前 言
目前，全球范围内已超过100多种抗体类药物获批上市，肿瘤、自身免疫性疾病、炎症等疾病治疗领域已取得了令人瞩目的进展。抗体在临床治疗、体外诊断、科学研究等领域发挥重要作用。
1 抗体结构和作用机制
众所周知，抗体的结构呈Y字形，分为两部分区域：Fab臂和Fc尾。Fab臂识别肿瘤细胞或肿瘤微环境（TME）中非肿瘤细胞中的游离分子或细胞表面受体。Fc尾与效应细胞结合后引起细胞杀伤作用。
Fab臂决定抗体的特异性。Fc尾与抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）、抗体依赖性细胞介导的吞噬作用（ADCP）以及补体依赖的细胞毒性作用（CDC）及药物半衰期都密切相关。Fab臂和Fc尾共同决定抗体药的疗效和安全性，因此开发抗体药物既要考虑Fab臂的表位、特异性和亲和力，也要充分思考Fc尾的生物学活性、理化性质与目的效应功能的关联，从而将抗体药的疗效与安全性最大化。
2 如何增强抗体药物ADCC活性
ADCC是抗体药杀伤肿瘤细胞或病原微生物的重要机制之一，已知NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等参与ADCC作用。部分研究表明Fc尾与FcγRIIIA的高亲和力有益于抗体药的疗效。
增强ADCC活性的开发策略主要有：
1. 改造抗体Fc尾序列，提高抗体与FcγRs的亲和力。如抗体Fc尾改造Gly236Ala、 Ser239Asp、Ala330Leu和Ile332Glu (GASDALIE)，可以将抗体与FcγRIIIA的亲和力提高20倍，而对抗体与FcγRIIB的亲和力影响极小。
2. 调整抗体Fc的糖基化修饰。如抗体平分型GlcNAc糖基化修饰可显著提高ADCC活性，核心岩藻糖和唾液酸的缺失也可提高抗体的ADCC活性。CHO细胞稳定表达外源GnTIII可协助抗体进行平分型GlcNAc糖基化，或敲除CHO细胞的FUT-8基因（或发酵时添加糖苷酶抑制剂kifunensine），都可作为提升抗体ADCC活性的方式。
3. 双特异/多特异抗体也是加强抗体药ADCC活性的重要方式。
未来联合治疗将为增强ADCC提供更多的可能。如激活CD40，降低或阻断Fc与FcγRIIB的结合（FcγRIIB抑制ADCC生物活性）；或上调效应细胞上的Fc受体表达水平。另外，通过改造FcγRIIIA (Ser197Pro)来降低ADAM17对其清除，从而提高免疫细胞表面FcγRIIIA的丰度，iPSC来源的低清除FcγRIIIA的NK细胞为联合治疗提供另一个思路。
3 如何提高抗体药物半衰期
提高抗体药的半衰期，降低清除效率，可扩大治疗窗口期、降低给药频率，从而提高药物的疗效。
目前主要有3种方式可提高抗体药半衰期：1. 增强抗体Fc尾与FcRn的亲和力。通过改造Fc尾，提高pH5.8亲和力，而基本不改变pH7.4亲和力，改造后的抗体药半衰期得到有效提高。在众多的改造方案中，DHS (L309D/Q311H/N434S)活性展现出了较大的优势，不仅提高半衰期，并保持了FcγRs结合能力以及ADCC活性。
2. 开发结合抗原pH依赖的抗体。TMDD（靶点介导的药物处置模型）消除快，半衰期短，导致血浆/血清抗体浓度低。开发pH敏感抗体成为克服TMDD消除快的可能。在这个模型下，抗体与抗原结合后内化至细胞的核内体中，pH6的酸性环境下抗体与抗原解离，抗体被FcRn转运回血浆，抗原则被细胞降解。
3. 降低抗体的等电点。研究表明负载阳离子分子比负载阴离子分子更易被细胞摄取、吞噬。所以在抗体优化的过程中，降低抗体的等电点是一个有价值方式。
临床/上市ADCC增强药物（部分）
4 Fc受体在抗体药物改造中的作用
如上所述，FcR在抗体药物改造中具有重要作用。FcR是一类能够和抗体Fc片段特异结合的细胞表面蛋白，结合不同类型抗体进而诱发免疫反应。抗体的Fc片段和宿主的免疫细胞表面的FcR结合，激活免疫细胞后通过ADCP、ADCC等机制，清除病原微生物或杀伤肿瘤细胞。
人体内有两类IgG的Fc受体（FcγR），一类为激活受体，包含 FcγRI (CD64)、FcγRIIA (CD32a)、FcγRIIC(CD32c)、FcγRIIIA (CD16a)和FcγRIIIB (CD16b)；一类为抑制受体，FcγRIIB (CD32b)是唯一发现的Fc抑制受体。
为了保证临床疗效和安全性，抗体药需在临床前进行全面的评估。除亲和力和抗原特异性外，还包括ADCC、ADCP及CDC 等效应功能。FcγRs在ADCC、ADCP等效应功能上起到了关键作用，如FcγRIIIA (CD16a)激活NK介导的ADCC，FcγRIIA (CD32a) 和FcγRIIIA（CD16a）激活巨噬细胞介导的ADCP。
当然，根据药物作用机理的不同，部分抗体药需要将ADCC/ADCP/CDC等活性降低或完全消除，今天不展开描述。
义翘神州Fc受体蛋白验证数据
义翘神州作为国内生物试剂的龙头企业，提供FcR 精品蛋白，全面支持抗体药物开发。
人源FcγRIIIA / CD16a (V176)重组蛋白：10389-H08H1
HPLC和SDS-PAGE检测结果：蛋白纯度>95%
ELISA检测结果：EC50 is 150-450 ng/mL.
BLI检测结果：亲和力常数为0.83 μM
SPR检测结果：亲和力常数为0.31 μM
【参考资料】
1. Narvekar, et al. ADCC enhancement: A conundrum or a boon to mAb therapy? Biologicals : journal of the International Association of Biological Standardization 79, 10-18(2022).
2. Musolino, et al. Role of Fcγ receptors in HER2-targeted breast cancer therapy. Journal for immunotherapy of cancer 10, e003171 (2022).
3. Gillis, et al. Contribution of Human FcgammaRs to Disease with Evidence from Human Polymorphisms and Transgenic Animal Studies. Frontiers in immunology 5, 254 (2014).
4. Haraya, Tachibana and Igawa. Improvement of pharmacokinetic properties of therapeutic antibodies by antibody engineering. Drug metabolism and pharmacokinetics 34, 25-41 (2019).
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6. Dixon, Wu, and Walcheck. Engineering Anti-Tumor Monoclonal Antibodies and Fc Receptors to Enhance ADCC by Human NK Cells. Cancers 13 (2021).
