PD—1單克隆抗體藥物的相關專利分析

鄭希元+李海霞

關鍵詞

單克隆抗體

PD-1

單抗藥物

支持問題

專利布局

單克隆抗體靶點——PD-1受體

抗體作為介導體液免疫的重要效應分子，是B細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產生的糖蛋白。由于其在疾病的診斷、免疫防治及基礎研究中的重要作用，人工制備抗體技術已被人們廣泛關注。1975年，Kohler和Milstein創造了單克隆抗體（Monoclonal Antibody，m Ab）制備技術，使得大規模制備高特異性、均質性抗體成為可能。此技術是將產生特異性抗體的小鼠B細胞與骨髓瘤細胞融合，形成雜交瘤細胞，它既有骨髓瘤細胞大量擴增和永生的特性，又具備免疫B細胞合成和分泌特異性抗體的能力。由于來源于一個 B細胞，故經篩選克隆得到的雜交瘤細胞僅產生抗單一抗原表位的特異性抗體，稱為單克隆抗體（以下簡稱單抗）。1

1986年，世界上首個單抗藥物、用于治療器官移植出現的排斥反應的抗cd3單抗OKT3獲得美國FDA的上市批準，由此拉開了單抗藥物發展的序幕。近年來，單抗藥物在腫瘤、自身免疫病、心血管疾病等領域呈現出迅猛發展的態勢，取得了巨大的成功，在高投入、高產出、高回報率的理念指引下，國內外各大制藥公司均加大了投入力度。由于抗體藥物具有特異性強、療效顯著及毒性低等特點，在臨床中已被廣泛應用。根據湯森路透最新數據，全球目前已獲批及進入Ⅲ期臨床研究的抗體類藥物共有243個，其中121個品種已經獲得美國FDA批準，占創新生物抗體藥物的74.23%。如今，單抗已成為現代生物制藥的重要組成部分，更是制藥企業爭相布局的“金礦產業”。預計2016年全球抗體類藥物市場規模已超過1000億美元。2

PD-1（細胞程序性死亡受體-1）受體是主要表達在活化T細胞上的免疫抑制性受體，與表達在腫瘤細胞表面的配體PD-L1結合，通過降低T細胞的免疫應答，使腫瘤免疫逃逸。3隨著對PD-1/PD-L通路的深入研究，其在樹突狀細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞等中的作用逐漸被揭示，應用抗體阻斷PD-1/PD-L信號通路對腫瘤及慢性病毒感染等疾病進行生物治療已成為近年研究的熱點。4以靶向PD-1及其配體PD-L1的單抗藥物為代表的腫瘤免疫療法被視為未來最有前途的腫瘤治療方法之一，曾被美國《Science》雜志評為2013年全球十大科學突破性技術的榜首。腫瘤免疫療法可以有效地克服現有的腫瘤靶向治療藥物（包括靶向類單抗）的耐藥性問題。同時，其未來最大的潛力來自于與其他腫瘤療法的聯合使用，包括與化療、放療、靶向治療藥物、治療性疫苗的聯合使用。

PD-1單抗藥物市場之爭

PD-1受體由日本京都大學本庶佑（Honjo Tasuku）教授于1992年發現。2005年，日本小野制藥和美國Medarex制藥共同合作開發Nivolumab（商品名Opdivo?），并于2006年提交PCT申請，公開號為WO2006121168A1，之后陸續在日本、美國、中國以及歐洲等藥品主流市場獲得授權。2009年，百時美施貴寶斥資24億美元收購Medarex制藥，將Nivolumab項目收入囊中，其臨床試驗、知識產權與后續開發權利由百時美施貴寶所主導。2014年7月4日，Nivolumab獲得PMDA（日本醫藥品醫療器械綜合機構）的上市批準，同年12月22日獲得FDA（美國食品藥品監督管理局）的上市批準，2015年6月19日獲得EMA（歐洲藥品管理局）的上市批準，并由小野制藥在日本銷售，百時美施貴寶在美國和歐洲銷售。該藥批準的適應癥為轉移性黑色素瘤、非小細胞肺癌、晚期腎細胞癌、霍奇金淋巴瘤等。

