今天，中國大陸首個(gè)PD-1抑制劑（nivolumab）正式開(kāi)賣(mài)，非小細胞肺癌患者終于用上了期待已久的“O”藥。

這是個(gè)歷史性的時(shí)刻。

一周前，百時(shí)美施貴寶（BMS）公布了nivolumab在中國大陸的銷(xiāo)售價(jià)格——只有美國的一半，也遠遠比其他國家和地區代購的便宜。這個(gè)價(jià)格獲得了滿(mǎn)堂彩。

兩個(gè)月前，nivolumab獲中國國家藥品監督管理局（CNDA）批準，成為第一個(gè)登陸中國大陸的免疫檢查點(diǎn)抑制劑。

三年前，在廣東省人民醫院終身主任吳一龍教授的主持下，CheckMate-078研究開(kāi)始了。作為nivolumab的中國注冊臨床研究，它是第一個(gè)，也是迄今為止唯一一個(gè)證實(shí)免疫檢查點(diǎn)抑制劑在中國人群中療效和安全性的研究[1]。CheckMate-078開(kāi)啟了專(zhuān)屬于中國晚期非小細胞肺癌患者的生命奇跡。

癌癥，說(shuō)到底就是人體免疫系統與異常細胞之間的一場(chǎng)戰斗。癌癥會(huì )不會(huì )發(fā)生，看的就是在這場(chǎng)戰斗里誰(shuí)強誰(shuí)弱。

一百多年來(lái)，科學(xué)家一直在探索激活人體免疫系統以治療癌癥的免疫療法，希望初現于1996年。

當年，加州大學(xué)伯克利分校的JamesAllison團隊在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇開(kāi)天辟地的研究論文，他們在T細胞上發(fā)現了一種抑制分子CTLA-4，阻斷這種分子與抗原呈遞細胞上相應配體分子的結合，就可以增加T細胞的抗腫瘤活性，抑制腫瘤生長(cháng)[2]。

腫瘤免疫治療呼之欲出。

就在此時(shí)，一直埋頭做轉基因小鼠技術(shù)研發(fā)的公司Medarex（2009年被BMS收購）嗅到癌癥治療要巨變的氣息。沒(méi)想到他們不僅嗅覺(jué)靈敏，動(dòng)作還很迅速，很快就開(kāi)發(fā)出了CTLA-4抗體。2000年，他們在轉移性黑色素瘤患者身上，親眼見(jiàn)證了免疫治療的威力。這個(gè)抗體就是2011年被FDA批準的全球第一個(gè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑Yervoy（ipilimumab）。

ipilimumab的成功，讓Medarex的科研人員意識到，CTLA-4和類(lèi)似的靶點(diǎn)必將是腫瘤治療十分有潛力的新方向。

在Medarex轉基因小鼠技術(shù)帶頭人NilsLonberg的帶領(lǐng)下，一幫科研人員開(kāi)始在浩瀚的科研論文中搜尋新線(xiàn)索。很快，他們就被日本京都大學(xué)TasukuHonjo團隊在1992年克隆到的PD-1分子吸引住了[3]。

華人免疫學(xué)家陳列平和TasukuHonjo的研究都表明，這個(gè)PD-1分子一旦與腫瘤細胞上的PD-L1結合，T細胞的抗腫瘤活性就沒(méi)了[4-6]。這就意味著(zhù)，PD-1和CTLA-4類(lèi)似，也是T細胞的一種負調節因子。

如果CTLA-4抗體能激活T細胞的抗腫瘤活性，那么PD-1抗體應該也能達到同樣的效果！這讓NilsLonberg團隊欣喜若狂。

而PD-1抗體開(kāi)發(fā)的任務(wù)，就落到了當時(shí)在Medarex任職的華人科學(xué)家王常玉和黃海春等人的肩上。

既然要研發(fā)可以在人身上使用的PD-1抗體藥物，那根據抗原抗體反應的原則，第一步就是獲取抗原，即人的PD-1。這個(gè)很簡(jiǎn)單，畢竟早在1992年TasukuHonjo就已經(jīng)克隆到了。

