陈瑶：MOFs包裹抗体，“分子盔甲”抗体药物

pashan

在科幻影片中，与神秘生物抗体或生化药物紧密相伴的，除了或绿或蓝的液体颜色、管状玻璃容器外，出镜率最高的就数各式各样的便携式小冰箱了。这也恰恰体现出抗体药物等生物制剂极易受到温度、酸碱度、压力等外界环境影响的特性。因此，在其运输和使用过程中，需要冷链处理或添加稳定剂。这在一定程度上会导致生产成本的提高和潜在安全隐患。日前，南开大学研究团队的一项成果为破解这一难题提供了新策略。

南开大学药物化学生物学国家重点实验室、药学院陈瑶研究员和美国南佛罗利达大学马胜前教授团队在温和的合成条件下，利用一步法将抗体分子与金属盐、有机配体结合，实现了金属-有机框架材料(MOFs)包裹抗体分子(antibodies@MOFs)。

这种新型的“分子盔甲”，可为抗体提供良好的热、化学及机械力的保护，使抗体寿命得到有效延长，其保护层可在温和条件下快速去除。实验证明，穿戴“分子盔甲”的抗体可实现日常/极端环境长期贮存、运输和使用，不再“娇弱”。

“生物制剂”在医药行业具体指“免疫生物制剂”，是通过微生物(细菌、立克次体、病毒等)及其代谢产物有效抗原成分、动物毒素、人或动物的血液或组织等加工而成，主要包括抗体、疫苗、激素等，其可广泛应用于预防、治疗、诊断相应传染病或其他有关疾病，在临床治疗和科研领域抗体发挥着越来越重要的作用。

近年来，生物制剂逐渐成为生物医药领域发展的主要方向，且生物制剂消费在总体药物消费中的占比日益增加。但是，生物制剂也存在一些缺点，如价格昂贵、稳定性差等。因此，生物医药领域急需寻求新型的制剂，以期摆脱生物制剂在储运过程中的冷链及稳定剂的添加。

抗体药物是一类使用和研究最为广泛的生物制剂。然而，抗体同样易受到外界环境影响，进而发生降解、聚集，导致性能下降、无效甚至产生副作用。“因此，我们也急需新的抗体药物剂型，来有效保护抗体药物，从而提升抗体对抗外界环境影响的能力。”陈瑶说。

金属-有机框架材料(Metal Organic Frameworks缩写为MOFs)是近二十年快速发展的一类新型多孔材料。与传统的无机多孔材料相比,金属-有机框架材料具有更大的空隙率和比表面积,尤其是具有可调节的孔径以及可变的功能基团。

陈瑶团队创造性地将金属-有机框架材料与抗体类生物制剂结合，对多克隆抗体和广泛市售的单克隆抗体药物(阿达木)进行了“包裹”，通过反复测试，最终筛选出适用于抗体的金属-有机框架材料保护策略，并对该新策略的安全性和保护性能进行了多方面测试。

结果表明，在模拟的各种极端环境条件下，被保护的抗体仍然保持其结构和活性：加热、酸碱、有机溶剂、压力等测试下，抗体都保持了近90%以上的生物活性。在4摄氏度到50摄氏度不断变温环境中保存3周，抗体仍然保持其活性。这一实验结果证实了陈瑶团队开发的新策略在生物制剂常温长期储存运输方面的巨大潜力。

值得一提的是，该策略的巧妙之处在于MOFs保护壳——“分子盔甲”可以在抗体药物使用前通过一种极其简便的方式完全去除，不会随药物进入人体，相较于传统添加稳定剂，使用“分子盔甲”大大提高了新型生物制剂的安全性。

陈瑶介绍，这一成果的应用或将为抗体药物和疫苗等其他生物制剂的制备、储运与使用提供一条新途径，并且为便携式等新型生物制剂剂型的开发探路。

“如果可以摆脱全程冷链，或将大大降低抗体药物、生物制剂的生产运输和使用成本，同时也能极大拓宽生物制剂的使用范围。这对于偏远地区、灾害、战地等极端情况下抗体药物等生物制剂的使用提供了新的可能方案。”陈瑶说，目前课题组正在开展针对疫苗、激素等其他生物药物制品的新剂型的研究。

南开大学陈瑶课题组博士生冯一帆为论文第一作者，硕士生王焕荣为第二作者。陈瑶、美国南佛罗利达大学教授马胜前为论文共同通讯作者。该研究由南开大学药物化学生物学国家实验室、药学院、国家自然科学基金和天津自然科学基金支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201805148