文｜谢意
编者按
单克隆抗体技术在疾病诊断、药物开发中的应用是目前医药领域的一个研究热点，也为多种疾病的治疗提供了新的途径。
PD-1（Programmed Cell Death Protein 1，细胞程序性死亡受体-1）受体是主要表达在活化T细胞上的免疫抑制性受体，与表达在肿瘤细胞表面的配体PD-L1结合，通过降低T细胞的免疫应答，使肿瘤免疫逃逸。以靶向PD-1及其配体PD-L1的单抗药物为代表的肿瘤免疫疗法被视为未来最有前途的肿瘤治疗方法之一，曾被美国《Science》杂志评为2013年全球十大科学突破性技术的榜首。2018年，诺贝尔生理学/医学奖授予美国得克萨斯大学安德森癌症中心的免疫学家詹姆斯·艾利森（James Allison）和日本京都大学的免疫学家本庶佑（Tasuku Honjo），以表彰他们在肿瘤免疫治疗领域特别是免疫检查点（Immune Checkpoint）抑制剂开发中作出的突出贡献，两人分别发现了CTLA-4和PD-1。
本期公众号推送的文章就是关于PD-1/PD-L1抗体的专利布局分析。
PD-1/PD-L1抗体专利布局
近年来，抗体药物因其靶向性强、特异性高和毒副作用低等优点，已成为国内外药品市场上一大类新型诊断和治疗剂，其巨大的市场前景使得大量制药公司纷纷进军这一领域。从2020年公布的销售数据上看，全球药物市场规模超过9000亿美元，抗体药物占据了其中1500亿美元的销售成绩，销售额排名前五的靶点分别为：TNFα、PD-1/PD-L1、VEGF/VEGFR、HER2和CD20，前五靶点的抗体市场规模达910亿美元，占据全球抗体市场超过一半的份额。
PD-1主要在激活的T细胞和B细胞中表达，功能是抑制细胞的激活，这是免疫系统的一种正常的自稳机制，因为过度的T/B细胞激活会引起自身免疫病，所以PD-1是我们人体的一道护身符。但是，肿瘤微环境会诱导浸润的T细胞高表达PD-1分子，肿瘤细胞会高表达PD-1的配体PD-L1和PD-L2，导致肿瘤微环境中PD-1通路持续激活，T细胞功能被抑制，无法杀伤肿瘤细胞。PD-1和PD-L1抗体可阻断PD-1和PD-L1的结合，上调T细胞的生长和增殖，增强 T细胞对肿瘤细胞的识别，激活其攻击和杀伤功能，通过调动人体自身的免疫功能实现抗肿瘤作用。
PD-1/PD-L1，作为当前发展最快、最火的“明星”靶点，因其在抗肿瘤领域的出色表现，囊括了2020年销量前10的第2和第4位，分别是默沙东的PD-1单抗Keytruda，销量143.8亿美元，百时美施贵宝（BMS）的PD-1单抗Opdivo，销量78.13亿美元。罗氏和阿斯利康的PD-L1单抗紧随其后，分别是Tecentriq的29.19亿美元和Imfinzi的20.42亿美元。相比较而言，国内的PD-1/PD-L1抗体的研发和销售都要滞后一些，2020年国内4家上市的PD-1/PD-L1单抗销量分别为：恒瑞医药的“艾瑞卡”45亿元、信达生物的“达伯舒”22.89亿元、百济神州的“百泽安”10.16亿元和君实生物的“拓益”10.03亿元。
现就国内PD-1/PD-L1专利申请趋势做一简要分析。
从申请趋势上看，2013年以前，申请量较少，从2006年开始有零星的几个申请，基本上都是国外的药企在国内的布局。2013年开始，由于有了国内公司的申请，之后申请数量就一直是处于一个快速上升的状态。鉴于申请公开的滞后，2020年和2021年的申请量在数据上并不准确。
从申请人的类别上看，企业占据了接近2/3的数量。而从企业申请的专利数量来看，国外的制药巨头因其先发优势，在国内的申请量也是很可观的，国内的恒瑞医药、正大天晴也占有一席之地。
从专利布局类型上看，主要包括
1
抗体结构、制剂、制备方法
如信达生物的一个专利“抗PD-L1抗体及其用途”，该专利在全球有14个同族专利，其权利要求1为：
1.结合PD-L1的抗体或其抗原结合片段，所述抗体包含
(i)如SEQ ID NO：26或30所示的重链可变区的3个互补决定区HCDR，以及如SEQ ID NO：32或36所示的轻链可变区的3个互补决定区LCDR，或者