接下來(lái)問(wèn)題就來(lái)了，抗體是抗原刺激免疫系統之后，體內B細胞根據抗原的特點(diǎn)定制化生產(chǎn)的，抗原PD-1是有了，那該用PD-1刺激誰(shuí)產(chǎn)生抗體呢？

刺激人？這個(gè)你想都不要想。

那只能是小白鼠了。這個(gè)生產(chǎn)抗體的辦法是Kohler和Milstein在1975年首次發(fā)現的[7]，1984年他們因為發(fā)現了單克隆抗體產(chǎn)生原理而獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎[8]。

但是這里面就有個(gè)問(wèn)題了。用人的PD-1去刺激小白鼠生產(chǎn)PD-1抗體，這個(gè)特異性的結合應該是沒(méi)問(wèn)題的。但是呢，當我們把小鼠產(chǎn)生的鼠源PD-1抗體用在人身上的時(shí)候，這個(gè)鼠源PD-1抗體顯然不是人身上的東西啊，人體肯定會(huì )把鼠源PD-1抗體當做抗原清除掉[9-11]?？赡懿黄鹦Р徽f(shuō)，這種抗體還會(huì )帶來(lái)一些安全問(wèn)題[12]。

如此一來(lái)，這類(lèi)抗體實(shí)用性到底怎么樣就說(shuō)不好了，1986年獲FDA批準的第一個(gè)單克隆抗體藥物Muromonab-CD3就是個(gè)明證。它獲批之后，FDA連續8年沒(méi)再敢批其他的單抗藥物。

為了盡可能避免人體把鼠源抗體當做外來(lái)的抗原清除掉，科學(xué)家著(zhù)實(shí)想了很多辦法。

1984年，人-鼠嵌合抗體誕生了[13]，科學(xué)家把鼠源抗體專(zhuān)門(mén)用來(lái)識別抗原的可變區保留，把對抗原識別作用不大的恒定區用人的抗體替換掉。如此一來(lái)，這個(gè)人-鼠嵌合抗體進(jìn)入人體后就沒(méi)那么招搖了，在一定程度上降低了被人體消滅掉的風(fēng)險。

抗體藥物發(fā)展簡(jiǎn)史

兩年后的1986年，Jones等人對鼠源抗體的可變區做進(jìn)一步改造，讓它在保留識別抗原能力的前提下，盡可能的小。這就是我們現在常說(shuō)的人源化抗體。

不過(guò)，就算做了這么多改造，但是顯而易見(jiàn)的是，如果能讓小鼠生產(chǎn)人的抗體，那才是真的完美。

早在1985年，FrederickAlt等就曾預言，日漸成熟的轉基因技術(shù)可以讓小鼠表達人的抗體[14]?？梢哉f(shuō)，Alt的預言不僅給了科學(xué)家信心，還為未來(lái)的研究指明了方向。

1994年，Alt的預言實(shí)現了。4月28，當年尚在GenPharm公司（1997年被Medarex收購）工作的NilsLonberg等人[15]，和CellGenesys公司的研究團隊[16]，分別在《自然》和《自然遺傳學(xué)》上發(fā)表重要研究成果：他們用不同的方法開(kāi)發(fā)出了可以生產(chǎn)全人源單克隆抗體的轉基因小鼠。

各種類(lèi)型抗體的結構

從Alt的預言，到技術(shù)實(shí)現，消耗了無(wú)數科學(xué)家的近十年光陰，治療性抗體的生產(chǎn)終于近乎完美了。無(wú)怪乎有人稱(chēng)：轉基因小鼠技術(shù)的實(shí)現是單克隆抗體制備領(lǐng)域的一次技術(shù)飛躍。

制造PD-1抗體，萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng)。

nivolumab誕生記：精益求精的單抗技術(shù)

王常玉和黃海春等人抓了幾只NilsLonberg研發(fā)的轉基因小鼠，把PD-1注射到轉基因小鼠體內。那是不是就可以坐等從轉基因小鼠體內收獲全人源的PD-1抗體了呢？

