Her2抗體專利技術(shù)分析周奮進(jìn)

馬家興 張鑫

摘要：人類表皮生長因子受體2（HER2，又稱ErbB2），Her2的異常表達(dá)與乳腺癌、胃癌等多種惡性腫瘤的進(jìn)展相關(guān)，在20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)Her2 單克隆抗體對Her2過表達(dá)腫瘤細(xì)胞有明顯抑制作用，之后關(guān)于her2抗體出現(xiàn)大量研究。本文對Her2抗體相關(guān)專利進(jìn)行了統(tǒng)計，分析了該領(lǐng)域申請量隨時間變化的趨勢、技術(shù)來源國、主要申請人，并對重點(diǎn)申請人的技術(shù)發(fā)展作梳理，以期了解該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：her2;ErbB2;表皮生長因子受體2;抗體;專利

中圖分類號：R392.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）06-0100-04

本文利用國家知識產(chǎn)權(quán)局的S系統(tǒng)，選擇CNABS為中文專利數(shù)據(jù)庫，SIPOABS/DWPI為外文專利數(shù)據(jù)庫，使用關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，包括：人表皮生長因子受體2、腫瘤、癌、抗體、Her2、ErbB2、tumor、tumour、cancer、antibody、antibodes等，通過人工閱讀去噪、合并同族最終得到專利數(shù)據(jù)樣本。以此為專利數(shù)據(jù)樣本，對her2抗體相關(guān)專利申請量趨勢、涉及技術(shù)領(lǐng)域、申請國、申請人進(jìn)行了分析，以及梳理了重點(diǎn)申請人的技術(shù)發(fā)展路線。

1 全球?qū)＠暾埩孔兓厔?/p>

通過申請趨勢可以從宏觀層面把握分析對象在各時期的專利申請熱度變化，申請數(shù)量的統(tǒng)計范圍是目前已公開的專利。her2抗體的全球申請項數(shù)從1989年開始一直呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢，說明對her2抗體的專利技術(shù)一直在不斷發(fā)展變化，中國從2001年開始才出現(xiàn)關(guān)于her2抗體的專利申請，而在2009年以后才有了較大的突破。

2 專利技術(shù)領(lǐng)域分析

通過該分析可以了解分析對象覆蓋的技術(shù)類別，以及各技術(shù)分支的創(chuàng)新熱度。為便于了解her2抗體涉及的技術(shù)領(lǐng)域并指導(dǎo)相關(guān)專利的檢索，筆者對專利樣本所包含的標(biāo)準(zhǔn)IPC分類號進(jìn)行了統(tǒng)計。Her2抗體由氨基酸序列組成，頻次最高的是C07K（肽），其次，公開her2抗體結(jié)構(gòu)的同時會公開該抗體的用藥方式，因此，也涉及較多是描述用藥特征的A61K（醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配制品），還有，在公開抗體結(jié)構(gòu)的同時會對抗體的藥物活性進(jìn)行驗證，因此，同時也較多涉及A61P（化合物或藥物制劑的特定治療活性）。

3 技術(shù)原研國分析

一般而言，申請人基于本國專利申請的便捷性而優(yōu)先在本國提出專利申請而獲得申請日，如果需要進(jìn)行其他國家或地區(qū)的專利布局，能以該本國申請的申請日作為優(yōu)先權(quán)日。因此，通過專利數(shù)據(jù)樣本的優(yōu)先權(quán)號或首次申請?zhí)柨梢粤私鈎er2抗體相關(guān)技術(shù)的原研國信息。一半以上的研究來自美國，中國大陸的實力也不容小覷，其他少量技術(shù)則源自丹麥、瑞士、德國、日本等。

4 全球重點(diǎn)申請人排名

該分析可以發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新成果積累較多的專利申請人，并據(jù)此進(jìn)一步分析其專利競爭實力。其中，her2抗體領(lǐng)域行業(yè)巨頭為GENENTECH INC，后被羅氏收購，其涉及接近100項專利，另外，丹麥GENMAB A/S/美國MERSANA THERAPEUTICS INC/國內(nèi)北京天廣實生物技術(shù)股份有限公司在該領(lǐng)域也表現(xiàn)出巨大的貢獻(xiàn)。