此外，百時美施貴寶的競爭對手默沙東于2009年收購先靈葆雅，獲得MK-3475（即Pembrolizumab，商品名Keytruda?，一種新型的人源化Ig G4-κ型單克隆抗體，通過作用于PD-1，阻斷PD-1/PD-L1通路，進而有助于人體免疫系統攻擊腫瘤細胞）的后續開發權。該藥于2014年9月4日獲得FDA的上市批準，又于2015年7月17日獲得EMA的上市批準，用于治療轉移性黑色素瘤、非小細胞肺癌、晚期黑色素瘤。5

然而，正當默沙東還沉浸在Keytruda?獲得FDA批準的喜悅中時，百時美施貴寶一紙訴狀將其告上美國聯邦法庭：百時美施貴寶及其日本合作伙伴小野制藥稱，PD-1抑制劑的美國專利由小野制藥獲得，并已許可給美國百時美施貴寶公司，授權范圍涵蓋該藥物在腫瘤領域的應用，默沙東侵犯了雙方在日本上市的PD-1抑制劑Opdivo?的專利。據此，百時美施貴寶在起訴書中要求法院判決該產品侵權。對此，默沙東承認小野制藥確實享有該產品的方法專利，但同時表示，該專利是無效的。經過幾番廝殺，2017年1月，百時美施貴寶在專利糾紛中獲勝，與默沙東達成和解協議，后者支付前者6.25億美元及6.5%銷售提成。百時美施貴寶贏下PD-1專利戰，坐享Keytruda?數十億美元銷售分成。6

百時美施貴寶與默沙東在國際市場上戰得難解難分，然后在中國市場，卻是一片“和平”的景象。截至2017年4月21日，國內注冊申報的PD-1單抗藥物的制藥公司共有9家。由于PD-1單抗藥物是一類適應癥很廣的腫瘤免疫治療藥物，所以每家制藥公司優先選擇開發的適應癥不盡相同（具體情況如表1所示，數據來源于“醫藥魔方數據”）。

究其原因，不妨來研究一下百時美施貴寶的日本合作伙伴小野制藥在美國、歐洲和中國獲得授權的同族專利的保護范圍。

美國授權專利— US8728474B2的權利要求1如下所示：

1. 一種用于治療腫瘤患者的方法，包括給予患者藥物有效量的抗-PD-1單克隆抗體。

歐洲授權專利— EP1537878B1的權利要求1如下所示：

1. 抑制PD-1的免疫抑制信號的抗-PD-1抗體在制備用于癌癥治療的藥物中的應用。

中國授權專利—CN101213297B的權利要求1如下所示：

1. 人單克隆抗體或其抗原結合部分，

其包含

氨基酸序列如SEQ ID NO： 18所列的重鏈可變區CDR1；

氨基酸序列如SEQ ID NO： 25所列的重鏈可變區CDR2；

氨基酸序列如SEQ ID NO： 32所列的重鏈可變區CDR3；

氨基酸序列如SEQ ID NO： 39所列的輕鏈可變區CDR1；

氨基酸序列如SEQ ID NO： 46所列的輕鏈可變區CDR2；和

氨基酸序列如SEQ ID NO： 53所列的輕鏈可變區CDR3，

其中所述抗體或其抗原結合部分與人PD-1特異性結合。

比較上述權利要求的保護范圍，不難發現小野制藥歐洲授權專利的保護范圍相比于中國授權專利的保護范圍寬了不少，幾乎是任何人未經允許將任何PD-1抗體用于任何癌癥的治療都將落入EP1537878B1的保護范圍內并構成侵權，然而這樣的權利要求在中國是無法獲得授權的。