當然不是。

一只小鼠才能生產(chǎn)多少抗體？此外，用小鼠生產(chǎn)，這成本肯定得高得嚇人啊。

研究人員把接受PD-1免疫后的轉基因小鼠的脾臟取出來(lái)了。很多產(chǎn)生全人源PD-1抗體的B細胞都在里面。讓這些脾細胞生產(chǎn)抗體雖然是個(gè)好主意，然而這些離體細胞的壽命不長(cháng)、增殖能力也很差。

要說(shuō)長(cháng)壽且繁殖力強，那腫瘤細胞肯定冠絕細胞界。

科學(xué)家就想到利用癌細胞的這一特點(diǎn)。他們把脾細胞和骨髓瘤細胞融合，讓這種融合細胞既能產(chǎn)生全人源PD-1抗體，還能“健康長(cháng)壽”。這就是大名鼎鼎的“雜交瘤”技術(shù)。通過(guò)簡(jiǎn)單的篩選，王常玉和黃海春團隊很快得到了合適的雜交瘤細胞，終于能夠生產(chǎn)夢(mèng)寐以求的全人源PD-1抗體。

此時(shí)，距離他們開(kāi)始制備PD-1抗原只過(guò)了4個(gè)月！

不過(guò)此時(shí)，這個(gè)全人源PD-1抗體還不是真正的nivolumab，只能算個(gè)“原型機”，要能夠穩定、有效地在臨床上使用，還得給它動(dòng)幾個(gè)“大手術(shù)”才行。

這里我們就很有必要先來(lái)了解一下抗體本身了。

我們都知道抗體和抗原的結合是非常有特異性的，靠著(zhù)抗體獨一無(wú)二的可變區，大多數情況下一種抗體能夠專(zhuān)一識別一種抗原。正是這種一一對應的關(guān)系，讓抗體藥物有更小的副作用和更高的效率。

不過(guò)從另一個(gè)層面來(lái)分，人體內的抗體又可以分為IgA、IgD、IgE、IgG和IgM等5種類(lèi)型。這五種類(lèi)型的抗體各司其職，針對不同的外來(lái)入侵物，它們的壽命（半衰期）也不同，其中IgG的壽命最長(cháng)，所以目前臨床上使用的治療性抗體多為IgG類(lèi)型[17]。

這個(gè)IgG門(mén)下又分四大金剛，它們分別叫IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。這四種亞型的技能也是不同的[17]。

例如IgG1和IgG3，它倆有兩個(gè)獨門(mén)技能，叫抗體依賴(lài)的細胞毒性（ADCC）以及補體依賴(lài)的細胞毒性（CDC），這兩個(gè)技能那可是非常厲害啊，一旦IgG1和IgG3與目標細胞上的抗原結合，這個(gè)細胞肯定會(huì )“中毒”身亡。顯然，這種類(lèi)型的抗體不適合作為T(mén)細胞表面抗原PD-1的抗體。畢竟我們的目的是為了激活T細胞，而不是干掉T細胞。

IgG1和IgG3的恒定區（FC）有抗體依賴(lài)的細胞毒性（ADCC）何補體依賴(lài)的細胞毒性（CDC）

而IgG2和IgG4亞型就溫和多了，它倆主要的技能是阻礙或抑制。巧了，科學(xué)家不正是要阻礙腫瘤細胞的PD-L1與T細胞的PD-1結合嘛！就是它倆了。不過(guò)，IgG2主要結合糖類(lèi)抗原，所以它也出局了。

如此一來(lái)，IgG4亞型的PD-1抗體就是科學(xué)家最想要的。

但問(wèn)題也隨之而來(lái)了，IgG4亞型的PD-1抗體不是你想要就能要的啊。我們把PD-1抗原注射到小鼠體內，連小鼠自己都不清楚自己會(huì )產(chǎn)生哪種抗體，我們就更沒(méi)辦法知道了。

王常玉和黃海春想了個(gè)好辦法。

既然抗體識別抗原主要依賴(lài)于可變區，那把篩選到的那個(gè)PD-1抗體的可變區安裝到人的IgG4型抗體上，不就行了嘛！研究人員就給全人源PD-1抗體測了個(gè)序，確定這個(gè)抗體的可變區序列，然后把這個(gè)序列和IgG4亞型抗體的恒定區序列連在一起，一個(gè)全新的IgG4型的全人源PD-1抗體就可以誕生了。

