·164·
Fc 融合蛋白药物的研究进展
黄瑞晶王轶博李剑
（天士力控股集团有限公司，天津300410）
科技论坛
摘要：Fe融合蛋白(Fc-fusionproteins)是近几年发展极快的一种生物制药研究方向。它是以免疫球蛋白的Fe段作为分子伴侣，通过分子生物学手段将功能性蛋白与之融合，从而极大地延长功能性蛋白的半衰期。Fc融合蛋白保持了功能性蛋白的活性，同时兼具免疫球蛋白的半表期长及具有细胞毒性，生产简易、易于纯化，已成为生物制药领城，尤其是在抗癌药物领城的一题明星：本文将集中介绍Fc 融合蛋白药物的特点、应用、以及发展前景：
关键词：免疫球蛋白;Fc；融合蛋白
近年来，随着生物制药技术的快速发展，全球药物研发的重心年，共有七种Fc融合蛋白类药物上市，四种进行三期临床研究，另正从小分子化药向生物大分子药物转移。但是，除抗体类药物外，大有多种相关药物也相继进入了临床研究阶段。
多数蛋白类药物半衰期较短，必须通过额紧给药或提高剂量才能达
3Fc融合蛋白药物存在的问题及改良方向
当然没有任何事物是十全十美的，Fe融合蛋白类药物也存在一
到预期的治疗效果，这样不仅给病人带来巨大的痛苦、潜在的风险，
多些问题，需要不断进行改进完善。
也给病人带来了巨大的经济负担。因此，如何有效延长蛋白质和多
肽类药物的半衰期，成为生物药研发的重要内容。
目前，延长蛋白质和多肽类药物的半衰期可以从三方面入手：a 增加药物蛋白的分子量，减少肾小球的滤过率；h.提高药物蛋白的可溶性及稳定性，防止蛋白药物在体内被降解；c.减少异源蛋白的免疫原性，降低蛋白药物的体内清除率。
1Fc融合蛋白概述
首先，现阶段Fc融合蛋白的半衰期，与天然IgG还有很大的差距，针对FeRn的改造主要是为了增加抗体的稳定性，延长抗体在体内的半衰期。采用点突变技术将250位的苏氨酸突变为谷氨酚胺.将428位的甲硫氨氮酸突变为亮氨酸，可增加人抗体FeRn和人 IgC在酸性条件下（pH6.0)的粘附性，不改变在中性条件pH7.4 下的粘附力，因此可逃避细胞内体介导的清除作用，延长抗体半
现阶段研究成果最突出的天然长半衰期蛋白就是IgG，其体内
衰期。
半衰期长达2-4周。IgC的超长半衰期源于新生儿Fe受体（FcRn）介导的再循环机制。IgG通过胞饮作用进人小肠上皮细胞内，在早期酸化的内吞体（endosome）中与FcRn结合，因此能逃避胞内溶酶体的降解。而在十二指肠中，管腔环境为酸性，IgG在被细胞内吞之前就已在顶膜表面与FcRn结合，从面使IgG被安全转运到细胞的另一个膜表面，或再次循环到同一膜表面。由于这种结合是 pH依赖性的，在胞外pH为中性时，IgG将脱离FeRn再次进人循环。除了胞内FcRn的保护机制外，IgC分子质量较大，肾清除率低，也是其半衰期较长的原因之一
免疫球蛋白G由在本瓜蛋自酶的水解作用下，会降解为两个 Fab段和一个Fe段。Fe相当于IgG的重链的CH2和CH3功能区，这一区域包括FcR和FcRn两个不同区域。除前面介绍的FcRn
其次，Fc段的FeR结合域所诱导的细胞毒作用和补体激活作用，对于某些药物毒力不足，对另一些药物却非必须。针对FcR 的改造分为两个方面，一是增强抗体介导的效应功能，即提高抗体介导的ADCC和CDC作用，另外在些自身免疫性疾病和炎性疾病的治疗过程中，只需发挥抗体阻断配体受体结合作用，而抗体的效应作用是不需要的，基至会引起副作用，针对这种类型的抗体，则需要对FeR进行改造以降低或灭活抗体的效应功能
