马家兴 张鑫

摘要：人类表皮生长因子受体2（HER2，又称ErbB2），Her2的异常表达与乳腺癌、胃癌等多种恶性肿瘤的进展相关，在20世纪80年代发现Her2 单克隆抗体对Her2过表达肿瘤细胞有明显抑制作用，之后关于her2抗体出现大量研究。本文对Her2抗体相关专利进行了统计，分析了该领域申请量随时间变化的趋势、技术来源国、主要申请人，并对重点申请人的技术发展作梳理，以期了解该领域技术发展趋势。

关键词：her2;ErbB2;表皮生长因子受体2;抗体;专利

中图分类号：R392.11 文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）06-0100-04

本文利用国家知识产权局的S系统，选择CNABS为中文专利数据库，SIPOABS/DWPI为外文专利数据库，使用关键词进行检索，包括：人表皮生长因子受体2、肿瘤、癌、抗体、Her2、ErbB2、tumor、tumour、cancer、antibody、antibodes等，通过人工阅读去噪、合并同族最终得到专利数据样本。以此为专利数据样本，对her2抗体相关专利申请量趋势、涉及技术领域、申请国、申请人进行了分析，以及梳理了重点申请人的技术发展路线。

1 全球专利申请量变化趋势

通过申请趋势可以从宏观层面把握分析对象在各时期的专利申请热度变化，申请数量的统计范围是目前已公开的专利。her2抗体的全球申请项数从1989年开始一直呈现缓慢上升的趋势，说明对her2抗体的专利技术一直在不断发展变化，中国从2001年开始才出现关于her2抗体的专利申请，而在2009年以后才有了较大的突破。

2 专利技术领域分析

通过该分析可以了解分析对象覆盖的技术类别，以及各技术分支的创新热度。为便于了解her2抗体涉及的技术领域并指导相关专利的检索，笔者对专利样本所包含的标准IPC分类号进行了统计。Her2抗体由氨基酸序列组成，频次最高的是C07K（肽），其次，公开her2抗体结构的同时会公开该抗体的用药方式，因此，也涉及较多是描述用药特征的A61K（医用、牙科用或梳妆用的配制品），还有，在公开抗体结构的同时会对抗体的药物活性进行验证，因此，同时也较多涉及A61P（化合物或药物制剂的特定治疗活性）。

3 技术原研国分析

一般而言，申请人基于本国专利申请的便捷性而优先在本国提出专利申请而获得申请日，如果需要进行其他国家或地区的专利布局，能以该本国申请的申请日作为优先权日。因此，通过专利数据样本的优先权号或首次申请号可以了解her2抗体相关技术的原研国信息。一半以上的研究来自美国，中国大陆的实力也不容小觑，其他少量技术则源自丹麦、瑞士、德国、日本等。

4 全球重点申请人排名

该分析可以发现创新成果积累较多的专利申请人，并据此进一步分析其专利竞争实力。其中，her2抗体领域行业巨头为GENENTECH INC，后被罗氏收购，其涉及接近100项专利，另外，丹麦GENMAB A/S/美国MERSANA THERAPEUTICS INC/国内北京天广实生物技术股份有限公司在该领域也表现出巨大的贡献。

5 重点申请人GENENTECH INC专利技术演进分析

GENENTECH INC在1989年申请her2抗体专利，并在之后申请了大量专利，最具代表性的即为曲妥珠单抗（4D5）、帕妥珠单抗（2C4），以下对两种抗体相关研究进行分析。