單抗藥物中國專利審查中的“支持”問題

中國授權專利—CN101213297B在發明專利申請公布時的權利要求1如下所示：

1. 分離的人單克隆抗體或其抗原結合部分，其中所述抗體與PD-1結合且其中所述抗體展現出至少一種下列性質：

a）以1×10-7 M或更小的KD與人PD-1結合；

b）不顯著與CD28、CTLA-4或ICOS結合；

c）在混合淋巴細胞反應（MLR）測定法中增加T細胞增殖；

d）在MLR測定法中增加干擾素γ的產量；或

e）在MLR測定法中增加白介素-2（IL-2）的分泌。

由于該專利申請的年代較早，因此未能檢索到該專利申請的具體審查檔案，從而無法詳細得知中國授權專利 —CN101213297B的權利要求1的具體修改和爭辯過程。為了更清楚地了解單抗藥物專利的中國審查過程，筆者另舉一個中國專利申請—CN102812047A的實例進行說明。

CN102812047A在發明專利申請公布時的權利要求1如下所示：

1. 分離的抗體或其抗原結合片段， 其與C4.4a的結構域S1特異性結合。

中國審查員在第一次審查意見通知書中指出：對比文件1（HANSEN L V ET AL， “Production， characterization and use of mono- and polyclonal antibodies against C4.4A， a homologue of the urokinase receptor”， 10TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY OF PLASMINOGEN ACTIVATION， 2005， 137）公開了與C4.4的結構域1（即本申請結構域S1）特異性結合的抗體。可見，權利要求1請求保護的技術方案已被對比文件1公開，且二者屬于相同的技術領域，能夠解決相同的技術問題，并達到相同的技術效果。因此權利要求1相對于對比文件1缺乏新穎性。

申請人在第一次審查意見答復過程中，將具備新穎性的權利要求2-4加入權利要求1中從而克服新穎性問題，修改后的權利要求1如下所示：

1. 分離的抗體或其抗原結合片段，其與C4.4a的結構域S1特異性結合，其中所述抗體或抗原結合片段與嚙齒動物C4.4a交叉反應，其中所述抗體或其抗原結合片段在與表達C4.4a的細胞結合后被內化，其中所述抗體或抗原結合片段與抗體M31-B01或M20-D02 S-A競爭結合C4.4a，

a）其中所述抗體或其抗原結合片段包含與SEQ ID NO： 297 （CDR H1）、SEQ ID NO： 298 （CDR H2）、SEQ ID NO： 299 （CDR H3）一致的重鏈CDR序列及與SEQ ID NO： 300 （CDR L1）、SEQ ID NO： 22 （CDR L2）、SEQ ID NO： 301 （CDR L3）一致的輕鏈CDR序列，或者

b）其中所述抗體或其抗原結合片段包含與SEQ ID NO： 302 （CDR H1）、SEQ ID NO： 303 （CDR H2）、SEQ ID NO： 304 （CDR H3）一致的重鏈CDR序列及與SEQ ID NO： 305 （CDR L1）、SEQ ID NO： 306 （CDR L2）、SEQ ID NO： 307 （CDR L3）一致的輕鏈CDR序列。

中國審查員未接受上述修改，并在第二次審查意見通知書中指出：權利要求1采用了各CDR區的共有序列對所述抗體進行了限定。權利要求1限定的共有序列包括了多種序列的組合，其得到的含有六個CDR區的抗體的種類更是多樣。然而包括六個CDR區的抗體的其中一個或多個CDR結構的改變都會導致抗體功能發生改變。本領域技術人員無法預期，除了說明書中所公開的抗體M31-B01（包含如SEQ ID NO： 5所示HCDR1，如SEQ ID NO： 9所示HCDR2，如SEQ ID NO： 13所示HCDR3，如SEQ ID NO： 17所示LCDR1、如SEQ ID NO： 21所示LCDR2，以及如SEQ ID NO： 25所示LCDR3）外，還有哪些抗體也能解決本發明的技術問題，并達到相同的技術效果。因此，權利要求1請求保護的技術方案得不到說明書的支持，不符合專利法第二十六條第四款的規定。

申請人在第二次審查意見答復過程中，修改了權利要求1，刪除了CDR共有序列（SEQ ID NO：s 297-307），并將權利要求3的特征加入權利要求1中以克服支持問題，修改后的權利要求1如下所示：

