แอนติบอดีโมโนโคลนัล ( mAbหรือเรียกกันทั่วไปว่าmoAb ) คือแอนติบอดีที่ผลิตจากกลุ่มเซลล์ที่เกิดจากการโคลนเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดเฉพาะแอนติบอดีที่ตามมาทั้งหมดที่ได้จากวิธีนี้สามารถติดตามย้อนกลับไปยังเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเฉพาะได้
แอนติบอดี โมโนโคลนัลสามารถมี ความสัมพันธ์ แบบโมโนวาเลนต์ ได้ โดยจับกับ เอพิโทปเดียวกันเท่านั้น(ส่วนของแอนติเจนที่แอนติบอดีรับรู้) [3]ในทางตรงกันข้ามแอนติบอดีโพลีโคลนัลจะจับกับเอพิโทปหลายตัว และโดยปกติแล้วสร้างขึ้นจากกลุ่มเซลล์พลาสมา ที่หลั่งแอนติบอดีที่แตกต่างกันหลายกลุ่ม แอนติบอดีโมโนโคลนัลแบบไบ สเปซิฟิก ยังสามารถออกแบบได้ด้วยการเพิ่มเป้าหมายการรักษาของแอนติบอดีโมโนโคลนัลหนึ่งตัวเป็นเอพิโทปสองตัว
เป็นไปได้ที่จะผลิตแอนติบอดีโมโนโคลนัลที่จับกับสารที่เหมาะสมเกือบทุกชนิดโดยเฉพาะ จากนั้นแอนติบอดีจะทำหน้าที่ตรวจจับหรือทำให้บริสุทธิ์สารดังกล่าว ความสามารถนี้ได้กลายเป็นเครื่องมือในการสืบสวนในสาขาชีวเคมีชีววิทยาโมเลกุลและการแพทย์แอนติบอดีโมโนโคลนัลใช้ในการวินิจฉัยโรค เช่นมะเร็งและการติดเชื้อ[4]และใช้ในทางการแพทย์ เช่น มะเร็งและโรค อักเสบ
ในช่วงต้นทศวรรษปี 1900 นักภูมิคุ้มกันวิทยา Paul Ehrlichได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับZauberkugelหรือ " กระสุนวิเศษ " ซึ่งคิดขึ้นเป็นสารประกอบที่กำหนดเป้าหมายเฉพาะที่จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค และสามารถส่งสารพิษไปยังจุลินทรีย์นั้นได้ แนวคิดนี้สนับสนุนแนวคิดเรื่องแอนติบอดีโมโนโคลนอลและคอนจูเกตยาโมโนโคลนอล Ehrlich และÉlie Metchnikoff ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 1908 จากการให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับวิทยาภูมิคุ้มกัน
ในช่วงทศวรรษ 1970 เซลล์ลิมโฟไซต์ที่ผลิตแอนติบอดีชนิดเดียวเป็นที่รู้จักในรูปแบบของ มะเร็ง ไมอีโลม่าหลาย เซลล์ ซึ่งเป็นมะเร็งที่ส่งผลต่อเซลล์บีแอนติบอดีที่ผิดปกติเหล่านี้หรือพาราโปรตีนถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาโครงสร้างของแอนติบอดี แต่ยังไม่สามารถสร้างแอนติบอดีที่เหมือนกันและจำเพาะต่อแอนติเจน ที่กำหนด ได้[5] : 324 ในปี 1973 เจอโรลด์ ชวาเบอร์ได้บรรยายเกี่ยวกับการผลิตแอนติบอดีโมโนโคลนอลโดยใช้เซลล์ไฮบริดมนุษย์-หนู[6]งานนี้ยังคงได้รับการอ้างอิงอย่างกว้างขวางในกลุ่มที่ใช้ไฮบริดโอ มาที่ได้จาก มนุษย์[7]ในปี 1975 จอร์จ โคห์เลอร์และเซซาร์ มิลสไตน์ประสบความสำเร็จในการหลอมรวมสายเซลล์ไมอีโลม่ากับเซลล์บีเพื่อสร้างไฮบริดโอมาที่สามารถผลิตแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติเจนที่รู้จักและคงอยู่ชั่วนิรันดร์[8]พวกเขาและนีลส์ คัจ เจอร์น ได้ รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ร่วมกันในปี 1984 สำหรับการค้นพบนี้[8]