5.1 曲妥珠单抗（4D5，HERCEPTIN）：文献1（4D5，WO92/22653，申请日19920615）公开了一种鼠源化和人源化抗ErbB2抗体4D5。

5.1.1 4D5抗体与肿瘤：

①乳腺癌（WO92/22653，申请日19920615）：鼠源化muMAb4D5抗体对过表达p185her2的乳腺癌有细胞移植作用，但由于乳腺癌属于长期慢性疾病，期望优选的4D5抗体表现出较低的免疫原性，而表现出细胞毒性作用不仅仅是细胞抑制作用，人源化的抗体实现了上述目标，检测得到4种huMAb4D5抗体变体（huMAb4D5-4、huMAb4D5-6、huMAb4D5-7、huMAb4D5-8）对p185her2细胞外区域的结合Kd≤1nM且表现出良好的抑制增殖活性，且huMAb4D5-8（Kd=0.1nM）相较于huMAb4D5（Kd=0.3nM）对p185her2细胞外区域表现出超过3倍的结合活性（参见表3），muMAb4D5、huMAb4D5-8对于低表达p185her2的肺上皮细胞WI-38表现出较低的ADCC活性，而对高表达p185her2的乳腺癌细胞SK-BR-3表现出较高的ADCC活性，且huMAb4D5-8比muMAb4D5表现出更高的ADCC活性（参见表4）。重组人源化型的鼠抗-ErbB2抗体4D5（huMAb4D5-8，rhuMAbHER2或HERCEPTIN）在临床上对患有已经广泛接受现有抗癌疗法的ErbB2-超表达转移乳腺癌的患者有效。

②雄激素依赖性和雄激素非依赖性前列腺癌：文献2（申请号CN00810866.8，申请日20000623）以HERCEPTIN（即huMAb4D5-8）评价在雄激素依赖性和雄激素非依赖性前列腺癌異种移植物中的功效，结果表明，HERCEPTIN对CWR22R雄激素非依赖性系中的肿瘤生长没有作用。相反，HERCEPTIN确实在雄激素依赖性异种移植物模型CWR22和LNCaP均表现出显著抑制作用。而当将紫杉醇与HERCEPTIN对动物共同给药时，就雄激素依赖性和雄激素非依赖性肿瘤而言，肿瘤体积均比对照组明显减小。在对带有雄激素依赖性异种移植物的动物的治疗期结束时，观察到联用HERCEPTIN和紫杉醇生长抑制率比单独使用各药剂提高，此外，在对带有雄激素非依赖性异种移植物的动物的治疗期结束时，观察到联用HERCEPTIN和紫杉醇生长抑制率比单独使用各药剂提高。因此，在这些前列腺癌模型系统中，单独的HERCEPTIN仅对雄激素依赖性肿瘤具有临床活性且HERCEPTIN与紫杉醇联用对雄激素依赖性和雄激素非依赖性肿瘤的生长均具有至少附加的作用（参见实施例5）。

5.1.2 抗体用药

文献3（申请号CN00815090.3，WO01/15730，申请日20000825）通过用药的选择，从危险性和有益方面考虑，该结果表明联合治疗方案优选HERCEPTIN抗ErbB2抗体和紫杉醇（TAXOL）的联合治疗;对抗体谷和峰血清浓度进行研究，表明用8mg/kg负荷量继而用每周一次4mg/kg维持量对人乳腺癌患者进行治疗。该项初步用于人的研究表明，8mg/kg负荷量：每周一次4mg/kg维持量的给药方案在缩小患者肿瘤体积方面非常有效;对给药方式皮下给药和静脉给药进行比较，研究表明皮下输注与静脉快速灌注效果相同并达到类似的谷血清浓度。结果还表明，研究的剂量水平在本模型剂量应答曲线的顶端，皮下给药对于治疗乳腺癌有效。

本发明包括TAXOL与HERCEPTIN抗ErbB2抗体一起皮下给药。另外，8mg/kg HERCEPTIN抗ErbB2抗体静脉或皮下注射，接着6mg/kg HERCEPTIN抗ErbB2抗体与化疗剂一起每3周一次静脉或皮下注射，所述化疗剂如taxoid（如紫杉醇175mg/m2，每3周给药一次）或蒽环类抗生素的衍生物（如阿霉素60mg/m2或表阿霉素75mg/m2，每3周给药一次）。

5.1.3 抗体改造

①抗体变体：文献4（申请号CN201680035065.7，WO2016/205531A2，申请日20160616）涉及人源化抗HER2抗体hu4D5的变体，对hu4D5的VL的N30、VH的G55、和D98进行诱变为N30S、VHG55A、D98T，由于降低的抗体脱酰胺或异构化，位置N30，G55，和D98处的氨基酸的替代产生具有与野生型4D5相比升高的稳定性的4D5v3;另外，4D5v3展现比野生型4D5的结合亲和力要大约10倍的结合亲和力。如此，在具有升高的稳定性以外，4D5v3还令人惊讶地展现升高的对HER2靶物的亲和力。