1. 分離的抗體或其抗原結合片段，其與C4.4a的結構域S1特異性結合，其中所述抗體或抗原結合片段與嚙齒動物C4.4a交叉反應，其中所述抗體或其抗原結合片段在與表達C4.4a的細胞結合后被內化，其中所述抗體或抗原結合片段與抗體M31-B01或M20-D02 S-A競爭結合C4.4a，

其中所述抗體或其抗原結合片段包含

SEQ ID NO： 75-77所示可變重鏈CDR序列和SEQ ID NO： 78-80所示可變輕鏈CDR序列，或者

SEQ ID NO： 5、9和13所示可變重鏈CDR序列和SEQ ID NO： 17、21和25所示可變輕鏈CDR序列，或者

……

SEQ ID NO： 45-47所示可變重鏈CDR序列和SEQ ID NO： 48-50所示可變輕鏈CDR序列，或者

……

SEQ ID NO： 135-137所示可變重鏈CDR序列和SEQ ID NO： 138-140所示可變輕鏈CDR序列。

中國審查員仍未接受上述修改，其在第三次審查意見通知書中除了指出“抗體的六個CDR區排列順序應一一對應”之外，繼續提出了與第二次審查意見通知書相同內容的權利要求1缺乏支持的審查意見。

申請人在第三次審查意見答復過程中，并沒有選擇審查員在審查意見中所指出的抗體M31-B01，而是選擇將權利要求1修改為其想要保護的特定抗體B01-3，修改后的權利要求1如下所示：

1. 分離的抗體或其抗原結合片段，其與人C4.4a特異性結合，其中所述抗體或其抗原結合片段包含下列CDR序列：

SEQ ID NO： 45所示的CDR H1，

SEQ ID NO： 46所示的CDR H2，

SEQ ID NO： 47所示的CDR H3，

SEQ ID NO： 48所示的CDR L1，

SEQ ID NO： 49所示的CDR L2，和

SEQ ID NO： 50所示的CDR L3。

該專利申請的說明書第[0043]段和第[0403]段記載：圖6提供了本發明抗體（B01-3）體外抑制腫瘤細胞增殖的數據。在實施例15描述的條件下，與未結合的hIgG1同種型對照抗體相比，抗體B01-3使細胞增殖明顯降低。這就表明本發明的抗體有效抑制表達C4.4a的細胞的細胞增殖。

最終，審查員接受了申請人的修改，上述權利要求1最終獲得了授權。

通過比較CN102812047A的最終授權的權利要求和CN101213297B的授權權利要求，不難發現，在中國的專利審查實踐中，對于抗體產品的權利要求，通常要求用說明書中已經驗證的特定抗體的重鏈和輕鏈可變區中的互補決定區序列來限定抗體。從CN102812047A的審查過程來看，這種對抗體權利要求的序列限定，通常是為了滿足權利要求得到說明書支持的要求。盡管基于已有的限定特征已能夠將請求保護的抗體區別于現有技術，中國審查員通常仍然會要求申請人將抗體限制為說明書中給出的特定的6個CDR序列。

從上面的實例可以看出，與美國和歐洲相對較為寬松的抗體專利授權標準（往往可以使用功能性限定）相比，中國對于抗體專利授權標準的要求相對較為嚴苛，即通常要求用抗體的重鏈和輕鏈的可變區中的三個高變區（即，互補性決定區，complementarity determining region，CDR）序列進行限定，屬于序列限定型的權利要求。上述審查標準的確立也導致了只要中國企業研發的新PD-1抗體的CDR序列沒有落入上述權利要求的范圍，就基本上不存在侵權的問題。這也許就是PD-1抗體的市場爭奪戰在國際上激戰正酣，而在中國市場上卻風平浪靜的重要原因。