(ii)如SEQ ID NO：27所示的重链可变区的3个互补决定区HCDR，以及如SEQ ID NO：33所示的轻链可变区的3个互补决定区LCDR，或者
(iii)如SEQ ID NO：28所示的重链可变区的3个互补决定区HCDR，以及如SEQ ID NO：34所示的轻链可变区的3个互补决定区LCDR，或者
(iv)如SEQ ID NO：29或31所示的重链可变区的3个互补决定区HCDR，以及如SEQ IDNO：35或37所示的轻链可变区的3个互补决定区LCDR。
2
用于治疗不同适应症的抗体
如百时美施贵宝（BMS）申请的 “在难治性霍奇金淋巴瘤中用纳武单抗阻断PD-1”的专利，在全球有8个同族专利，其权利要求1为：
1.一种特异性结合程序化死亡-1受体(PD-1)的单克隆抗体或其抗原-结合部分("抗-PD-1抗体")，用于治疗患有源自霍奇金淋巴瘤的肿瘤的受试者的方法，其中给予所述受试者治疗有效量的抗-PD-1抗体，其中所述受试者对在先治疗无响应，所述在先治疗选自(i)自体干细胞疗法，(ii) 本妥昔单抗，以及(i)和(ii)二者。
3
与其他抗体连用的治疗方法
如百时美施贵宝（BMS）申请的 “抗KIR抗体和抗PD-1抗体的组合用于治疗癌症”的专利，在全球共有47个同族专利，其权利要求1为：
1.一种治疗人类患者中的实体肿瘤的方法，所述方法包括向所述患者施用有效量的以下各种：
(a)抗KIR抗体，所述抗KIR抗体包含具有SEQ ID NO:3中所示序列的重链可变区中的CDR1、CDR2和CDR3域和具有SEQ ID NO:5中所示序列的轻链可变区中的CDR1、CDR2和CDR3域；
(b)抗PD-1抗体，所述PD-1抗体包含具有SEQ ID NO:19中所示序列的重链可变区中的CDR1、CDR2和CDR3域和具有SEQ ID NO:21中所示序列的轻链可变区中的CDR1、CDR2和CDR3域；
其中，所述方法包括至少一个施用周期，其中所述周期是8周的期间，其中对于所述至少一个周期中的各周期，以0.1、0.3、1、3、6或10mg/kg的剂量施用两个剂量的抗KIR抗体，以及以3mg/kg的剂量施用4个剂量的抗PD-1抗体。
4
与其他分子连用的治疗方法
如百时美施贵宝（BMS）申请的“色瑞替尼和抗PD-1抗体分子组合的给药方案”专利，在全球共有11个同族专利，其权利要求1为：
1.一种用于治疗癌症的药物组合，其包含(i)色瑞替尼或其药学上可接受的盐，和(ii)抗PD-1抗体分子或其药学上可接受的盐，其中在开始与(ii)抗PD-1抗体分子的组合疗法之前，将(i)色瑞替尼作为单一疗法施用2个周期。
5
新的治疗方法
如正大天晴申请的 “抗PD-L1抗体联合放射性射线治疗肺癌的方法”专利，目前只检索到其在中国的申请，其权利要求1为：
1.一种抗PD-L1抗体在制备治疗、缓解或改善主体中肺癌的药物中的用途，其中所述主体先前接受过放射治疗药物剂，所述抗PD-L1抗体包含：具有以SEQ ID NO:1示出的氨基酸序列的重链CDR1区，具有以SEQ ID NO:2示出的氨基酸序列的重链CDR2区，具有以SEQ IDNO:3示出的氨基酸序列的重链CDR3区；以及具有以SEQ ID NO:7示出的氨基酸序列的轻链CDR1区，具有以SEQ ID NO:8示出的氨基酸序列的轻链CDR2区，以及具有以SEQ ID NO:9示出的氨基酸序列的轻链CDR3区。
6
双特异性抗体
如默沙东申请的 “抗PD-1/LAG3双特异性抗体”专利，在全球有11个同族专利，其权利要求1为：
1.一种抗PD-1/LAG-3双特异性抗体，其包含：
(A)抗PD-1抗原结合片段，其包含：
(i)包含SEQ ID NO:8的氨基酸序列的重链可变区CDR1，
(ii)包含SEQ ID NO:91的氨基酸序列的重链可变区CDR2，
(iii)包含SEQ ID NO:10的氨基酸序列的重链可变区CDR3，
(iv)包含SEQ ID NO:3的氨基酸序列的轻链可变区CDR1，