ในปี 1988 Gregory Winterและทีมงานของเขาเป็นผู้บุกเบิกเทคนิคในการ สร้าง แอนติบอดีโมโนโคลนัลให้มีลักษณะของมนุษย์[9]โดยขจัดปฏิกิริยาที่แอนติบอดีโมโนโคลนัลหลายชนิดก่อให้เกิดในผู้ป่วยบางราย ในช่วงทศวรรษ 1990 การวิจัยเกี่ยวกับการใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัลในการบำบัดกำลังมีความคืบหน้า และในปี 2018 James P. AllisonและTasuku Honjoได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์สำหรับการค้นพบการบำบัดมะเร็งด้วยการยับยั้งการควบคุมภูมิคุ้มกันเชิงลบ โดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัลที่ป้องกันการเชื่อมโยงแบบยับยั้ง[10]
งานแปลที่จำเป็นในการนำแนวคิดเหล่านี้ไปใช้ได้รับเครดิตจาก Lee Nadler ตามที่อธิบายไว้ในบทความของ NIH "เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบแอนติบอดีโมโนโคลนัลที่กำหนดเป้าหมายไปที่แอนติเจนเฉพาะเซลล์ B ของมนุษย์ และอันที่จริง แอนติเจนเฉพาะเซลล์ B ของมนุษย์ที่ทราบทั้งหมดถูกค้นพบในห้องทดลองของเขา เขาเป็นนักวิจัยด้านการแปลที่แท้จริง เนื่องจากเขาใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัลเหล่านี้เพื่อจำแนกมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งต่อมน้ำเหลืองของเซลล์ B ของมนุษย์ ตลอดจนสร้างตัวแทนการรักษาสำหรับผู้ป่วย . . . ที่สำคัญกว่านั้น เขาเป็นคนแรกในโลกที่ให้แอนติบอดีโมโนโคลนัลกับมนุษย์ (ผู้ป่วยมะเร็งต่อมน้ำเหลืองของเซลล์ B)" [11]
งานส่วนใหญ่เบื้องหลังการผลิตแอนติบอดีโมโนโคลนัลมีรากฐานมาจากการผลิตไฮบริดโอมา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการระบุเซลล์พลาสมา/พลาสมาบลาสต์ที่จำเพาะต่อแอนติเจนที่ผลิตแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติเจนที่สนใจ และการรวมเซลล์เหล่านี้เข้ากับเซลล์ไมอีโลม่า[8]เซลล์ B ของกระต่ายสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างไฮบริดโอมาของกระต่ายได้[12] [13] โพลีเอทิลีนไกลคอลใช้ในการรวมเยื่อหุ้มพลาสมาที่อยู่ติดกัน[14]แต่มีอัตราความสำเร็จต่ำ ดังนั้นจึงใช้ตัวกลางแบบเลือกสรรซึ่งเซลล์ที่รวมเข้าด้วยกันเท่านั้นที่จะเติบโตได้ ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจากเซลล์ไมอีโลม่าสูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์ไฮโปแซนทีน-กัวนีน-ฟอสโฟริโบซิลทรานสเฟอเรส (HGPRT) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกเพื่อกู้คืน การไม่มี HGPRT ไม่ใช่ปัญหาสำหรับเซลล์เหล่านี้ เว้นแต่ เส้นทาง การสังเคราะห์พิวรีนใหม่จะถูกรบกวนด้วย การเปิดเผยเซลล์ให้ได้รับอะมิโนปเทอริน ( กรดโฟลิกแอนะล็อกที่ยับยั้งไดไฮโดรโฟเลตรีดักเตส ) ทำให้เซลล์ไม่สามารถใช้เส้นทางเดอโนโวได้ และกลายเป็นออโซโทรฟิก อย่างสมบูรณ์ สำหรับกรดนิวคลีอิกดังนั้นจำเป็นต้องได้รับอาหารเสริมเพื่อความอยู่รอด
อาหารเลี้ยงเชื้อแบบเลือกสรรเรียกว่าอาหารเลี้ยงเชื้อ HATเนื่องจากมีไฮโปแซนทีนอะมิโนปเทอริน และไทมิดีนอาหารเลี้ยงเชื้อนี้เหมาะสำหรับเซลล์ที่หลอมรวม ( ไฮบริดโดมา ) เซลล์ไมอีโลม่าที่ไม่ได้หลอมรวมไม่สามารถเจริญเติบโตได้เนื่องจากขาด HGPRT จึงไม่สามารถจำลองดีเอ็นเอของตัวเองได้ เซลล์ม้ามที่ไม่ได้หลอมรวมไม่สามารถเจริญเติบโตได้เรื่อยๆ เนื่องจากมีอายุขัยจำกัด เฉพาะเซลล์ไฮบริดโดมาเท่านั้นที่สามารถเจริญเติบโตได้เรื่อยๆ ในอาหารเลี้ยงเชื้อ เนื่องจากเซลล์ม้ามซึ่งเป็นพันธมิตรจะทำหน้าที่จัดหา HGPRT และเซลล์ไมอีโลม่าซึ่งเป็นพันธมิตรจะมีลักษณะที่ทำให้เซลล์ดังกล่าวเป็นอมตะ (คล้ายกับเซลล์มะเร็ง)