5 重點(diǎn)申請人GENENTECH INC專利技術(shù)演進(jìn)分析

GENENTECH INC在1989年申請her2抗體專利，并在之后申請了大量專利，最具代表性的即為曲妥珠單抗（4D5）、帕妥珠單抗（2C4），以下對兩種抗體相關(guān)研究進(jìn)行分析。

5.1 曲妥珠單抗（4D5，HERCEPTIN）：文獻(xiàn)1（4D5，WO92/22653，申請日19920615）公開了一種鼠源化和人源化抗ErbB2抗體4D5。

5.1.1 4D5抗體與腫瘤：

①乳腺癌（WO92/22653，申請日19920615）：鼠源化muMAb4D5抗體對過表達(dá)p185her2的乳腺癌有細(xì)胞移植作用，但由于乳腺癌屬于長期慢性疾病，期望優(yōu)選的4D5抗體表現(xiàn)出較低的免疫原性，而表現(xiàn)出細(xì)胞毒性作用不僅僅是細(xì)胞抑制作用，人源化的抗體實現(xiàn)了上述目標(biāo)，檢測得到4種huMAb4D5抗體變體（huMAb4D5-4、huMAb4D5-6、huMAb4D5-7、huMAb4D5-8）對p185her2細(xì)胞外區(qū)域的結(jié)合Kd≤1nM且表現(xiàn)出良好的抑制增殖活性，且huMAb4D5-8（Kd=0.1nM）相較于huMAb4D5（Kd=0.3nM）對p185her2細(xì)胞外區(qū)域表現(xiàn)出超過3倍的結(jié)合活性（參見表3），muMAb4D5、huMAb4D5-8對于低表達(dá)p185her2的肺上皮細(xì)胞WI-38表現(xiàn)出較低的ADCC活性，而對高表達(dá)p185her2的乳腺癌細(xì)胞SK-BR-3表現(xiàn)出較高的ADCC活性，且huMAb4D5-8比muMAb4D5表現(xiàn)出更高的ADCC活性（參見表4）。重組人源化型的鼠抗-ErbB2抗體4D5（huMAb4D5-8，rhuMAbHER2或HERCEPTIN）在臨床上對患有已經(jīng)廣泛接受現(xiàn)有抗癌療法的ErbB2-超表達(dá)轉(zhuǎn)移乳腺癌的患者有效。

②雄激素依賴性和雄激素非依賴性前列腺癌：文獻(xiàn)2（申請?zhí)朇N00810866.8，申請日20000623）以HERCEPTIN（即huMAb4D5-8）評價在雄激素依賴性和雄激素非依賴性前列腺癌異種移植物中的功效，結(jié)果表明，HERCEPTIN對CWR22R雄激素非依賴性系中的腫瘤生長沒有作用。相反，HERCEPTIN確實在雄激素依賴性異種移植物模型CWR22和LNCaP均表現(xiàn)出顯著抑制作用。而當(dāng)將紫杉醇與HERCEPTIN對動物共同給藥時，就雄激素依賴性和雄激素非依賴性腫瘤而言，腫瘤體積均比對照組明顯減小。在對帶有雄激素依賴性異種移植物的動物的治療期結(jié)束時，觀察到聯(lián)用HERCEPTIN和紫杉醇生長抑制率比單獨(dú)使用各藥劑提高，此外，在對帶有雄激素非依賴性異種移植物的動物的治療期結(jié)束時，觀察到聯(lián)用HERCEPTIN和紫杉醇生長抑制率比單獨(dú)使用各藥劑提高。因此，在這些前列腺癌模型系統(tǒng)中，單獨(dú)的HERCEPTIN僅對雄激素依賴性腫瘤具有臨床活性且HERCEPTIN與紫杉醇聯(lián)用對雄激素依賴性和雄激素非依賴性腫瘤的生長均具有至少附加的作用（參見實施例5）。

