一個藥物能不能成功，最關鍵的是人體臨床試驗有效（安全前提下）
 

我們首先采用倒推的方式看新藥研發。安全有效，是指在人體臨床試驗有效并被批準上市，是每一家藥企每一個參與人對每一個產品該有的夢想。不考慮“實驗設計影響藥效結果”這樣的前提，我們說“有效”就是指病人用藥了、 病情好轉了、治好了、或者壽命延長了。而一個分子能夠獲得IND批準進入臨床試驗的前提，是在動物疾病模型上有效，也就是臨床前研究有效。但是，過去幾十年的統計表明，一個拿到IND的候選分子，最后能夠成功走完三期臨床，并成功上市的可能性只有不到10%的幾率。也就是說，臨床前的數據不總是可靠。
 

如何提高臨床前動物實驗結果的可轉化性？
 

臨床前藥效研究的最后一步是在動物疾病模型上看體內藥效。以腫瘤藥物為例，基本只能在小鼠上進行藥效評價，一般是將我們實驗室里的常用小鼠腫瘤細胞系（或PDX）接種到年輕健康的小鼠身上、給藥、然后看效果。而由于小鼠和人的免疫、代謝、生長環境等相差比較大，經常是在小鼠身上看到了很好的效果，等做人體臨床試驗的時候，在病人身上看不到同樣的結果。轉化率低（5-10%轉化效率）是目前小鼠模型的普遍問題，造成90%的人體臨床試驗失敗，浪費大量的人力物力和臨床資源。
 

雖然猴子是最接近人類的，如果能做疾病模型那就最好了。但很遺憾，我們沒有辦法找到足夠數量的帶腫瘤的猴子，當然也沒有企業愿意將猴子飼養幾十年來獲得腫瘤猴（當然即使有幾只，也滿足不了醫藥研發的龐大需求）。同樣，也沒有人愿意長久飼養豬羊等家畜一直到其生命晚期，去獲得帶瘤家畜。
 

國外多年的比較醫學研究發現，寵物可以成為很好的轉化醫學模型。與小鼠不同，寵物（犬、貓）作為人的伴侶動物，與人類有共同的生活環境和飲食習慣，并與人類有非常類似的免疫系統。在犬貓上獲得的臨床試驗結果在人類臨床上的重現率將非常高。以腫瘤為例，寵物犬的壽命在10-15歲之間，大約在6歲的時候開始有腫瘤發生，并有超過50%的寵物狗最終死于腫瘤。這些寵物腫瘤患者為腫瘤轉化醫學臨床試驗提供了大量的病患來源。
 

總而言之，小鼠因為繁殖快、可及性最好，可用于大規模初篩抗體分子并找到其中最好的候選抗體分子。而找到的候選抗體分子，則可以在腫瘤寵物上進行進一步的寵物臨床試驗，其數據對于人體臨床試驗的指導意義將會更大。
 

怎樣的抗體才能同時適合在小鼠、寵物（狗）、和人體上做臨床呢？
 

傳統上，針對同一個靶點，研究者會制備分別識別小鼠和人靶點的抗體。針對小鼠的抗體被稱為surrogate antibody，用來在小鼠上做研究，其結果用來指導/預測抗人靶點抗體在人體臨床試驗上的結果。當然，還可以用靶點人源化小鼠在小鼠身上研究抗人靶點抗體的藥效。
 

如果在小鼠和人之間，再加一個寵物腫瘤模型，則需要再開發一個抗寵物靶點的抗體。這首先會讓抗體制備篩選的工作量變得巨大，而且，這些針對不同物種同一靶點的抗體，可能因為識別表位不同、親和力不同等原因，會互相失去轉化意義。
 

最理想的方案是，制備篩選能夠交叉識別鼠、狗（貓）、人、猴（安全評價）的單抗，這樣的單抗可以連續在小鼠模型、寵物模型、以及人體上進行臨床試驗，從而實現小鼠和寵物的最大轉化效果。
 

如何開發交叉識別鼠、狗、人的抗體呢？
 

我們知道，動物的免疫系統，會識別外源抗原并產生抗體，同時對自身抗原不易產生抗體。同理，當我們用一個“人蛋白A”免疫小鼠的時候，小鼠產生抗體的情況取決于人鼠之間蛋白A氨基酸序列的同源性。序列同源性越高，越不容易產生抗體，這是因為小鼠會把人鼠同源的氨基酸序列看成自身成分。這也是不容易開發交叉識別抗體的原因。
 

但是，如果A基因對小鼠來說并不是一個致死基因（致死基因指該基因缺失后小鼠不能存活），就可以先將小鼠的A基因先敲除掉，讓小鼠終生未見過A蛋白。這時，如果再用“人A蛋白”免疫這個小鼠，產生的眾多單抗里，就可以篩選出同時識別鼠和人A蛋白的抗體。也可以用狗和貓的A蛋白做進一步的篩選，找到同時識別鼠、狗（貓）和人A蛋白的抗體。有了這樣的抗體，將在很大程度上提高小鼠模型和寵物腫瘤模型的轉化醫學效果。
 