另外，Fc融合蛋白毕竟是人工产物，在结构的合理性上无法与亿万年的自然进化相媲美，Fc片段可能会在一定程度上影响治疗性分子的活性，这一问题可通过选择不同的Fc亚型来改善，而保留抗体的铰链区可使被融合的2个分子间互不影响，生物活性相比于那些没有连接肽的融合蛋白更显著。Fe融合蛋白多为二聚体
介导IgG的再循环机制外，FeR主要介导细胞毒作用（ADCC)和
形式，过大的分子质量会影响药物分子通过黏膜的速率，
补体激活作用(CDC)作用。
4前景及展望
Fe融合蛋白类药物系将IgG中的Fe片段作为融合伴侣，通过DNA重组技术将其直接连接到另一个活性分子上所研制的药物。Fc融合蛋白大大增加蛋白质和多肽类药物的分子量，降低肾小球的滤过率，而FcRn介导的再循环机制可以避免蛋白降解，有效延长半衰期；另外人源的Fc片段降低了融合蛋白的免疫原性，防止人体自身免疫系统对药物的消除作用。值得一提的是.蛋白或多肽类药物与Fe融合后稳定性提高；作为一种异源蛋白可在酵母中实现高效分泌表达，当然作为一个生物大分子，高等动物细胞（如，CHO 细胞)是更为理想的表达体系；由于Fe片段能与ProteinA特异性结合，可利用ProteinA亲和色谱对融合蛋白进行分离，使其后期纯化工艺变得简便易行。
Fe融合蛋白技术，已经成为前景广阔的生物药研发方向，不断有新药进人临床试验阶段。然面.间题同样存在，如何进-步延长半衰期，如何根据需要调整ADCC和CDC活性，以及新的给药方式，都需要研究人员一步步去解决。但不可否认，Fe融合蛋白技术，所带来的长效生物药，是优于单克隆抗体药物的新型治癌药物，在此基础上可以进一步发展ADC药物，这展示了一个美好、广阔的药物
研发空间。
参考文献
[1JWalsh G.Biopharmaceutical benchmarks 2010 [U].Nat Biotechnol 2010, 28( 9) : 917924.
[2]Kontermann R E. Strategies for extended serum halflife of pro-
2Fc融合蛋白药物发展现状
tein therapeutics[JJ.Curr Opin Biotechnol,2011,22(6): 868876.
Fc融合蛋白技术发展迅速，其融合对象非常广泛，包括受体结
构域、配体、抗体片段以、多肽，以及近年来分子展示技术筛选出的模拟肽，已发展为一种可靠的药物研发手段。已经成功上市的药物中，Fe融合蛋白的半衰期都得到了大大提高，如ahatacept的半衰期长达13.1天，aldfacept的半衰期为12天。已上市的依那西菩(e-tanercept)等药物，不仅保留了融合对象的生物活性，还具有Fe的抗体活性，其功效可与当克隆抗体类药物相媲美，上市后市场反应强烈，其中依那西普2010年全球销售额高达73亿美元，超过了利要昔单抗、英夫利昔单抗等单抗类药物。2011年，融合蛋白药物在美国销售额达43亿美元，是最畅销的4种生物药物之一。截至2011
万方数据
[3]张瑜，赵树强，姚文兵，融合蛋白技术在长效药物开发中的应用[]药学进展，2013,37(9)：454-459
[4JKuo T T,Aveson V G. Neonatal Fc receptor and IgGbased ther-apeutics[JJ.MAbs, 2011,3 ( 5) : 422430.
[5]Kuo T T,Baker K, Yoshida M,et al.Neonatal Fe receptor: from immunity to therapeutics[J)J Clin Immunol,2010, 30(6): 777789]