5.1.2 抗體用藥

文獻(xiàn)3（申請?zhí)朇N00815090.3，WO01/15730，申請日20000825）通過用藥的選擇，從危險性和有益方面考慮，該結(jié)果表明聯(lián)合治療方案優(yōu)選HERCEPTIN抗ErbB2抗體和紫杉醇（TAXOL）的聯(lián)合治療;對抗體谷和峰血清濃度進(jìn)行研究，表明用8mg/kg負(fù)荷量繼而用每周一次4mg/kg維持量對人乳腺癌患者進(jìn)行治療。該項初步用于人的研究表明，8mg/kg負(fù)荷量：每周一次4mg/kg維持量的給藥方案在縮小患者腫瘤體積方面非常有效;對給藥方式皮下給藥和靜脈給藥進(jìn)行比較，研究表明皮下輸注與靜脈快速灌注效果相同并達(dá)到類似的谷血清濃度。結(jié)果還表明，研究的劑量水平在本模型劑量應(yīng)答曲線的頂端，皮下給藥對于治療乳腺癌有效。

本發(fā)明包括TAXOL與HERCEPTIN抗ErbB2抗體一起皮下給藥。另外，8mg/kg HERCEPTIN抗ErbB2抗體靜脈或皮下注射，接著6mg/kg HERCEPTIN抗ErbB2抗體與化療劑一起每3周一次靜脈或皮下注射，所述化療劑如taxoid（如紫杉醇175mg/m2，每3周給藥一次）或蒽環(huán)類抗生素的衍生物（如阿霉素60mg/m2或表阿霉素75mg/m2，每3周給藥一次）。

5.1.3 抗體改造

①抗體變體：文獻(xiàn)4（申請?zhí)朇N201680035065.7，WO2016/205531A2，申請日20160616）涉及人源化抗HER2抗體hu4D5的變體，對hu4D5的VL的N30、VH的G55、和D98進(jìn)行誘變?yōu)镹30S、VHG55A、D98T，由于降低的抗體脫酰胺或異構(gòu)化，位置N30，G55，和D98處的氨基酸的替代產(chǎn)生具有與野生型4D5相比升高的穩(wěn)定性的4D5v3;另外，4D5v3展現(xiàn)比野生型4D5的結(jié)合親和力要大約10倍的結(jié)合親和力。如此，在具有升高的穩(wěn)定性以外，4D5v3還令人驚訝地展現(xiàn)升高的對HER2靶物的親和力。

②雙特異抗體：在得到多種4D5變體的基礎(chǔ)上，構(gòu)造多種HER2TDB，其中，TDB（T細(xì)胞依賴性雙特異性）抗體能夠同時結(jié)合T細(xì)胞（例如CD3）上的細(xì)胞表面抗原和腫瘤細(xì)胞上的細(xì)胞表面抗原，由此使得所結(jié)合的T細(xì)胞能夠?qū)ο麥缒[瘤細(xì)胞做出貢獻(xiàn)，抗HER2TDB抗體具有一個針對CD3的臂（40G5C）和一個針對細(xì)胞表面抗原HER2的臂。通過比較多種HER2TDB對HER2的親和力，結(jié)果顯示，4D5v3，4D5v21和4D5v22抗體展現(xiàn)比野生型4D5TDB的結(jié)合親和力要大約10倍的結(jié)合親和力，在HER2TDB的體外測試中，使用純化的人CD8+細(xì)胞和表達(dá)HER2的靶細(xì)胞系實施細(xì)胞殺傷測定法以評估4D5-40G5變體的功能活性。變體20-24展現(xiàn)與WT4D5-40G5和4D5v3-40G5變體二者相似的殺傷活性。在變體中，4D5v23效力最低。在殺傷和T細(xì)胞激活二者中，4D5v3，4D5v20和4D5v24顯示最大的效應(yīng)器活性和更高的針對靶物的功效。

5.2 帕妥珠單抗（2C4，OMNITARG、pertuzumab）：文獻(xiàn)5（申請?zhí)朇N00811898.1，申請日20000623）公開了一種人源化抗ErbB2抗體2C4。