如何利用全人抗體小鼠進一步加快抗體開發效率呢？
 

用基因敲除的小鼠，針對一個蛋白可以得到數以百計的單克隆抗體。這些單抗需要做大量的體外比較和體內藥效實驗去篩選出幾個候選抗體。由于這些抗體蛋白的氨基酸序列是小鼠自身序列，科學家們還需要對每個單抗進行序列人源化改造，也就是在保證親和力和功能的前提下，將小鼠抗體蛋白氨基酸序列最大程度替換成人的序列。人源化改造后的抗體分子還需要進一步做體外分析比較和體內藥效研究，這是一個工作量巨大的過程，需要蛋白工程專家對每一個抗體分子進行細致的研究。另外，在時間上也大大延長了抗體開發過程。巨大的工作量、人才需求、時間需求等，使得抗體藥物研發無法實現規�；�、高效率。
 

而全人抗體小鼠，可以使得抗體開發過程實現規模化和高效率。全人抗體小鼠是指，通過基因編輯技術，該小鼠身上的抗體基因已經被替換成了人的抗體基因。當用一個抗原免疫這樣的小鼠后，所產生的所有單抗，其序列都是人的序列。一旦篩出有藥效的全人單抗，就省去了再對抗體氨基酸序列進行人源化改造的過程。進一步，如果將靶點基因從全人抗體小鼠中敲除掉，就可以產生交叉識別鼠、狗（貓）、人的全人序列單抗。
 

提高人體臨床試驗成功率，需要通盤思考臨床前抗體藥物研發流程
 

對于抗體藥物臨床前研究，可以采用反向工程的思維邏輯進行研發。比如，抓住“寵物腫瘤有效”這個牛鼻子，去指揮/要求前期藥物研發，則會目的性更強，效率更高。從人、狗、再到鼠這樣往回看，如果不想浪費大量精力進行針對不同動物同一靶點的抗體開發，就一定要求所篩選的抗體交叉識別鼠、狗（貓）、人靶點蛋白。當然，為了安評實驗，所篩選出來的抗體還要識別猴的靶點。而從靶點的角度看，通過在全人抗體小鼠上敲除靶點的方式，就可以制備“寵物腫瘤有效”這個牛鼻子所要求的交叉抗體，這種開發抗體的方式也省去了大量的蛋白工程過程。當多靶點并行的時候，就可以體現出規�；�和效率的優勢。當然，從“寵物腫瘤有效”這個位置往人體臨床試驗方向看，如果一個抗體在寵物里有效，在人體臨床試驗中成功的可能性就會大增。
 

重新思考動物模型在后PD-1時代的重要作用
 

PD-1, CTLA4和PD-L1抗體，已經是腫瘤免疫的基石分子。目前除了PD-1/PD-L1和CTLA4抗體聯用展示出優異的效果之外，其它熱門靶點還沒有見到振奮人心的報道。臨床上大量的聯用，基本是MSD和BMS這樣的跨國藥企才做得起的。找到比PD-1和CTLA4聯用更好的組合，是所有腫瘤免疫企業共同的夢想，包括聯用和雙特異性抗體。
 

有些靶點（比如CD3e、CD28）是眾多雙特異性抗體的基石組成臂。針對這兩個靶點所開發的單抗或雙特異性抗體，安全性（細胞因子風暴）是最大的疑慮。基于人鼠之間免疫系統和免疫環境的不同，anti-CD3e和anti-CD28的體內安全性在小鼠模型里面很難評價。如果我們開發出同時識別鼠、狗、人的全人序列單抗（或共同輕鏈抗體），就可以做出一系列能夠在腫瘤狗身上進行藥效和安全性評價的雙特異性抗體。
 

不管聯用還是雙特異性抗體，如果是走靶點人源化小鼠路線，無論在時間上還是成本上，都無法滿足抗體藥物研發的需求。開發交叉識別抗體，將來就可以做各種組合，并在普通小鼠，寵物上進行藥效驗證，這才能為將來的抗體藥物開發打開一道陽光大道。
 

總結
 

總之，抗體藥物研發是一個復雜的過程，需要不斷地在起點（靶點選擇）和終點（人臨床實驗）之間來回思考。即要以生物機制為出發點，也需要有反向工程思維（藥效說話），因為我們畢竟對機體的復雜程度還遠遠不了解。
 

雖然這幾年我國生物醫藥人才數量在快速增加，但跟國外相比，高級人才的比例還相對比較低�；蚴窃谝�進高級人才后沒有實驗條件（基層團隊、技術、材料等等），使得新藥研發進程受損，浪費大量的時間成本。
 

我相信今后幾年，臨床前新藥研發企業會與產品臨床開發企業緊密合作，通過分工合作、資本參與、集中力量辦大事，以實現我國生物醫藥研發的快速進步。
 

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