จากนั้นจึงเจือจางส่วนผสมของเซลล์เหล่านี้และปลูกโคลนจากเซลล์ต้นกำเนิดเดี่ยวบนหลุมไมโครไทเตอร์ จากนั้นจึงทดสอบแอนติบอดีที่หลั่งออกมาจากโคลนต่างๆ เพื่อดูว่าสามารถจับกับแอนติเจนได้หรือไม่ (ด้วยการทดสอบ เช่นELISAหรือการทดสอบแอนติเจนไมโครอาร์เรย์) หรืออิมมูโนดอตบล็อตจากนั้นจึงเลือกโคลนที่มีประสิทธิผลและเสถียรที่สุดสำหรับใช้ในอนาคต
สามารถปลูกไฮบริดโดมาได้ไม่จำกัดเวลาในอาหารเลี้ยงเซลล์ที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังสามารถฉีดเข้าไปในหนูได้ (ในช่องท้องโดยรอบลำไส้) ที่นั่น ไฮบริดโดมาจะสร้างเนื้องอกที่หลั่งของเหลวที่มีแอนติบอดีสูงที่เรียกว่าของเหลว ในช่องท้อง
จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของอาหารเลี้ยงเชื้อระหว่าง การคัดเลือก ในหลอดทดลองเพื่อให้เกิดการเจริญเติบโตของไฮบริดโดมามากขึ้น ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ชั้นของเซลล์ไฟโบรไซต์ที่ทำหน้าที่ป้อนอาหารหรืออาหารเลี้ยงเชื้อเสริม เช่น บริโคลน สามารถใช้อาหารเลี้ยงเชื้อที่ปรับสภาพด้วยแมคโครฟาจได้ การผลิตในอาหารเลี้ยงเชื้อมักนิยมใช้เนื่องจากเทคนิคในการรักษาโรคท้องมานจะสร้างความเจ็บปวดให้กับสัตว์ หากมีเทคนิคอื่น ๆ การรักษาโรคท้องมานจะถือว่าไม่ถูกต้องตามจริยธรรม [ 15]
เทคโนโลยีแอนติบอดีโมโนโคลนัลหลายอย่างได้รับการพัฒนาเมื่อไม่นานนี้[16]เช่นการแสดงฟาจ[17]การเพาะเลี้ยงเซลล์ B เดี่ยว[18]การขยายเซลล์เดี่ยวจากประชากรเซลล์ B ต่างๆ[19] [20] [21] [22] [23]และเทคโนโลยีการซักถามเซลล์พลาสมาเดี่ยว แตกต่างจากเทคโนโลยีไฮบริดโดมาแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีใหม่ใช้เทคนิคทางชีววิทยาโมเลกุลเพื่อขยายสายหนักและเบาของยีนแอนติบอดีด้วย PCR และผลิตในระบบแบคทีเรียหรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วย เทคโนโลยี รีคอมบิแนนท์ข้อดีอย่างหนึ่งของเทคโนโลยีใหม่คือสามารถนำไปใช้กับสัตว์หลายชนิด เช่น กระต่าย ลามะ ไก่ และสัตว์ทดลองทั่วไปอื่นๆ ในห้องปฏิบัติการ
หลังจากได้ตัวอย่างเนื้อเยื่อเลี้ยงเซลล์จากไฮบริดโอมาหรือตัวอย่างของเหลวในช่องท้องแล้ว จะต้องสกัดแอนติบอดีที่ต้องการออกมา สิ่งปนเปื้อนในตัวอย่างเพาะเลี้ยงเซลล์ประกอบด้วยส่วนประกอบของเนื้อเยื่อเลี้ยงเซลล์เป็นหลัก เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโตฮอร์โมนและทรานสเฟอร์ ริน ในทางตรงกันข้าม ตัวอย่าง ในร่างกายมักจะมีแอนติบอดี ของโฮสต์ โปรตีเอส นิวคลีเอส กรดนิวคลีอิก และไวรัส ในทั้งสองกรณี อาจมีสารคัดหลั่งอื่นๆ จากไฮบริดโอมา เช่นไซโตไคน์ นอกจากนี้ อาจมีการปนเปื้อนของแบคทีเรียด้วย และส่งผลให้มี เอนโดทอกซินที่แบคทีเรียหลั่งออกมา ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของเนื้อเยื่อเลี้ยงเซลล์และสารปนเปื้อน วิธีใดวิธีหนึ่ง ( ในร่างกายหรือในหลอดทดลอง ) อาจดีกว่า