②双特异抗体：在得到多种4D5变体的基础上，构造多种HER2TDB，其中，TDB（T细胞依赖性双特异性）抗体能够同时结合T细胞（例如CD3）上的细胞表面抗原和肿瘤细胞上的细胞表面抗原，由此使得所结合的T细胞能够对消灭肿瘤细胞做出贡献，抗HER2TDB抗体具有一个针对CD3的臂（40G5C）和一个针对细胞表面抗原HER2的臂。通过比较多种HER2TDB对HER2的亲和力，结果显示，4D5v3，4D5v21和4D5v22抗体展现比野生型4D5TDB的结合亲和力要大约10倍的结合亲和力，在HER2TDB的体外测试中，使用纯化的人CD8+细胞和表达HER2的靶细胞系实施细胞杀伤测定法以评估4D5-40G5变体的功能活性。变体20-24展现与WT4D5-40G5和4D5v3-40G5变体二者相似的杀伤活性。在变体中，4D5v23效力最低。在杀伤和T细胞激活二者中，4D5v3，4D5v20和4D5v24显示最大的效应器活性和更高的针对靶物的功效。

5.2 帕妥珠单抗（2C4，OMNITARG、pertuzumab）：文献5（申请号CN00811898.1，申请日20000623）公开了一种人源化抗ErbB2抗体2C4。

5.2.1 2C4抗体作用机理：

2C4抗体干扰EGFR/ErbB2、ErbB3/ErbB4和ErbB2/ErbB3异二聚体，与ErbB2结合并阻断ErbB受体的配体活化作用，可用于不是ErbB2受体过度表达的癌症治疗。单克隆抗体2C4、7F3和4D5显著地抑制Mr180000的蛋白的HRG诱导型酪氨酸磷酸化信号的产生。另外，这些抗体不与EGFR、ErbB3或ErbB4发生交叉反应。抗体2C4和7F3显著地抑制对p180酪氨酸磷酸化的HRG活化作用。单克隆抗体2C4基本上更有效地阻断ErbB3与ErbB2的HRG依赖性结合。单克隆抗体2C4显著地阻断MAPK的EGF、TGF-α或HRG介导型活化作用，单克隆抗体2C4还表明抑制heregulin（HGR）依赖性Akt活化作用，用2C4温育MCF7乳腺癌细胞可抑制heregulin介导的AKT活化作用，而且，加入2C4可进一步降低在无heregulin加入的条件下存在的AKT活化的基本水平。这些数据表明2C4可抑制PI3激酶的ErbB配体活化，并且此抑制可导致细胞凋亡。因而，单克隆抗体2C4通过两个主要信号传递途径-MAP激酶（主要增殖途径）和PI3激酶（主要存活/抗凋亡途径），抑制配体起始的ErbB信号传导。

5.2.2 抗体2C4与肿瘤

①结直肠癌（申请号CN00811898.1）：将人结直肠癌细胞系HCA-7、LS174T或CaCo-2等皮下接种于无胸腺裸鼠。一旦肿瘤体积达到约100mm3，用10-50mg/kg单克隆抗体2C4通过腹腔注射给药各组动物，每周两次。单克隆抗体2C4在体内抑制结直肠异体移植物的生长。

②乳腺癌（申请号CN00811898.1）：用rhuMAb估测了对ErbB2不过度表达的人乳腺癌细胞MDA-175的作用。结果显示，与治疗相比，加入rhuMAb2C4以剂量依賴性方式显著抑制乳腺癌细胞系MDA-175的生长;另外，估测了rhuMAb2C4抗MCF7异体移植物的效果，所述MCF7异体移植物为雌激素受体阳性（ER+）并表达低水平ErbB2，结果显示，rhuMAb2C4可有效地抑制乳腺癌的体内生长，其中该乳腺癌的特点不是过度表达ErbB2。