5.2.1 2C4抗體作用機(jī)理：

2C4抗體干擾EGFR/ErbB2、ErbB3/ErbB4和ErbB2/ErbB3異二聚體，與ErbB2結(jié)合并阻斷ErbB受體的配體活化作用，可用于不是ErbB2受體過度表達(dá)的癌癥治療。單克隆抗體2C4、7F3和4D5顯著地抑制Mr180000的蛋白的HRG誘導(dǎo)型酪氨酸磷酸化信號的產(chǎn)生。另外，這些抗體不與EGFR、ErbB3或ErbB4發(fā)生交叉反應(yīng)?？贵w2C4和7F3顯著地抑制對p180酪氨酸磷酸化的HRG活化作用。單克隆抗體2C4基本上更有效地阻斷ErbB3與ErbB2的HRG依賴性結(jié)合。單克隆抗體2C4顯著地阻斷MAPK的EGF、TGF-α或HRG介導(dǎo)型活化作用，單克隆抗體2C4還表明抑制heregulin（HGR）依賴性Akt活化作用，用2C4溫育MCF7乳腺癌細(xì)胞可抑制heregulin介導(dǎo)的AKT活化作用，而且，加入2C4可進(jìn)一步降低在無heregulin加入的條件下存在的AKT活化的基本水平。這些數(shù)據(jù)表明2C4可抑制PI3激酶的ErbB配體活化，并且此抑制可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。因而，單克隆抗體2C4通過兩個主要信號傳遞途徑-MAP激酶（主要增殖途徑）和PI3激酶（主要存活/抗凋亡途徑），抑制配體起始的ErbB信號傳導(dǎo)。

5.2.2 抗體2C4與腫瘤

①結(jié)直腸癌（申請?zhí)朇N00811898.1）：將人結(jié)直腸癌細(xì)胞系HCA-7、LS174T或CaCo-2等皮下接種于無胸腺裸鼠。一旦腫瘤體積達(dá)到約100mm3，用10-50mg/kg單克隆抗體2C4通過腹腔注射給藥各組動物，每周兩次。單克隆抗體2C4在體內(nèi)抑制結(jié)直腸異體移植物的生長。

②乳腺癌（申請?zhí)朇N00811898.1）：用rhuMAb估測了對ErbB2不過度表達(dá)的人乳腺癌細(xì)胞MDA-175的作用。結(jié)果顯示，與治療相比，加入rhuMAb2C4以劑量依賴性方式顯著抑制乳腺癌細(xì)胞系MDA-175的生長;另外，估測了rhuMAb2C4抗MCF7異體移植物的效果，所述MCF7異體移植物為雌激素受體陽性（ER+）并表達(dá)低水平ErbB2，結(jié)果顯示，rhuMAb2C4可有效地抑制乳腺癌的體內(nèi)生長，其中該乳腺癌的特點(diǎn)不是過度表達(dá)ErbB2。

③復(fù)發(fā)性或不應(yīng)性轉(zhuǎn)移型前列腺癌的治療（申請?zhí)朇N00811898.1）：全長人源化單克隆抗體rhuMAb2C4阻斷ErbB2與其它ErbB家族成員的結(jié)合，因而抑制細(xì)胞內(nèi)ErbB途徑的信號傳導(dǎo)，rhuMAb2C4不但抑制ErbB2過度表達(dá)型腫瘤的生長，還阻斷需要ErbB配體依賴性信號傳導(dǎo)的腫瘤的生長。RhuMAb 2C4指定為用于治療激素頑固性（雄激素非依賴性）前列腺癌患者的單一活性劑，或指定將RhuMAb 2C4與化療聯(lián)用使用或其它藥物。

④雄激素依賴性和雄激素非依賴性前列腺癌：文獻(xiàn)2（申請?zhí)朇N00810866.8，申請日20000623，公開日20021103）表明了HERCEPTIN對雄激素依賴性模型具有臨床活性，作為單克隆抗體2C4也具有這種活性。單克隆抗體2C4和TAXOL聯(lián)用表明生長抑制率比單獨(dú)的2C4或TAXOL增加了;另外，HERCEPTIN對這些雄激素非依賴性模型具有極小的臨床活性或不具有臨床活性，而單克隆抗體2C4對這些模型也具有臨床活性。單克隆抗體2C4和TAXOL聯(lián)用表明生長抑制率比單獨(dú)的單克隆抗體2C4或TAXOL增加了。

⑤肺癌（申請?zhí)朇N00811898.1）：rhuMAb2C4可作為治療IIIb或IV期非小細(xì)胞肺癌的單一藥物，還可與其他藥物聯(lián)合使用。