ตัวอย่างจะถูกปรับสภาพหรือเตรียมไว้สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ก่อน โดยจะกำจัดเซลล์ เศษเซลล์ ไขมัน และวัสดุที่จับตัวเป็นก้อนก่อน โดยปกติจะใช้การปั่นเหวี่ยงตามด้วยการกรองด้วยตัวกรองขนาด 0.45 ไมโครเมตร อนุภาคขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเกาะติดของเยื่อหุ้มเซลล์ในขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ในภายหลัง นอกจากนี้ ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ในตัวอย่างอาจไม่เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่แอนติบอดีที่ต้องการนั้นผลิตขึ้นโดยเซลล์ที่มีการหลั่งต่ำ ดังนั้น ตัวอย่างจึงถูกทำให้เข้มข้นโดยใช้การกรองด้วยอัลตราฟิลเตรชันหรือการไดอะไลซิส
สิ่งเจือปนที่มีประจุส่วนใหญ่มักเป็นแอนไอออนเช่น กรดนิวคลีอิกและเอนโดทอกซิน ซึ่งสามารถแยกสารเหล่านี้ได้โดยโครมาโตกราฟีแลกเปลี่ยนไอออน[24] โคร มาโตกราฟี แลกเปลี่ยนไอออน จะใช้ ค่าpH ต่ำเพียงพอ ที่แอนติบอดีที่ต้องการจะจับกับคอลัมน์ในขณะที่แอนไอออนไหลผ่าน หรือ ใช้ โครมาโตกราฟีแลกเปลี่ยนแอน ไอออน ที่ค่า pH สูงเพียงพอที่แอนติบอดีที่ต้องการจะไหลผ่านคอลัมน์ในขณะที่แอนไอออนจับกับคอลัมน์ โปรตีนต่างๆ สามารถแยกได้พร้อมกับแอนไอออนโดยพิจารณาจากจุดไอโซอิเล็กทริก (pI) ในโปรตีน จุดไอโซอิเล็กทริก (pI) ถูกกำหนดให้เป็นค่า pH ที่โปรตีนไม่มีประจุสุทธิ เมื่อ pH > pI โปรตีนจะมีประจุลบสุทธิ และเมื่อ pH < pI โปรตีนจะมีประจุบวกสุทธิ ตัวอย่างเช่นอัลบูมินจะมี pI เท่ากับ 4.8 ซึ่งต่ำกว่าแอนติบอดีโมโนโคลนอลส่วนใหญ่ที่มี pI เท่ากับ 6.1 อย่างมาก ดังนั้นที่ค่า pH ระหว่าง 4.8 ถึง 6.1 ประจุเฉลี่ยของโมเลกุลอัลบูมินมีแนวโน้มที่จะเป็นลบมากกว่าในขณะที่โมเลกุล mAbs มีประจุบวก ดังนั้นจึงสามารถแยกโมเลกุลเหล่านี้ออกจากกันได้ ในทางกลับกัน ทรานสเฟอร์รินมีค่า pI เท่ากับ 5.9 ดังนั้นจึงไม่สามารถแยกได้ง่ายด้วยวิธีนี้ ความแตกต่างของ pI อย่างน้อย 1 จำเป็นสำหรับการแยกที่ดี
ทรานสเฟอรินสามารถกำจัดออกได้โดยใช้โครมาโทกราฟีแบบแยกตามขนาดวิธีนี้เป็นหนึ่งในเทคนิคโครมาโทกราฟีที่เชื่อถือได้มากที่สุด เนื่องจากเรากำลังจัดการกับโปรตีน คุณสมบัติ เช่น ประจุและความสัมพันธ์จึงไม่สม่ำเสมอและเปลี่ยนแปลงตามค่า pH เนื่องจากโมเลกุลถูกโปรตอนและดีโปรตอน ในขณะที่ขนาดยังคงค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อเสีย เช่น ความละเอียดต่ำ ความจุต่ำ และเวลา ในการชะออก ต่ำ
วิธีการแยก โปรตีน A/G แบบขั้นตอนเดียวที่รวดเร็วกว่ามากคือโครมาโทกราฟีแบบจับกับโปรตีน A/G แอนติบอดีจะจับกับโปรตีน A/G อย่างเลือกสรร จึงทำให้ได้ระดับความบริสุทธิ์ที่สูง (โดยทั่วไป >80%) สภาวะที่รุนแรงโดยทั่วไปของวิธีนี้อาจทำลายแอนติบอดีที่เสียหายได้ง่ายได้ ค่า pH ต่ำสามารถทำลายพันธะเพื่อแยกแอนติบอดีออกจากคอลัมน์ นอกจากอาจส่งผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์แล้ว ค่า pH ต่ำยังอาจทำให้โปรตีน A/G เองรั่วไหลออกจากคอลัมน์และปรากฏในตัวอย่างที่ชะออกมาได้ ระบบบัฟเฟอร์การชะแบบอ่อนโยนที่ใช้ความเข้มข้นของเกลือสูงมีไว้เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้แอนติบอดีที่ไวต่อค่า pH ต่ำ ต้นทุนยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับวิธีนี้ เนื่องจากโปรตีน A/G ที่ถูกตรึงไว้เป็นเรซินที่มีราคาแพงกว่า
เพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์สูงสุดในขั้นตอนเดียว สามารถทำการชำระด้วยความสัมพันธ์ได้ โดยใช้แอนติเจนเพื่อให้แอนติบอดีมีความจำเพาะ ในวิธีนี้ แอนติเจนที่ใช้สร้างแอนติบอดีจะถูกยึดติดแบบโควาเลนต์กับตัว รองรับ อะกาโรสหากแอนติเจนเป็นเปปไทด์แอนติเจนมักจะสังเคราะห์ด้วยซิสเตอีน ปลาย ซึ่งช่วยให้สามารถยึดติดอย่างเลือกสรรกับโปรตีนตัวพา เช่นKLHในระหว่างการพัฒนาและเพื่อรองรับการชำระล้าง จากนั้นจึงฟักตัวกลางที่มีแอนติบอดีกับแอนติเจนที่เคลื่อนที่ไม่ได้ โดยฟักเป็นชุดหรือเมื่อแอนติบอดีผ่านคอลัมน์ ซึ่งจะจับกันอย่างเลือกสรรและสามารถคงไว้ได้ในขณะที่สิ่งเจือปนถูกชะล้างออกไป จากนั้นจึงใช้บัฟเฟอร์ที่มี pH ต่ำหรือบัฟเฟอร์ที่มีเกลือสูงที่อ่อนโยนกว่าในการชะล้างแอนติบอดีที่บริสุทธิ์จากตัวรองรับ
ความหลากหลายของผลิตภัณฑ์มักพบในแอนติบอดีโมโนโคลนัลและผลิตภัณฑ์ชีวภาพรีคอมบิแนนท์อื่นๆ และโดยทั่วไปมักจะนำเข้ามาในช่วงก่อนการแสดงออกหรือช่วงหลังระหว่างการผลิต[25] [26] [27]
โดยทั่วไปแล้วตัวแปรเหล่านี้จะเป็นมวลรวมผลิตภัณฑ์ดีอะมิเดชัน ตัวแปร ไกลโคไซเลชัน โซ่ข้างของกรดอะมิโนที่ถูกออกซิไดซ์ ตลอดจนการเติมกรดอะมิโนและกรดอะมิโนปลายคาร์บอกซิล[28]การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ดูเหมือนเล็กน้อยเหล่านี้อาจส่งผลต่อเสถียรภาพก่อนทางคลินิกและการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ ตลอดจนศักยภาพของผลิตภัณฑ์ทางการรักษา ความสามารถ ในการดูด ซึมทางชีวภาพและภูมิคุ้มกันวิธีการทำให้บริสุทธิ์ที่ยอมรับโดยทั่วไปของลำดับกระบวนการสำหรับแอนติบอดีโมโนโคลนัล ได้แก่ การจับเป้าหมายของผลิตภัณฑ์ด้วยโปรตีนเอการชะออก การทำให้เป็นกรดเพื่อทำให้ไวรัสในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีฤทธิ์ลดลง ตามด้วยโครมาโทกราฟีไอออนก่อนด้วยลูกปัดแอนไอออนจากนั้นด้วยลูกปัดเคชั่น[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
โครมาโทกราฟีแบบแทนที่ถูกนำมาใช้เพื่อระบุและกำหนดลักษณะตัวแปรที่มักมองไม่เห็นเหล่านี้ในปริมาณที่เหมาะสมสำหรับการประเมินก่อนทางคลินิกในภายหลัง เช่นการศึกษาเภสัชจลนศาสตร์ ของสัตว์ [29] [30]ความรู้ที่ได้รับในระหว่างขั้นตอนการพัฒนาก่อนทางคลินิกมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น และเป็นพื้นฐานสำหรับการจัดการความเสี่ยงและความยืดหยุ่นในการควบคุมที่เพิ่มขึ้น โครงการคุณภาพโดยการออกแบบ ของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาล่าสุด พยายามที่จะให้คำแนะนำเกี่ยวกับการพัฒนาและอำนวยความสะดวกในการออกแบบผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่เพิ่มประสิทธิภาพและโปรไฟล์ความปลอดภัยสูงสุดในขณะที่เพิ่มความสามารถในการผลิตผลิตภัณฑ์[31]
