單抗療法可以有效地治療許多疾病，如癌癥、移植排斥、自身免疫和感染性疾病。目前有超過70種單抗獲得美國食品和藥物管理局（FDA）和歐洲藥品管理局（EMA）的批準，還有數百種處于臨床開發各階段，總潛在市場價值達到1000億美元。
與小分子藥物相比，mAb具有明確的靶標和特異性的作用機制，具有更好的安全性和有效性。但它們也可能被受體識別為異物，從而引發不良的免疫反應。主要表現之一就是抗藥物抗體（ADA）的產生。
Pfizer公司的降脂藥物bococizumab的失敗就是一個警示，bococizumab在很大比例的患者中生成ADA，顯著減弱其降低膽固醇的水平，使得該計劃花費數億美元后被迫結束。隨著需求的增加，更精確地評估單抗治療的耐藥機制和免疫原性十分必要。由于患者就診次數較多、治療療程長、依從性低、伴隨治療、先天和/或適應性免疫反應等各種機制的影響，由此產生的免疫反應不僅會導致療效下降，還會引發血清病、細胞因子釋放綜合征(CRS)、急性過敏反應(IgE介導)和腫瘤溶解綜合征(TlS)。
ADAs的產生機制最初與首次開發上市的mAb含有小鼠序列有關。它們被人體免疫系統識別為異物，導致免疫原性（圖1）。為克服這一問題，生物工程連續成功開發了嵌合（小鼠-人）抗體、人源化抗體和全人源抗體。盡管免疫原性有所下降，但尚未完全消除，ADAs可以在所有類型的mAb中出現，其產生涉及不同途徑的免疫系統刺激，適應性和非適應性免疫應答都可能參與其中。
圖1 抗藥物抗體的產生機制和與機體的相互作用
ADA的合成與人類白細胞抗原(HLA)和主要組織相容性復合體(MHC)有關。ADA可由T淋巴細胞依賴性或非依賴性途徑產生。T依賴性途徑中mAb作為抗原，通過抗原呈遞細胞被內化，再經MHC II類分子和T細胞受體之間的相互作用被處理并呈遞給T細胞，輔助性T細胞隨后與B細胞接觸，誘導其增殖分化為漿細胞，漿細胞合成和分泌針對mAb的特定ADA。相比之下，T非依賴性途徑涉及多個表位，這些表位本身可以與B細胞受體相互作用，刺激它們分化成漿細胞以合成ADA。
ADA通常發生在第一次藥物輸注期間。最常見的是初始低親和力和非中和IgM應答，其次是高親和力和中和IgG1和IgG4應答。與ADA形成相關的因素包括患者遺傳學、合并癥、免疫狀態、伴隨治療和其他藥物。此外，還包括mAb的劑量、給藥途徑、治療時間、生物學結構、配方、儲存以及污染物和雜質等。
ADA能夠與mAb相互作用，影響其藥動學和藥效學特性，降低其療效。一方面，如果ADA導向至抗原結合位點，則mAb-ADA復合物將不具有生物活性，從而導致mAb的藥效學特性改變；另一方面，mAb和ADA之間形成的免疫復合物的大小和組成有所不同，這會加速肝和脾捕獲它們并激活免疫系統和刺激藥物清除。由于這些原因，ADAs可引起藥物原發性或繼發性耐藥性，影響治療效果。
為了降低ADAs的發生率，mAb療法通常以高劑量給藥以使患者耐受。圖2展示了ADA的安全性和有效性問題。
圖2抗藥物抗體的安全性和有效性問題
在全球范圍內，ADA的出現是終止將新分子從動物模型轉化到臨床試驗的重要原因之一，因此FDA和EMA發布指南，要求在開發過程中必須檢測潛在的免疫原性。
ADA的鑒定常用兩種方法：(1)免疫反應性實驗，檢測ADA與治療藥物的結合；(2)中和實驗，用于識別中和抗體（Neutralizing antibody，nAb）。該過程使用敏感的免疫反應性試驗進行篩選，然后使用具有高特異性的免疫反應性試驗進行確認，通過評估抗體的中和能力來表征ADA (圖3)。??
圖3(A) 基于酶聯免疫吸附試驗( enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA )是一種高靈敏檢測ADA的免疫反應性試驗，當與ADA結合時，會發生顏色反應。(B)基于細胞的試驗是中和抗體(nAb)試驗的一種，如果存在nAb，由于治療藥物無法與其靶標結合，檢測反應受到抑制。(C)免標記生物傳感器具有高度特異性，能將刺激誘導的細胞反應轉化為可量化的信號，可檢測低親和力抗體，常用于ELISA或RIPA篩選后的分析。
圖3目前用于ADA檢測的方法
ADA檢測的局限性常常導致單抗治療的安全性和有效性不確定。目前FDA建議開發靈敏度、特異性、選擇性、精密度、重現性和穩健性優化的檢測方法，以提高臨床試驗期間對治療性蛋白免疫原性的評估。還建議初期篩選試驗應能夠檢測所有相關的同型免疫球蛋白。
FDA指導建議，從發現到臨床監測的整個單抗治療過程中都應檢測ADAs(圖4)。鼓勵在早期試驗中使用合適的檢測方法，并在申請許可時提供數據支持對檢測方法進行全面驗證。此外，應考慮特異性，如從一個患者群體轉移到另一個患者群體時需要謹慎，并對新患者群體進行新的風險評估，這些考慮對于監測患者安全和藥物療效非常重要。
圖4藥物開發階段以及確定在哪里可以添加ADAs來改進工藝
每個人都有獨特的免疫系統，個體的單倍型決定免疫反應水平，也會影響B細胞的活化，導致產生ADA。因此對患者的單體型研究免疫原性十分重要。此外也需要更多的研究來確定哪些患者在接受特異性單抗治療時會發生ADA，如接受自身免疫性疾病單抗治療的患者，如果表達特定的HLA，可能更容易發生ADA。這些考慮可以為更個性化的醫療提供幫助。
ADA的產生是異質性的，即使是全人源的單抗治療也有可能產生ADA。通過高信息量的分析，個性化醫療可以納入ADA研究和藥物開發。未來的ADA可以通過遺傳圖譜進行預測和研究。
為降低mAb免疫原性開發了全人源或人源化抗體。與鼠或人嵌合單克隆抗體相比，其誘導 ADA 的風險降低；通過蛋白質工程從生物制劑中去除T細胞和B細胞表位，通過限制 B 細胞活化來減輕其免疫原性；終產品的翻譯后修飾和配方中輔料選擇也有可能改善治療性抗體的免疫原性。
一些數據表明，由于化療的免疫抑制效應，化療和免疫治療的組合可能會減少ADA的產生。在臨床試驗中正在測試皮質類固醇和免疫療法的組合。這種療法在具有自身免疫的疾病，如克羅恩病，被證明是有益的。此外，基于一些風濕病研究中甲氨蝶呤等藥物對ADA產生抑制的相同的免疫抑制原理，一些早期腫瘤臨床試驗正在使用抗CD20奧妥珠單抗和抗IL-6托珠單抗作為治療前用藥。