(v)包含SEQ ID NO:15、18、21、25、29、32或35的氨基酸序列的轻链可变区CDR2，和
(vi)包含SEQ ID NO:5、22或26的氨基酸序列的轻链可变区CDR3；和
(B)抗LAG3抗原结合片段，其包含：
(i)包含SEQ ID NO:112的氨基酸序列的重链可变区CDR1，
(ii)包含SEQ ID NO:113的氨基酸序列的重链可变区CDR2，
(iii)含SEQ ID NO:114的氨基酸序列的重链可变区CDR3，
(iv)包含SEQ ID NO:115的氨基酸序列的轻链可变区CDR1，
(v)包含SEQ ID NO:116的氨基酸序列的轻链可变区CDR2，和
(vi)包含SEQ ID NO:117的氨基酸序列的轻链可变区CDR3。
7
新型抗体
如信达生物申请的 “抗PDL1纳米抗体及其应用”专利，在全球有14个同族专利，其权利要求1为：
1.一种抗PD-L1纳米抗体VHH链的互补决定区CDR区，其特征在于，所述VHH链的互补决定区CDR由SEQ ID NO：5所示的CDR1、SEQ ID NO：6所示的CDR2，SEQ ID NO：7所示的CDR3组成。
不同公司在专利上的布局可见下表：
具体来看各个公司的专利布局，如下：
国外的制药巨头公司主要有：
1、百时美施贵宝（BMS）的专利62项，主要集中在：
（1）用于治疗不同适应症的抗体：包括非小细胞肺癌(NSCLC)、难治性霍奇金淋巴瘤、结肠直肠癌、淋巴瘤、胰腺癌、肾癌、中枢神经系统肿瘤、LAG-3阳性肿瘤等；
（2）与其他抗体连用的治疗方法：如抗LAG-3抗体、抗IL-8抗体、抗CTLA4抗体、抗集落刺激因子1受体(CSF1R)抗体、抗CD73抗体、抗KIR抗体、抗TIGIT 抗体、抗CS1抗体、抗GITR抗体、抗NKG2A抗体、抗MERTK抗体、抗CD27抗体、CD73拮抗剂抗体等；
（3）与其他分子连用的治疗方法：如色瑞替尼等；
（4）与pd1抗体有关的化合物：如充当PD-1拮抗剂的免疫调节剂、大环抑制剂、免疫调节剂的化合物等；
（5）还有2项与PD-L1结合多肽有关的专利。
总的来说，抗体专利申请在布局层面相当广泛，其中，以不同适应症及与其他各种抗体连用治疗不同类型的肿瘤的专利居多。
2、罗氏的专利39项，主要集中在：
（1）PD-L1单抗专利，PD-1单抗专利；
（2）用于治疗不同适应症的抗体：如肾癌、膀胱癌、肺癌, 肝癌, 卵巢癌, 胰腺癌, 结肠直肠癌,、乳腺癌等；
（3）与其他抗体连用的治疗方法：如抗CD20抗体、抗CSF1R抗体、抗HER2抗体、结合血管生成素2的抗体、活化人CD40的抗体、抗TIGIT拮抗剂抗体等；
（4）与其他分子连用的治疗方法：如靶向IL2的变体免疫细胞因子、抗雄激素、拓扑异构酶II抑制剂、铂剂、抗代谢物、HPK1拮抗剂、OX40结合激动剂、紫杉烷、等；
（5）双特异性抗体：如特异性结合PD1和LAG3的双特异性抗体、对PD1和TIM3特异性的双特异性抗体等；
（4）还有其他与PD-1/PD-L1靶点相关的化合物：如用于减少PD-L1表达的寡核苷酸等。
总的来说，各个方面都有布局，有各种适应症、与其他抗体连用、与其他蛋白及化合物的连用等，比较平衡。罗氏在双特异性抗体的布局是有别于其他公司的。
3、默沙东的专利33项，主要集中在：
（1）PD-1单抗专利、抗体制备方法、结合PD-L1的抗体
（2）与其他抗体连用的治疗方法：如抗LAG3抗体、抗TIGIT抗体、抗ILT4抗体、抗CTLA4抗体等；
（3）与其他分子连用的治疗方法：如IDO1抑制剂、艾立布林、抗FOLR1免疫缀合物、VEGFR抑制剂、CDK抑制剂dinaciclib、CTLA4封闭剂、CPG-C型寡核苷酸等。
（4）双特异性抗体：如抗PD-1/LAG3双特异性抗体；
主要布局的是抗体及与其他抗体和化合物的连用。
4、诺华的专利21项，主要集中在：
（1）PD-1单抗专利、PD-L1抗体及给药方案
（2）与其他分子连用的治疗方法：如IL15/IL15Rα、色瑞替尼、CXCR2抑制剂、CSF1/1R结合剂、C-RAF抑制剂、EGFR抑制剂、抗M-CSF抗体、MEK抑制剂、BRAF抑制剂、Wnt抑制剂、TNO155等。