การผลิต แอนติบอดีโมโนโคลนัล รีคอมบิแนนท์เกี่ยวข้องกับโคลนนิ่ง คลัง ข้อมูลCRISPR/Cas9หรือเทคโนโลยี การแสดง ฟาจ / การแสดงยีสต์[32]วิศวกรรมแอนติบอดีรีคอมบิแนนท์เกี่ยวข้องกับการผลิตแอนติบอดีโดยใช้ไวรัสหรือยีสต์แทนที่จะใช้หนู เทคนิคเหล่านี้อาศัยการโคลนนิ่งอย่างรวดเร็วของเซกเมนต์ยีนอิมมูโนโกลบูลินเพื่อสร้างคลังแอนติบอดีที่มี ลำดับ กรดอะมิโน ที่แตกต่างกันเล็กน้อย ซึ่งสามารถเลือกแอนติบอดีที่มีความจำเพาะที่ต้องการได้[33]คลังแอนติบอดีฟาจเป็นรูปแบบหนึ่งของคลังแอนติเจนฟาจ[34]เทคนิคเหล่านี้สามารถใช้เพื่อเพิ่มความจำเพาะที่แอนติบอดีใช้ในการจดจำแอนติเจน ความเสถียรของแอนติเจนในสภาวะแวดล้อมต่างๆ ประสิทธิภาพในการรักษา และการตรวจจับแอนติเจนในแอปพลิเคชันการวินิจฉัย[35]ห้องหมักถูกใช้สำหรับการผลิตแอนติบอดีในปริมาณมาก
แม้ว่าโครงสร้างแอนติบอดีของหนูและมนุษย์จะคล้ายคลึงกัน แต่ความแตกต่างระหว่างแอนติบอดีทั้งสองก็เพียงพอที่จะกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันเมื่อ ฉีดแอนติบอดีโมโนโคลนัล ของหนูเข้าไปในมนุษย์ ส่งผลให้แอนติบอดีถูกกำจัดออกจากเลือดอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังมีผลต่อการอักเสบทั่วร่างกายและทำให้เกิดแอนติบอดีต่อหนูในมนุษย์ (HAMA) อีกด้วย
ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา มีการศึกษาดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์เพื่อเพิ่มระยะเวลาในการคงอยู่ ในวิธีหนึ่งที่เรียกว่า "การปลูกถ่าย CDR" [36]ดีเอ็นเอของหนูที่เข้ารหัสส่วนที่จับของแอนติบอดีโมโนโคลนัลถูกผสานเข้ากับดีเอ็นเอที่สร้างแอนติบอดีของมนุษย์ในเซลล์ที่มีชีวิต การแสดงออกของดีเอ็นเอ " ไคเมอริก " หรือ "ทำให้เป็นมนุษย์" นี้ผ่านการเพาะเลี้ยงเซลล์ให้ผลเป็นแอนติบอดีของหนูบางส่วนและของมนุษย์บางส่วน[37] [38]
นับตั้งแต่มีการค้นพบว่าสามารถสร้างแอนติบอดีโมโนโคลนัลได้ นักวิทยาศาสตร์ก็มุ่งเป้าไปที่การสร้าง ผลิตภัณฑ์จากมนุษย์ ทั้งหมดเพื่อลดผลข้างเคียงของแอนติบอดีของมนุษย์หรือไคเมอริก มีการเสนอแนวทางที่ประสบความสำเร็จหลายวิธี ได้แก่เมาส์ทรานสเจนิก[39] การแสดงฟาจ[17]และการโคลนเซลล์ B เดี่ยว[16]
แอนติบอดีโมโนโคลนัลนั้นมีราคาแพงกว่าในการผลิตเมื่อเทียบกับโมเลกุลขนาดเล็กเนื่องจากกระบวนการที่ซับซ้อนและขนาดโดยรวมของโมเลกุล นอกเหนือไปจากต้นทุนการวิจัยและพัฒนามหาศาลในการนำสารเคมีชนิดใหม่มาสู่ผู้ป่วย แอนติบอดีเหล่านี้ถูกกำหนดราคาเพื่อให้ผู้ผลิตสามารถชดเชยต้นทุนการลงทุนที่มักจะสูงได้ และหากไม่มีการควบคุมราคา เช่น ในสหรัฐอเมริกา ราคาอาจสูงขึ้นได้หากให้คุณค่าที่ดี นักวิจัยเจ็ดคนจากมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์กสรุปว่า "ราคาประจำปีของการบำบัดด้วย mAb สูงกว่าในสาขาเนื้องอกวิทยาและโลหิตวิทยาประมาณ 100,000 ดอลลาร์เมื่อเทียบกับโรคอื่นๆ" โดยเปรียบเทียบตามจำนวนผู้ป่วยต่อรายกับโรคหลอดเลือดหัวใจหรือความผิดปกติของการเผาผลาญ ภูมิคุ้มกัน โรคติดเชื้อ ภูมิแพ้ และจักษุวิทยา[40]
