全球抗体类药物表达系统：现状、挑战与未来展望

生物制品圈 · 公众号 · 生物 · 2025-02-23 20:15

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在现代医学领域，抗体类药物已成为治疗多种疾病的重要手段，从癌症到自身免疫性疾病，再到传染病，其应用范围不断扩大。截至 2025 年 1 月，全球已有 191 种抗体类药物获得至少一个药品监管机构的批准上市，这一数字背后，是众多科研人员在抗体药物研发过程中的不懈努力，而抗体药物的表达系统则是这一研发过程中的关键环节。

一、抗体类药物表达系统的现状

通过对已上市抗体类药物的表达系统进行统计，我们可以发现多种不同的表达系统在抗体药物生产中发挥着重要作用。其中，哺乳动物细胞系，尤其是中华仓鼠卵巢细胞（CHO），占据了主导地位。CHO 细胞具有能够进行复杂的蛋白质折叠和翻译后修饰的优势，这对于生产具有正确结构和功能的抗体药物至关重要。例如，许多单克隆抗体药物，如用于治疗非霍奇金淋巴瘤的利妥昔单抗等，都是通过 CHO 细胞表达系统生产的。

除了 CHO 细胞，还有其他一些哺乳动物细胞系也在抗体药物生产中得到应用，如婴儿仓鼠肾细胞（BHK）、人胚肾细胞（HEK293）等。这些细胞系各有特点，在特定的抗体药物生产中展现出独特的优势。例如，BHK 细胞在某些情况下能够提供更高的蛋白表达水平，而 HEK293 细胞则在瞬时表达系统中表现出色，可用于快速生产抗体片段或进行抗体工程改造的研究。

此外，随着生物技术的不断发展，一些非哺乳动物细胞表达系统也开始崭露头角。例如，昆虫细胞表达系统和植物表达系统。昆虫细胞表达系统具有生长速度快、易于放大培养等优点，且能够进行一定程度的蛋白质修饰，可用于生产一些对修饰要求相对较低的抗体药物或抗体片段。植物表达系统则具有成本低、可大规模生产等潜在优势，虽然目前在抗体药物生产中的应用相对较少，但随着技术的不断改进和完善，有望在未来发挥更大的作用。

二、抗体类药物表达系统的优劣势分析

不同的抗体药物表达系统各有优劣，这决定了它们在抗体药物生产中的适用范围和应用场景。

以 CHO 细胞为代表的哺乳动物细胞表达系统的优势在于其能够进行复杂的蛋白质折叠和翻译后修饰，生产出的抗体药物具有与人体内源性抗体相似的结构和功能，从而能够更好地发挥治疗作用。然而，其劣势也较为明显，包括培养成本高、培养周期长、易受病毒污染等。这些劣势限制了哺乳动物细胞表达系统的广泛应用，特别是在一些对成本敏感或需要快速生产抗体药物的情况下。

昆虫细胞表达系统的优势在于生长速度快、易于放大培养，且培养成本相对较低。但是，其蛋白质修饰能力相对较弱，生产出的抗体药物在结构和功能上可能与哺乳动物细胞表达系统生产的抗体药物存在一定差异，这可能会影响其治疗效果和安全性。

植物表达系统的优势在于成本低、可大规模生产，且具有可持续性。然而，其表达水平相对较低，且蛋白质修饰能力有限，同时，从植物中提取抗体药物的过程相对复杂，这些因素都限制了植物表达系统在抗体药物生产中的应用。

三、中华仓鼠卵巢细胞（CHO）的诞生与发展

CHO 细胞的诞生和发展是抗体药物表达系统领域的一个重要里程碑。CHO 细胞最初是从中华仓鼠的卵巢中分离出来的，经过多年的驯化和改良，逐渐成为一种广泛应用于抗体药物生产的细胞系。

在 CHO 细胞的发展过程中，研究人员通过基因工程、细胞工程等技术手段，对其进行了大量的改造和优化，以提高其蛋白表达水平、改善其生长特性、增强其稳定性等。例如，通过敲除或引入特定的基因，可以改变 CHO 细胞的代谢途径，从而提高抗体药物的产量和质量；通过优化培养基和培养条件，可以提高 CHO 细胞的生长速度和存活率，降低生产成本。

目前，CHO 细胞已经发展出了多种不同的亚系，如 CHO-K1、CHO-S、CHO-DG44 等，这些亚系在蛋白表达水平、生长特性、稳定性等方面各有特点，为抗体药物的研发和生产提供了更多的选择。

四、抗体类药物表达系统的未来展望

随着生物技术的不断进步，抗体类药物表达系统也在不断发展和创新。未来，抗体药物表达系统有望在以下几个方面取得突破：

一是进一步提高蛋白表达水平。通过基因编辑、蛋白质工程等技术手段，对表达系统中的关键基因和调控元件进行优化和改造，从而提高抗体药物的产量，降低生产成本。

二是改善蛋白质修饰能力。通过深入了解蛋白质修饰的机制和调控，开发出新的修饰技术和方法，使表达系统能够更好地模拟人体内源性抗体的修饰过程，生产出具有更高治疗效果和安全性的抗体药物。

三是提高表达系统的稳定性和可靠性。通过优化细胞培养条件、改进基因载体和转染技术等手段，提高表达系统的稳定性和可靠性，降低生产过程中的风险。

四是开发新型表达系统。随着对生物多样性和生物技术的不断探索，有望开发出新的表达系统，如微生物表达系统、细胞 - 无细胞混合表达系统等，为抗体药物的研发和生产提供更多的选择。

总之，抗体类药物表达系统是抗体药物研发和生产的关键环节，其发展和创新对于推动抗体药物的发展具有重要意义。通过对现有表达系统的不断优化和完善，以及新型表达系统的开发和应用，有望为人类健康事业做出更大的贡献。

附录：全球已上市抗体药物表达用宿主细胞系信息统计

全球抗体类药物表达系统：现状、挑战与未来展望

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