揭开“甜蜜面纱”：糖蛋白生物类似药的研发之路

生物制品作为现代医药产业中最 具活力的领域，凭借其高特异性和显著的临床疗效，正逐步改变着疾病治疗格局。特别是以单克隆抗体和融合蛋白为代表的治疗性蛋白药物，已在肿瘤、免疫系统疾病及血液系统疾病的治疗中展现出不可替代的优势。据统计，在2023年全球药品销售额排名前20的药物中，单克隆抗体和抗体融合蛋白这两大类的占比高达55%，彰显了其市场主导地位。然而，这类原研生物药往往结构复杂、制备工艺难度大，导致价格昂贵，给全球医疗保健系统带来了巨大的支付压力，不仅迫使医疗系统进行成本控制，也在一定程度上限制了患者对高端生物制剂的可及性。

随着原研生物药专利悬崖的到来，生物类似药的开发成为缓解这一矛盾的关键策略。生物类似药是指在质量、安全性和有效性方面与已获批原研药具有高度相似性的生物制品。其中，糖蛋白（包括绝大多数单克隆抗体）是最重要的生物类似药类别之一。由于其复杂的结构特征，特别是糖基化修饰的多样性和敏感性，使得糖蛋白类生物类似药的质量控制面临极高挑战。本文将围绕糖蛋白类生物类似药的研发概况、糖基化修饰的影响、检测技术进展以及面临的挑战进行系统阐述，以期为相关研究提供参考。

(一) 糖蛋白类生物类似药的研发背景与现状

全球生物类似药市场正处于快速增长期，这主要得益于原研药专利的集中到期。例如，2023年全球销售额最高的Keytruda，其专利将于2028年到期，这将为生物类似药腾出巨大的市场空间。欧洲药品管理局（EMA）早在2004年就发布了《生物类似药指南（草案）》，并于2006年批准了全球首 款生物类似药生长激素，为该领域的发展奠定了法规基础并积累了宝贵经验。

中国虽然起步较晚，但发展势头迅猛。2015年2月，原国家食品药品监督管理局发布的《生物类似药研发与评价技术指导原则（试行）》，标志着我国生物类似药研发进入规范化轨道。2019年2月，首 个国产单抗生物类似药利妥昔单抗（汉利康）获批上市，填补了国内空白。此后，国家政策持续发力，十四五规划明确提出加强生物类似药审评法规和技术标准体系建设。截至2024年初，我国已上市的单抗类生物类似药涵盖了利妥昔单抗、阿达木单抗、贝伐珠单抗等7大类共33种产品。值得一提的是，托珠单抗成为首 个由中国企业研发并成功在美国上市的国产单抗类药物，地舒单抗则为骨折高风险的绝经后妇女提供了新的治疗选择。这些进展表明，我国已成为全球生物类似药研发的重要力量，在降低医疗成本、提升药品可及性方面发挥了积极作用。

(二) 糖基化修饰及其对药物特性的核心影响

糖蛋白是由蛋白质经内源性糖基化修饰形成的复杂生物分子。对于生物类似药而言，糖基化修饰是其最重要的质量属性之一，直接关系到药物的活性、稳定性、安全性和免疫原性。由于生物药物的结构复杂性和内在可变性，生物类似药无法做到与原研药完全复制，只能做到高度相似。

表1. 糖基化修饰的分类、技术原理及其对药物特性的影响

       (三) 糖蛋白检测技术的最新研究进展

为确保糖蛋白类生物类似药与原研药的高度相似性，先进的分析检测技术不可或缺。近年来，检测技术正向着更高灵敏度、更高通量和更精准的方向发展。

3.1 质谱法的核心地位

质谱分析术凭借其高灵敏度和高分辨度，已成为糖蛋白分析的基石。该技术能够实现对非摩尔和阿托摩尔范围内肽的检测，精确定量糖基化修饰。在质量控制中，质谱法不仅用于检测治疗性蛋白的功能相关聚糖，还广泛用于监测宿主细胞蛋白（HCP）等工艺杂质。通过评估这些杂质对产物免疫原性和稳定性的影响，质谱法为药物品质的一致性提供了有力保障。