เมื่อผลิตแอนติบอดีโมโนโคลนัลสำหรับสารที่กำหนดแล้ว สามารถใช้แอนติบอดีดังกล่าวเพื่อตรวจหาการมีอยู่ของสารดังกล่าวได้ สามารถตรวจจับโปรตีนได้โดยใช้ การทดสอบ เวสเทิร์นบล็อตและอิมมูโนดอตบล็ อต ในอิมมูโนฮิสโตเคมีสามารถใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัลเพื่อตรวจจับแอนติเจนในส่วนเนื้อเยื่อที่ตรึงไว้ได้ และในทำนองเดียวกัน สามารถใช้ อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์เพื่อตรวจจับสารในส่วนเนื้อเยื่อที่แช่แข็งหรือเซลล์ที่มีชีวิตได้
นอกจากนี้ แอนติบอดียังสามารถใช้เพื่อแยกสารประกอบเป้าหมายออกจากส่วนผสมได้ โดยใช้วิธีการตกตะกอนภูมิคุ้มกัน
แอนติบอดีโมโนโคลนัลเพื่อการรักษาจะออกฤทธิ์ผ่านกลไกต่างๆ มากมาย เช่น การปิดกั้นการทำงานของโมเลกุลเป้าหมาย การเหนี่ยวนำให้เกิดอะพอพโทซิสในเซลล์ที่แสดงเป้าหมาย หรือโดยการปรับเปลี่ยนเส้นทางการส่งสัญญาณ[41] [42] [43]
การรักษา มะเร็งที่เป็นไปได้วิธีหนึ่ง เกี่ยวข้องกับแอนติบอดีโมโนโคลนัลที่จับกับ แอนติเจนเฉพาะเซลล์มะเร็งเท่านั้นและกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อเซลล์มะเร็งเป้าหมาย mAb ดังกล่าวสามารถดัดแปลงเพื่อส่งมอบสารพิษไอโซโทปรังสี ไซโต ไคน์ หรือ คอนจู เกตที่ใช้งานอื่นๆ หรือเพื่อออกแบบแอนติบอดีแบบไบสเปซิฟิกที่สามารถจับกับบริเวณ Fabทั้งกับแอนติเจนเป้าหมายและกับเซลล์คอนจูเกตหรือเซลล์เอฟเฟกเตอร์ แอนติบอดีที่สมบูรณ์ทุกตัวสามารถจับกับตัวรับเซลล์หรือโปรตีนอื่นๆ ที่มีบริเวณ Fcได้
MAbs ที่ได้รับการรับรองจาก FDA สำหรับโรคมะเร็ง ได้แก่: [45]
แอนติบอดีโมโนโคลนัลที่ใช้สำหรับโรคภูมิต้านทานตนเองได้แก่อินฟลิซิแมบและอะดาลิมู แมบ ซึ่งมีประสิทธิภาพใน การรักษา โรค ข้ออักเสบ รู มาตอยด์ โรคโครห์นโรคลำไส้ใหญ่เป็นแผลและ โรคข้ออักเสบกระดูกสันหลังแข็ง โดยความสามารถในการจับกับและยับยั้งTNF-α [ 46] บาซิลิซิแมบและดาคลิซูแมบจะยับยั้งIL-2บนเซลล์ T ที่ถูกกระตุ้น และด้วยเหตุนี้จึงช่วยป้องกันการปฏิเสธการปลูกถ่ายไต อย่างเฉียบพลัน [46] โอมาลิซูแมบจะยับยั้งอิมมูโนโกลบูลินอี ของมนุษย์ (IgE ) และมีประโยชน์ในการรักษา โรคหอบหืดจากการแพ้ปานกลางถึงรุนแรง
สามารถค้นหาแอนติบอดีโมโนโคลนัลสำหรับการประยุกต์ใช้ในการวิจัยได้โดยตรงจากซัพพลายเออร์แอนติบอดี หรือผ่านการใช้เครื่องมือค้นหาเฉพาะทาง เช่นCiteAbด้านล่างนี้คือตัวอย่างของแอนติบอดีโมโนโคลนัลที่มีความสำคัญทางคลินิก
หมวดหมู่หลัก | พิมพ์ | แอปพลิเคชัน | กลไก/เป้าหมาย | โหมด |
---|---|---|---|---|
ต้าน การอักเสบ | อินฟลิซิแมบ[46] | ยับยั้งTNF-α | คิเมอริก | |
อะดาลิมูแมบ | ยับยั้งTNF-α | มนุษย์ | ||
อุสเทคินูแมบ | ขัดขวางอินเตอร์ลิวคิน IL-12และIL-23 | มนุษย์ | ||
บาซิลิซิแมบ[46] |
| ยับยั้งIL-2บนเซลล์ T ที่ถูกกระตุ้น | คิเมอริก | |
ดาคลิซูแมบ[46] |
| ยับยั้งIL-2บนเซลล์ T ที่ถูกกระตุ้น | ความเป็นมนุษย์ | |
โอมาลิซูแมบ | ยับยั้งภูมิคุ้มกันของมนุษย์อิมมูโนโกลบูลินอี (IgE) | ความเป็นมนุษย์ | ||
ป้องกันมะเร็ง | เจมทูซูแมบ[46] |
| กำหนดเป้าหมายแอนติเจน CD33บนพื้นผิวเซลล์ไมอีลอยด์บนเซลล์ มะเร็งเม็ดเลือดขาว | ความเป็นมนุษย์ |