③复发性或不应性转移型前列腺癌的治疗（申请号CN00811898.1）：全长人源化单克隆抗体rhuMAb2C4阻断ErbB2与其它ErbB家族成员的结合，因而抑制细胞内ErbB途径的信号传导，rhuMAb2C4不但抑制ErbB2过度表达型肿瘤的生长，还阻断需要ErbB配体依赖性信号传导的肿瘤的生长。RhuMAb 2C4指定为用于治疗激素顽固性（雄激素非依赖性）前列腺癌患者的单一活性剂，或指定将RhuMAb 2C4与化疗联用使用或其它药物。

④雄激素依赖性和雄激素非依赖性前列腺癌：文献2（申请号CN00810866.8，申请日20000623，公开日20021103）表明了HERCEPTIN对雄激素依赖性模型具有临床活性，作为单克隆抗体2C4也具有这种活性。单克隆抗体2C4和TAXOL联用表明生长抑制率比单独的2C4或TAXOL增加了;另外，HERCEPTIN对这些雄激素非依赖性模型具有极小的临床活性或不具有临床活性，而单克隆抗体2C4对这些模型也具有临床活性。单克隆抗体2C4和TAXOL联用表明生长抑制率比单独的单克隆抗体2C4或TAXOL增加了。

⑤肺癌（申请号CN00811898.1）：rhuMAb2C4可作为治疗IIIb或IV期非小细胞肺癌的单一药物，还可与其他药物联合使用。

文献6（申请号CN03821625.6、申请日20003.07.11）检测细胞系和人肿瘤异种移植模型对2C4的反应性，检测模型有乳腺、肺、前列腺和大肠。50%～60%的模型对2C4处理产生反应（对处理有反应被定义为肿瘤体积减小≥50%）;在非小细胞肺癌（NSCLC）模型中的三个中（LXFA 297，LXFA 629，和LXFL 1072），观察到显著的对rhuMAb 2C4处理的生长抑制反应，三个响应肿瘤（LXFA 297，LXFA 629和1072）显示强烈的HER2活化;通过对2C4反应和不反应的肿瘤进行抗ErbB2抗体免疫沉淀来分析是否存在ErbB2-ErbB3和EGFR-ErbB2异二聚体，结果显示，2C4反应性与存在ErbB2-ErbB3和/或EGFR-ErbB2异二聚体之间的关联;通过检测HER2异二聚体来鉴定用rhuMAb 2C4治疗的肺癌患者的临床研究：如果来自患者的肿瘤被发现包含HER2/HER3和/或HER2/HER1和/或HER2/HER4复合物，该患者被鉴定为患有对用rhuMAb 2C4治疗响应的非小细胞肺癌（NSCLC）。生物样本中HER2磷酸化阳性和/或存在HER2/HER3，HER2/HER1和/或HER2/HER4异二聚体的个体对用rhuMAb 2C4处理可能比肿瘤样本中不显示HER2磷酸化或没有检测到异二聚体的患者有更好的反应。

⑥胃癌：文献7（申请号CN201280061896.3，申请日20121011）评估帕妥珠单抗在第43天的最小（槽）血清浓度。收集直至第43天的数据的血清药动学参数将约90%的晚期胃癌患者中实现药物动力学目标稳定态槽浓度≥20μg/mL。将840/840mg剂量帕妥珠单抗（以IV输注在每个治疗周期的第1天施用，在周期1以840mg的加载剂量而对于后续周期以840mg的剂量）用于治疗胃癌。预期该剂量在90%的患者中将槽水平维持于目标>20μg/mL之上，并提供与在转移性乳腺癌中观察到的那些相似的槽水平。

即her2抗体2C4与多种肿瘤相关，通过了解2C4抗体与肿瘤的关系，可为开发新的治疗症提供参考。

6 结语

近年来，抗体靶向治疗肿瘤取得了很大的进步，以曲妥珠、帕妥珠单抗为代表的Her2抗体成为成功的治疗肿瘤的方法，使得患者生存率及生存期显著提高，但抗体治疗仍存在用药受限和毒副作用等问题。但Her2仍是目前非常重要的肿瘤治疗靶点，本文针对GENENTECH INC的her2抗体专利进行分析，希望对该领域的突破和新技术的创造提供思路。

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