抗体药物都是怎么筛选出来的？
抗体药物以其极大的临床价值满足了先前未被满足的临床需求，也用其优秀的市场表现证明了自身巨大的商业价值。销售额数字不断突破，促使研究人员不断研究热门靶点、挖掘尝试冷门靶点。2020年全球“药王”修美乐（阿达木单抗）销售额为199.6亿美元，继续称霸榜单第一，其他堪称“重磅炸弹”的抗体药物也导出不穷。
抗体靶向疗法的临床应用越来越广泛，预计未来将有更多抗体药物进入市场。“工欲善其事，必先利其器”，在这抗体药物的“黄金时代”，如何经济高效的筛选到抗体药物，成为赢在起跑线上的关键所在。
01
抗体多样性的来源
抗体的本质是免疫球蛋白，指具有抗体活性或化学结构的球蛋白。抗体药物则是将特异性地针对某种疾病的抗体人源化改造后得到的靶向药物。
抗体Y形的两个分叉顶端都有被称为互补位（抗原结合位）的锁状结构，该结构仅针对一种特定的抗原表位。这就像一把钥匙只能开一把锁一般，使得一种抗体仅能和其中一种抗原相结合。
抗原结合位高突变区上的细微变化可达百万种以上。每一种特定的变化，可以使该抗体和某一个特定的抗原结合。之所以能产生如此丰富多样的抗体，是因为编码抗体基因中，编码抗原结合位的部分可以随机组合及突变。此外，通过修改重链的类型，可以制造出对相同抗原专一性的不同的抗体，使得同种抗体可以用于不同的免疫系统过程中。这些机制共同构成了抗体多样性的全部来源，是人为选择抗体的理论基础。
02
筛选抗体：抗体文库
抗体库的成功构建，是抗体药物开发的先决条件。以靶点为基础，搭配高通量筛选技术，从海量的抗体库中筛选潜在抗体，抗体研发的通用路径。抗体文库自身的大小和多样性直接决定了抗体药物筛选的成功与否。
最早的抗体药物基于杂交瘤技术，涉及动物免疫和细胞融合等步骤，制备周期长、批间差异大。1985年，Smith开创了噬菌体展示技术，具体是将外源蛋白质的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白的一个基因上，使外源基因随着外壳蛋白的表达而表达，最终蛋白以与外壳蛋白融合的形式展示在噬菌体表面。被展示的蛋白或者多肽可以保持相对的空间结构和生物活性，因而可以利用靶蛋白对其进行筛选。
噬菌体表面展示技术直接略过了动物免疫和细胞融合步骤，抗体来源可以跨越物种，还可以进一步应用于抗体亲和力成熟等，具有更加高效和高通量的特点。采用该技术已成功开发了第一个全人源的抗体药物即阿达木单抗。
03
大有可为的噬菌体抗体库
基于抗体基因序列来源，噬菌体抗体库分为三大类：
天然抗体库（Nave antibody library），基因来源人体或动物体内的血液、骨髓、脾脏和扁桃体内的B淋巴细胞。优点是可获得人抗体、针对所有天然抗原、库足够大，可直接获得高亲和力抗体，但建库耗时费力，并且存在大量未知和不可控因素。
半合成抗体库（Semi-synthetic antibody library）由人工合成的一部分可变区序列与另一部分天然序列组合构建而成的抗体库。其主要是利用种系的重链、轻链或重排的可变区片段，其中一个或多个CDR要随机重排。对难于在体内进行免疫的抗体研制具有良好的应用前景；
合成抗体库（Synthetic antibody library）指抗体可变区序列全部由人工合成的抗体库。保留CDR区的通用或主干部分，设计可替换的基因区域，实现高度的随机化，可以带来巨大的库容量。不需要免疫动物，可筛选到一些其他库中不易得到的抗体。
此外，还有将两种或者三种不同类型的抗体文库混合而成的组合抗体文库。
全合成抗体库的设计多样性，抗体识别表位多样性远超过天然抗体库；不过全合成抗体库人为设计的序列多样性，没有经过体内进化，可能出现蛋白异常修饰或异常氨基酸簇、表达水平低和易于降解的现象，因此需要搭配抗体优化，以更具成药性；具体包括人源化、亲和力成熟和理化性质优化。
理论上可以从库容量大的抗体库中筛选到任何所需要的高亲和力的特异性抗体。但为获得高亲和力抗体, 噬菌体抗体库在保证多样性前提下还需要尽可能增大库容。
04
新为医药的噬菌体展示文库
目前，噬菌体展示技术因为其高效、简便及体外控制在原核或真核系统中原则参数的能力正逐步成为生产治疗用抗体的重要技术平台。
新为医药自主设计，研发的噬菌体展示抗体文库已经投入使用，具体包括噬菌体展示合成抗体文库和天然抗体文库，可以通过亲和淘选、细胞分选等筛选方式，筛选阳性抗体分子；还可以同步进行蛋白质/抗体的亲和力成熟等分子定向进化，产生具备更高的亲和力和稳定性先导抗体分子，可用于动物药理实验的潜在抗体药物。
新为医药成功建成以生物信息学和合成噬菌体库技术为基础的分子设计和药物发现平台，并高效开展单抗发现和抗体工程工作。公司的纳米单抗、AbTAC双抗、ADC等数个以胃肠道肿瘤为主要适应症的项目研发正在取得预期成果，其中一个ADC项目已与某知名药企达成合作开发协议。
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