อาเลมทูซูแมบ[46] | กำหนดเป้าหมายแอนติเจนCD52บนเซลล์ทีและบีลิมโฟไซต์ | ความเป็นมนุษย์ | ||
ริทูซิแมบ[46] |
| กำหนดเป้าหมายฟอสโฟโปรตีนCD20บนลิมโฟไซต์ B | คิเมอริก | |
ทราสทูซูแมบ |
| กำหนดเป้าหมายไปที่ ตัวรับ HER2/neu (erbB2) | ความเป็นมนุษย์ | |
นิโมทูซูแมบ |
| สารยับยั้งEGFR | ความเป็นมนุษย์ | |
เซทูซิแมบ |
| สารยับยั้งEGFR | คิเมอริก | |
พานิทูมูแมบ |
| สารยับยั้งEGFR | มนุษย์ | |
เบวาซิซูแมบและรานิบิซูแมบ |
| ยับยั้งVEGF | ความเป็นมนุษย์ | |
ต้านมะเร็งและต้านไวรัส | บาวิทูซิแมบ[47] |
| ภูมิคุ้มกันบำบัดมุ่งเป้าไปที่ฟอสฟาติดิลเซอรีน[47] | คิเมอริก |
แอนตี้ไวรัส | ภูมิคุ้มกันบำบัดมุ่งเป้าไปที่โปรตีนสไปก์ของSARS-CoV-2 | มนุษย์ | ||
บัมลานิวิแมบ/เอเตเซวิแมบ[49] | ภูมิคุ้มกันบำบัดมุ่งเป้าไปที่โปรตีนสไปก์ของSARS-CoV-2 | มนุษย์ | ||
โซโตรวิแมบ[50] | ภูมิคุ้มกันบำบัดมุ่งเป้าไปที่โปรตีนสไปก์ของSARS-CoV-2 | มนุษย์ | ||
อื่น | พาลิวิซูแมบ[46] |
| ยับยั้งโปรตีนฟิวชัน RSV (F) | ความเป็นมนุษย์ |
แอบซิซิแมบ[46] | ยับยั้งตัวรับGpIIb/IIIaบนเกล็ดเลือด | คิเมอริก |
ในปี 2020 การบำบัดด้วยแอนติบอดีโมโนโคลนอลBamlanivimab/etesevimabและCasirivimab/imdevimabได้รับอนุญาตให้ใช้ในกรณีฉุกเฉินโดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ของสหรัฐอเมริกา เพื่อลดจำนวนการเข้ารักษาในโรงพยาบาล การไปห้องฉุกเฉิน และการเสียชีวิตอันเนื่องมาจากCOVID-19 [ 48] [49]ในเดือนกันยายน 2021 รัฐบาลของไบเดนได้ซื้อ แอนติบอดีโมโนโคลนอล Regeneron มูลค่า 2.9 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ในราคา 2,100 ดอลลาร์ต่อโดส เพื่อควบคุมการขาดแคลน[51]
ณ เดือนธันวาคม พ.ศ. 2564 การทดสอบการทำให้เป็นกลาง ในหลอดทดลองบ่งชี้ว่าการบำบัดด้วยแอนติบอดีโมโนโคลนัล (ยกเว้นโซโตรวิแมบและทิกซาจวิแมบ/ซิลกาวิแมบ ) ไม่น่าจะออกฤทธิ์ต่อตัวแปรโอไมครอน[52]
ในช่วงปี 2021–22 งานวิจัยของ Cochrane 2 ชิ้น พบว่าไม่มีหลักฐานเพียงพอสำหรับการใช้แอนติบอดีโมโนโคลนอลที่เป็นกลางในการรักษาการติดเชื้อ COVID-19 [53] [54]งานวิจัยนี้ใช้เฉพาะกับผู้ที่ไม่ได้รับวัคซีนป้องกัน COVID-19 และใช้กับตัวแปร COVID-19 ที่มีอยู่ในระหว่างการศึกษาเท่านั้น ไม่ใช้กับตัวแปรที่ใหม่กว่า เช่น Omicron [54]
ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2567 Pemivibartซึ่งเป็นยาแอนติบอดีโมโนโคลนัล ได้รับอนุญาตให้ใช้ในกรณีฉุกเฉินจากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐฯ เพื่อใช้เป็นยาป้องกันก่อนการสัมผัสเพื่อปกป้องผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องปานกลางถึงรุนแรงบางรายจาก COVID-19 [55] [56]
แอนติบอดีโมโนโคลนัลหลายชนิด เช่นเบวาซิซูแมบและเซทูซิแมบอาจทำให้เกิดผลข้างเคียงได้หลายประเภท[57]ผลข้างเคียงเหล่านี้สามารถแบ่งประเภทได้เป็นผลข้างเคียงทั่วไปและผลข้างเคียงร้ายแรง[58]
ผลข้างเคียงที่พบบ่อย ได้แก่:
ผลข้างเคียงร้ายแรงที่อาจเกิดขึ้นได้ ได้แก่: [59]