文獻(xiàn)6（申請?zhí)朇N03821625.6、申請日20003.07.11）檢測細(xì)胞系和人腫瘤異種移植模型對2C4的反應(yīng)性，檢測模型有乳腺、肺、前列腺和大腸。50%～60%的模型對2C4處理產(chǎn)生反應(yīng)（對處理有反應(yīng)被定義為腫瘤體積減小≥50%）;在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）模型中的三個中（LXFA 297，LXFA 629，和LXFL 1072），觀察到顯著的對rhuMAb 2C4處理的生長抑制反應(yīng)，三個響應(yīng)腫瘤（LXFA 297，LXFA 629和1072）顯示強(qiáng)烈的HER2活化;通過對2C4反應(yīng)和不反應(yīng)的腫瘤進(jìn)行抗ErbB2抗體免疫沉淀來分析是否存在ErbB2-ErbB3和EGFR-ErbB2異二聚體，結(jié)果顯示，2C4反應(yīng)性與存在ErbB2-ErbB3和/或EGFR-ErbB2異二聚體之間的關(guān)聯(lián);通過檢測HER2異二聚體來鑒定用rhuMAb 2C4治療的肺癌患者的臨床研究：如果來自患者的腫瘤被發(fā)現(xiàn)包含HER2/HER3和/或HER2/HER1和/或HER2/HER4復(fù)合物，該患者被鑒定為患有對用rhuMAb 2C4治療響應(yīng)的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）。生物樣本中HER2磷酸化陽性和/或存在HER2/HER3，HER2/HER1和/或HER2/HER4異二聚體的個體對用rhuMAb 2C4處理可能比腫瘤樣本中不顯示HER2磷酸化或沒有檢測到異二聚體的患者有更好的反應(yīng)。

⑥胃癌：文獻(xiàn)7（申請?zhí)朇N201280061896.3，申請日20121011）評估帕妥珠單抗在第43天的最小（槽）血清濃度。收集直至第43天的數(shù)據(jù)的血清藥動學(xué)參數(shù)將約90%的晚期胃癌患者中實現(xiàn)藥物動力學(xué)目標(biāo)穩(wěn)定態(tài)槽濃度≥20μg/mL。將840/840mg劑量帕妥珠單抗（以IV輸注在每個治療周期的第1天施用，在周期1以840mg的加載劑量而對于后續(xù)周期以840mg的劑量）用于治療胃癌。預(yù)期該劑量在90%的患者中將槽水平維持于目標(biāo)>20μg/mL之上，并提供與在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中觀察到的那些相似的槽水平。

即her2抗體2C4與多種腫瘤相關(guān)，通過了解2C4抗體與腫瘤的關(guān)系，可為開發(fā)新的治療癥提供參考。

6 結(jié)語

近年來，抗體靶向治療腫瘤取得了很大的進(jìn)步，以曲妥珠、帕妥珠單抗為代表的Her2抗體成為成功的治療腫瘤的方法，使得患者生存率及生存期顯著提高，但抗體治療仍存在用藥受限和毒副作用等問題。但Her2仍是目前非常重要的腫瘤治療靶點(diǎn)，本文針對GENENTECH INC的her2抗體專利進(jìn)行分析，希望對該領(lǐng)域的突破和新技術(shù)的創(chuàng)造提供思路。

參考文獻(xiàn)：

[1] Genentech Inc. Method of making humanized antibodies：WO92/22653[P].19920615.

[2] 吉尼泰克公司.使用抗-ErbB2抗體治療前列腺癌：CN00810866.8[P].20000623.

[3] 杰南技術(shù)公司.用于抗ErbB2抗體治療得制劑：CN00815090.3[P].20000825.

[4] 豪夫邁·羅氏有限公司.抗HER2抗體和使用方法：CN201680035065.7[P].20160616.

[5] 杰南技術(shù)公司.人源化抗ErbB2抗體及其在制備藥物中的應(yīng)用：CN00811898.1[P].20000623.

[6] 健泰科生物技術(shù)公司.鑒定對用抗ErbB2抗體處理響應(yīng)的腫瘤的方法：CN03821625.6[P].2003.07.11.

[7] 霍夫曼-拉羅奇有限公司.HER2二聚化抑制劑帕妥珠單抗的用途和包含HER2二聚化抑制劑帕妥珠單抗的制品：CN201280061896.3[P].20121011.