3.2 高通量分析技术的崛起

随着研发效率要求的提高，高通量分析成为热点。凝集素微阵列法是其中的典型代表，它利用多种凝集素（如rPhoSL、RCA120等）与IgG抗体N-聚糖表位的特异性结合，构建起快速检测平台。这种技术能有效评估不同生产批次间、或生物类似药与创新药之间糖基化的一致性，极大缩短了分析时间，为治疗性抗体的快速放行提供了决策依据。

3.3 拓扑标记技术的创新应用

拓扑标记技术是近年出现的新型分析方法，通过化学方法（如利用苯肼标记岩藻糖基化N-聚糖）对糖蛋白进行特定标记，从而简化分析和定量过程。该技术不仅提高了检测灵敏度，还能大幅缩短检测时间，特别适用于小量样本的分析。随着技术的成熟，拓扑标记有望在疾病诊断和药物研发中发挥更大作用。

(四) 当前面临的主要挑战与应对策略

尽管生物类似药发展前景广阔，但糖蛋白的复杂性使其开发仍面临诸多挑战。

首先是批间一致性和糖型控制的难度。蛋白质固有的复杂结构和聚糖的高度异质性，导致不同批次间极易产生差异。即便采用相同的制备工艺系统，也难以复制出完全一致的糖型。目前，常用的CHO细胞系虽然具有高生产力和强稳定性，但在不同培养条件下，其糖基化表达形式仍可能出现波动。

其次是宿主细胞遗传差异带来的不确定性。不同物种或不同细胞系的糖基化机制存在天然差异。为了获得理想的聚糖谱，研究人员正尝试通过基因编辑技术（如CRISPR干扰技术）改造CHO细胞系，结合凝集素-荧光激活细胞分选术（FACS）富集技术，以加速细胞系发育并减少克隆筛选工作量。然而，这些新技术在达到强烈基因抑制时的效率仍有待提升。

此外，监管标准的统一也是行业关注的焦点。生物类似药的评价强调整体性，任何单一质量属性的差异都需通过临床数据来评估其影响。因此，建立国际通用的质量控制标准，加强工艺过程中的密切监测，特别是对质量、安全性和有效性的综合评价，是未来发展的关键。

(五) 总结

综上所述，糖蛋白类生物类似药作为降低医疗负担、提升患者可及性的重要手段，在全球医药市场的地位日益凸显。糖基化修饰作为其关键质量属性，贯穿了从细胞培养、纯化工艺到最终成品放行的全过程。通过质谱、高通量筛选及拓扑标记等先进技术的应用，我们正逐步揭开糖基化修饰的神秘面纱，建立起更为精准的质量控制体系。尽管在糖型一致性控制、免疫原性风险评估及生产工艺优化等方面仍存在挑战，但随着基因工程、细胞培养技术以及分析手段的不断进步，糖蛋白类生物类似药的研发正朝着更高效、更精准、更安全的方向发展。未来，产学研各方的紧密合作与技术创新，将推动这一领域持续突破，为临床提供更多高质量的治疗选择。

参考文献：

[1] Mao L, Schneider JW, Robinson AS. Progress toward rapid, at-line N-glycosylation detection and control for recombinant protein expression. Curr Opin Biotechnol. 2022 Dec;78:102788. doi: 10.1016/j.copbio.2022.102788.

[2] Houde D, Peng Y, Berkowitz SA, et al. Post-translational modifications differentially affect IgG1 conformation and receptor binding. Mol Cell Proteomics. 2010 Aug;9(8):1716-28. doi: 10.1074/mcp.M900540-MCP200.

[3] Ponniah G, Nowak C, Gonzalez N, et al. Detection and quantitation of low abundance oligosaccharides in recombinant monoclonal antibodies. Anal Chem. 2015 Mar 3;87(5):2718-26. doi: 10.1021/ac504738c.

作者简介：Sophia，主要从事生物医药行业发展研究、药物科普等方面工作。