敏反应发生率很高,主要原因是该抗体作为糖蛋白,寡糖链中含有大量的Gal-α(1,3)-Gal(α-Gal)结构。Α-Gal在正常人体蛋白的N糖基化修饰中不存在,人多产生于鼠源细胞系,可引发药物特异性IgE抗体介导的超敏反应。本研究中,我们设计不同培养工艺并采用不同于Erbitux(R)的表达系统(CHO表达系统)成功制备出具有不同糖形结构的抗EGFR基因工程抗体(cMAB009单抗),由于该抗体的聚糖结构中不含有α-Gal,因此不会引发药物特异性IgE抗体介导的超敏反应,具有较Erbitux(R)单抗更好的临床安全性。 本课题应用液相色谱-电喷雾离子化四极杆飞行时间质谱技术(LC-ESI-Q-Tof),通过交替高低碰撞能量扫描,源内诱导解离及二级质谱的方法分别从完整蛋白亚单位水平,酶解糖肽水平,释放的寡聚糖水平研究聚糖结构,对比分析CMAB009单抗和Erbitux(R),结合外切糖苷酶逐级消化的方法对两种蛋白的糖链结构作进一步确证分析;通过Ⅰ期人体临床研究,采用NCICTC标准评价CMAB009单抗在人体的临床耐受性,采用流式竞争法检测受试者血清的血药浓度后通过WNL不同模型拟合进行药代动力学的分析,采用RECIST标准进行初步疗效评价;进一步通过临床采集的大样本受试者血清,利用生物薄膜光学干涉(BL1)和ELISA的方法检测并分析CMAB009单抗的免疫原性。 分析结果表明,与Erbitux(R)单抗相比,CMAB009单抗具有相同的氨基酸一级结构,但聚糖中不含有α-Gal,且末端唾液酸主要是人体常见的唾液酸化形式N乙酰神经氨酸(NANA)。这与我们在临床研究中观察到较好的耐受性,未观察到药物相关性超敏反应相一致。在免疫原性大大降低的同时,CMAB009单抗在体内的清除特征符合嵌合抗体在体内的代谢规律,其药代动力学参数与Erbitux(R)基本一致。同时,本研究还深入探索分析不同的糖基化结构对治疗性抗体安全性,药代动力学及生物学活性的影响,进一步揭示了FcRn作为单抗消除旁路途径所发挥的作用。 本研究证明,通过改造单抗的糖基化结构,在不影响单抗生物活性和清除特征的同时,可有效降低单抗的免疫原性,避免超敏反应的发生,减少临床不良反应的发生率,有望为潜在的超敏反应患者带来最大的益处,是一种潜在的安全可耐受的有效靶向新药。