其在联合用药方面的专利较丰富。
5、辉瑞的专利15项，主要集中在：
（1）诊断用的PD-L1的抗体
（2）抑制剂类产品：如PD-1/PD-L1抑制剂
（3）与其他分子连用的治疗方法：如VEGFR抑制剂、HDAC抑制剂、DNA-PK抑制剂等
（4）抗体的不同制剂：如水性药物抗体制剂等。
总体来说还比较单薄，有抗体的剂型、化合物连用等。
国内的公司主要有
1、恒瑞医药的专利49项，主要集中在：
（1）PD-1抗体专利、PD-L1抗体专利、抗体纯化工艺、含有TGF-β受体的融合蛋白专利等；
（2）用于治疗不同适应症的抗体：如晚期肺癌、肝癌、食管癌和霍奇金淋巴瘤、恶性胆道肿瘤、非小细胞肺癌、妊娠滋养细胞肿瘤等；
（3）双特异性抗体：能同时靶向PD-1和其他靶点的双特异性抗体；
（4）与其他抗体连用的治疗方法：如TIM-3抗体、CD40抗体、抗TIGIT抗体等；
（5）与其他分子连用的治疗方法：如CDK4/6抑制剂、法米替尼、阿帕替尼、紫杉醇、铂类化合物、吉西他滨、培美曲塞、IL-15蛋白复合物、伊立替康、5-FU、TLR激动剂、EZH2抑制剂、VEGFR抑制剂等。
总的来说，恒瑞在国内的公司中，专利布局是比较丰富的，各个方向上都有布局，可以看到其从抗体自身结构到适应症扩宽，再到联合应用等一系列逐级推进的专利保护策略，且其双特异性抗体方面也有紧随国际潮流。
2、正大天晴的专利18项，主要集中在：
（1）PD-L1抗体专利、PD-1抗体、抗体结构、抗体制剂、产抗体细胞培养培养方法、抗体制备方法；
（2）用于治疗不同适应症的抗体：包括小细胞肺癌、胆道系统肿瘤、肝癌、三阴乳腺癌、纵膈大B细胞淋巴瘤、头颈癌等；
（3）与其他分子连用的治疗方法：如喹啉衍生物、安罗替尼等；
（4）联合其他方式的治疗方法：联合放射性射线。
可以看到，正大天晴公司围绕其核心的PD-L1抗体专利进行了一系列布局，在探索其适应症方面做了大量的工作。但其在联合应用方面的探索还不是很多。
3、信达生物的专利13项，主要集中在：
（1）PD-1抗体、PD-L1抗体专利、细胞、抗体制剂、制备方法等
（2）与其他抗体连用的治疗方法：如抗LAG-3抗体、抗TIM-3抗体等；
（3）双特异性抗体：如同时结合PD-L1和LAG-3的双特异性抗体、抗PD-1/抗HER2天然抗体结构的异源二聚双特异性抗体、结合PD-L1和OX40的双特异性抗体等；
（4）新型抗体：如抗PDL1纳米抗体。
可以看到，信达的布局主要集中在抗体的结构上，其在新型抗体上的如双特异性抗体和纳米抗体均有布局，在联合用药和适应症上的布局较少。
4、君实生物的专利12项，主要集中在：
（1）PD-1抗体、PD-L1抗体专利、稳定制剂等；
（2）用于治疗不同适应症的抗体：泡状软组织肉瘤、血管肉瘤、未分化的多态肉瘤等。
专利布局稍显单薄，主要保护了本身的核心PD-1和PD-L1抗体。
总结
●国外的制药巨头由于其先发优势和强大的科研实力，在抗体的专利布局上要全面得多，主要集中在对不同适应症的探索、与其他抗体或化合物联合用药等方面，新型抗体如双特异性抗体等也有布局。
● 国内的药企也在积极进行专利布局，其中恒瑞医药的专利较全面，涵盖了各个方面，对其抗体的各方面进行层层保护；信达生物主要从新型抗体方向突围；正大天晴和君实生物都对其抗体从结构、制备、细胞到制剂都进行了很好地保护，但联合用药方面还比较少。
● 笔者认为，从上述专利布局分析来看，国内的制药企业可以从以下几个方向重点布局：
1、开发新型抗体：如双特异性抗体、纳米抗体等。
2、找到所开发抗体新的适应症。
3、寻找新的有效靶点与PD-1/PD-L1靶点连用：如LAG-3、TIM3等。
4、将抗体的抗原识别区与其他功能性蛋白构建融合蛋白。
5、将PD-1/PD-L1靶点与细胞治疗结合，构建相应的CAR结构与免疫细胞的组合。
● 总之，针对PD-1/PD-L1靶点的应用，在专利布局上，还有许多方向有待挖掘和突破。
推荐阅读：