好，現在我們距離nivolumab已經(jīng)很近了！

為啥只是很近了呢，因為王常玉和黃海春還注意到一個(gè)問(wèn)題，那就是野生型（人體正常情況下的）IgG4的兩個(gè)識別抗原的可變區會(huì )發(fā)生交換，形成單價(jià)（半抗體分子）或者進(jìn)一步形成雙特異性抗體[18]。

一旦上面的那個(gè)IgG4型的PD-1抗體與體內的IgG4型其他抗體相遇，它們之間會(huì )交換可變區，這顯然不利于抗體藥物的穩定性，會(huì )降低治療效果；此外，可變區交換后的IgG4抗體，它結合的還是不是PD-1就不好說(shuō)了，所以這種可變區的交換還會(huì )導致不良反應[19]。

對一款藥物來(lái)說(shuō)，這是不可接受的。

好在這個(gè)問(wèn)題有解決的辦法，科學(xué)家早就發(fā)現，只要把IgG4恒定區的第228位氨基酸從絲氨酸（Ser）換成脯氨酸（Pro），就可以阻止IgG4抗體之間的可變區交換了。

經(jīng)過(guò)“換頭”“整容”的重組抗體——目前唯一的全人源、IgG4型的PD-1單克隆抗體藥物nivolumab終于誕生了。

征戰臨床：千錘百煉的臨床證據

在從實(shí)驗室走向市場(chǎng)之前，更多的考驗等待著(zhù)初生的nivolumab[20]。

對一個(gè)好抗體來(lái)說(shuō)，首要的是安全，這個(gè)抗體不能危害到其他正常的細胞組織和器官。于是研究人員把包括小腦、心臟、肝、肺、腎和脾等在內的人體細胞和nivolumab放一起。很好，即使在高于使用濃度數十倍水平的情況下，nivolumab也沒(méi)有傷害上述的組織細胞。

其次，就是抗體的有效性，看看nivolumab是不是真的可以激活T細胞的抗腫瘤能力吧。當把T細胞和一群抑制它活性的細胞一起培養，再往里面加入nivolumab后，T細胞釋放γ-干擾素和IL-2的能力顯著(zhù)增強，T細胞的增殖能力增強。這說(shuō)明T細胞活性增強了。

而且Nivolumab親和力非常強，可以在非常低的濃度下（~1.5ng/mL）解除PD-L1對T細胞的抑制，增強T細胞的活性。與此同時(shí)，在沒(méi)有抗原或者T細胞受體存在的情況下，nivolumab不影響T細胞的活性。

和預期的一樣，在0.003到50μg/mL濃度區間內，nivolumab對T細胞沒(méi)有出現ADCC和CDC，它確實(shí)不會(huì )傷害T細胞。

PD-1抗體阻斷PD-L1與PD-1的結合

這些結果表明nivolumab不會(huì )引起非特異性的淋巴細胞活化。

可見(jiàn)nivolumab不僅高效，而且效果特異性高，只管給腫瘤特異性T細胞加油打氣從不做小動(dòng)作。至此所有的臨床前研究都準備好了，就等上臨床來(lái)個(gè)終極一戰。

2006年，在王常玉和陳列平等科學(xué)家和醫生的推動(dòng)下，全球第一個(gè)PD-1抗體臨床試驗啟動(dòng)了[21]。這個(gè)研究確定了nivolumab在人體的安全性，以及有效性。

2008年開(kāi)始nivolumab里程碑式的CA209-003研究，確定了nivolumab的臨床使用劑量為3mg/kg[24]。同時(shí)，CA209-003研究證實(shí)nivolumab在多個(gè)瘤種中具有抗腫瘤作用，全面開(kāi)啟臨床之路，截止目前累計發(fā)表15篇NEJM文章。

2014年7月4日，nivolumab率先在日本獲批，成為全球第一個(gè)獲批的PD-1抑制劑。自此，nivolumab憑借出生自帶的光環(huán)和榮耀，在抗腫瘤征途上一路開(kāi)掛。

短短4年內，nivolumab在全球已獲批用于9個(gè)瘤種，17項適應癥，是至今全球適應癥最多的PD-1抑制劑。