摘要:1975年杂交瘤技术的诞生,开启了单克隆抗体的新时代。50年间,这项技术从基础研究工具,逐步发展为全球获批212款的主流治疗手段,惠及数千万患者。从鼠源抗体的局限性突破,到人源化双特异性抗体抗体药物偶联物的迭代,再到生物制造与给药技术的升级,单克隆抗体的进化从未停止。如今AI赋能抗体设计,口服、中枢递送等新方向探索,让这款疗法的未来充满更多可能。

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一、一次实验室突破,开启50年的疗愈征程

1975年,Köhler和Milstein在实验室做出了一个改变医学的发现——杂交瘤技术。简单说,就是把小鼠免疫后的B细胞和骨髓瘤细胞融合,造出能无限分泌特异性抗体的杂交瘤细胞(图1a,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。这一发现直接拿下1984年诺贝尔奖,也让单克隆抗体从概念变成了可量产的科研工具。最初的鼠源单抗虽能精准结合抗原,但作为药物的短板很快显现,免疫原性强、半衰期短、效应功能弱,直到1986年首款鼠源单抗muromonab-CD3获批,才迈出临床第一步,而真正的爆发,还要等上十余年。

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图1从杂交瘤技术到抗体疗法的发展路径

a为杂交瘤技术制备鼠源单克隆抗体的核心步骤;b为从杂交瘤技术诞生到抗体疗法获批的关键环节,涵盖抗体工程、生物制造、临床研究等多个阶段

二、抗体的“改头换面”,突破鼠源的先天局限

鼠源单抗的临床短板,逼着科研人员开始给抗体“做改造”。嵌合化是第一步,把鼠源抗体的抗原结合区嫁接到人源抗体的恒定区,降低了部分免疫原性。随后的人源化技术更精细,只保留鼠源抗体的抗原结合环,其余全部替换成人源序列,这一改造让抗体的临床兼容性大幅提升(Box1,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。后来全人源抗体技术出现,通过转基因小鼠、噬菌体展示等方法,直接获得全人源序列的抗体,彻底解决了免疫原性问题,2002年获批的阿达木单抗,就是首款全人源IgG抗体,也成了首款年销售额超200亿美元的抗体药。

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三、212款获批药的背后,是疗法格局的全面进化

截至2025年5月,全球获批的抗体治疗药物已达212款,这个数字还在以每年至少18款的速度增长(图2a,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。这些药物不再只是单一的IgG抗体,双特异性抗体抗体药物偶联物(ADCs)CAR-T细胞疗法等新形式百花齐放。从疾病领域看,肿瘤占比48%,自身免疫性疾病25%,感染、神经、代谢疾病等领域也在不断拓展(图2b,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。给药方式也从最初的静脉输注,发展出皮下注射、玻璃体内注射等多种形式,让患者的治疗体验大幅提升(图2d,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。

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图2全球获批抗体治疗药物的发展格局

a为不同抗体形式的累计获批数量;b为抗体疗法获批的疾病领域分布;c为不同制备技术的抗体累计获批数量;d为抗体疗法的给药途径分布;e为获批抗体药物偶联物的作用机制与数量;f为获批双特异性抗体的结构形式与数量

四、精准靶向的进阶,从单一抗体到多元治疗体系

抗体疗法的魅力,在于对疾病的精准靶向,而这一点在B细胞疾病和HER2+癌症的治疗中体现得淋漓尽致。针对B细胞的CD20靶点,从首款嵌合抗体利妥昔单抗,到糖基化改造的奥滨尤妥珠单抗,再到双特异性T细胞衔接器、CAR-T细胞、ADCs,形成了多代产品的治疗矩阵(图3,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。HER2+乳腺癌的治疗更是如此,曲妥珠单抗开启靶向时代后,帕妥珠单抗的联合、ADCs的升级、双特异性抗体的出现,让这款癌症的治疗效果不断突破,甚至能覆盖HER2低表达的患者(图4,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。

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图3靶向B细胞的各类抗体治疗药物

涵盖单克隆抗体、双特异性抗体、CAR-T细胞、抗体药物偶联物等多种形式,标注了各药物的靶点、结构改造及给药方式特点

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图4靶向HER2的抗体治疗药物格局

展示了单克隆抗体、双特异性抗体、抗体药物偶联物及联合制剂的靶点结合特点、结构改造和获批适应症

五、给药的革新,让治疗从“医院专属”变“居家可及”

静脉输注是抗体疗法最初的给药方式,虽能保证100%的生物利用度,但每次治疗需要数小时,对患者来说既耗时又费力。皮下注射的出现改变了这一现状,给药时间缩短到10分钟内,还能实现居家给药。为了突破皮下注射的剂量和体积限制,科研人员想出了多种办法:和透明质酸酶共制剂,把给药体积从2ml提升到15ml;通过工程改造让抗体更稳定、低黏度,能制备高浓度制剂;甚至改造抗体的Fc区,延长半衰期,减少给药频率(表1,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。如今多款抗体药已实现皮下给药,让治疗的便捷性提升了一个台阶。

表1提升抗体皮下递送效率的核心策略

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涵盖增加给药体积、提高给药浓度、降低用药剂量、提升生物利用度四大方向,及各方向对应的具体技术手段

六、生物制造的升级,撑起抗体药的量产底气

抗体药能从实验室走向临床,生物制造的进步功不可没。最初的CHO细胞培养,抗体滴度只有1-2g/L,如今通过细胞系改造、培养基优化、灌流培养等技术,滴度能稳定在5-8g/L,部分抗体甚至能突破10g/L(Box2,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。生产设备也从传统的不锈钢生物反应器,发展出一次性设备,降低了污染风险,提升了生产灵活性。连续加工技术的探索,还让抗体的生产周期缩短、成本降低,让更多患者能用上这款疗法。

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七、未来的方向,从AI设计到全新递送的无限探索

其实单克隆抗体的进化,从来没有停下脚步。现在的科研人员,已经开始用AI设计抗体了,从结构预测到多参数优化,AI能让抗体的研发效率大幅提升,甚至能设计出自然界不存在的抗体序列。除了AI,条件性抗原结合抗体、IgM/IgA等新型抗体亚型、激动性抗体的探索,都在让抗体的功能更丰富。而口服抗体、中枢神经系统递送的研究,更是试图突破抗体给药的最后壁垒,让这款疗法能覆盖更多疾病、更多患者。当然,降低高工程化抗体的免疫原性,仍是未来需要持续攻克的难题(图5,来源:Nature Reviews Immunology, 2025)。

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八、50年回望,抗体疗法的初心与远方

从1975年杂交瘤技术的实验室发现,到如今212款药物获批、数千万患者获益,单克隆抗体的50年,是基础研究向临床转化的典范。这50年里,我们解决了鼠源抗体的局限,打造了多元的抗体形式,优化了给药和制造技术,让这款疗法从“小众工具”变成了“主流疗法”。某种程度上,抗体疗法的进化,也是人类对抗疾病的缩影——从发现到突破,从优化到创新,永远向着更精准、更便捷、更有效的方向前行。而下一个50年,随着AI、合成生物学等技术的融合,抗体疗法还会带来更多惊喜。

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