PD-1抗體藥物國內外專利布局比較分析

不僅美國和歐洲的抗體專利授權標準與中國不同，而且美國和歐洲的制藥公司的抗體藥物專利布局也與中國不盡相同。

仍以PD-1抗體藥物為例，原研公司小野制藥、Medarex和百時美施貴寶在布局氨基酸序列的核心專利時，均是通過PCT途徑在全球主要市場同步進行申請，并盡量推遲專利公開的時間，以爭取在產品上市前1～2年才讓公眾知曉其專利技術信息，以盡量減小被侵權的風險，同時還充分運用各國對藥品專利的延長制度，最大限度延長專利保護時間，例如公開號為WO2006121168A1的氨基酸序列專利在美國獲得授權后還獲得了413天的延長期；在日本獲得授權后還獲得了接近5年的延長期，并通過對檢測方法（例如WO2010001617A1，一種評價PD-1抗體治療癌癥效果的方法）、聯合用藥（例如WO2015134605A1，使用PD-1抗體和另一種抗癌劑治療腎癌的方法；WO2016029073A2，PD-1抗體和CD137抗體聯合治療癌癥的方法）、醫藥用途（例如WO2016100561A2，一種PD-1抗體治療神經膠質瘤的方法）等外圍專利的申請進行專利布局，編制龐大而且牢靠的專利保護網，提高技術門檻，為產品爭取最大的保護強度。

除了原研公司之外，Incyte Corporation、葛蘭素史克、Advaxis、輝瑞等公司主要通過申請聯合用藥專利進行布局（例如Incyte Corporation 的WO2015119944A1，一種治療腫瘤的方法，包含PD-1拮抗劑和IDO1小分子藥物；葛蘭素史克的WO2015088847A1，一種用于治療腫瘤的方法，包含PD-1拮抗劑和VFGFR抑制劑；Advaxis的WO2016011357A1，成細胞的滅活菌株治療前列腺癌的方法；輝瑞的WO2016032927A1，一種治療腫瘤的方法，包含PD-1拮抗劑和ALK 抑制劑（crizotinib）），其將PD-1抗體藥物與本公司的核心產品通過復方制劑的方式進行二次研發，一定程度上繞開了原研公司的專利布局。但是這種改進型專利仍然存在一定的侵權風險，如果原研公司提出專利侵權訴訟，法院支持哪一方往往很難一概而論，其中的關鍵在于改進專利的那一方是否能夠拿出足夠的證據證明改進型專利在實施效果方面的顯著優勢，這樣才能證明改進型專利優于原專利而沒有侵犯原專利的權利。5

然而，表1中所提及的中國醫藥生物企業對于PD-1抗體的申請主要集中于國內申請，專利申請的技術分類也相對單一，主要集中在氨基酸序列專利和醫藥用途，具體情況如表2所示。

對我國醫藥生物企業的啟示

單克隆抗體技術在疾病診斷、藥物開發中的應用是目前醫藥領域的一個研究熱點，也為多種疾病的治療提供了新的途徑，目前已有多個單抗藥物獲FDA批準上市，例如可用于頭頸部腫瘤、結腸癌治療的西妥昔單抗，可用于乳腺癌、胃食道癌治療的曲妥珠單抗，可用于治療慢性淋巴細胞性白血病的阿侖單抗。由于生物醫藥類產品科技含量高、附加值大且普適性強，外國生物制藥巨頭一旦研發出新型單抗藥物，就要進行專利保護，其保護范圍往往涵蓋全世界大多數國家，而中國作為最大的市場，更是專利保護的重中之重，故此，我國醫藥生物企業進行研發時已經面臨嚴峻的專利壟斷局面。

目前我國生產單抗藥物的醫藥生物企業在專利戰略上需要同時完成兩個主要任務：既要防止外國生物制藥巨頭發起侵權訴訟，又要阻止國內的后來者輕易進行仿制。在實施上述專利戰略的過程中，筆者認為可以從以下幾個方面入手：

①我國醫藥生物企業應增強自主研發創新意識，積極開發針對新靶點或有效靶點新表位的單抗藥物、積極研發并拓展現有單抗的適應癥范圍，并將自主研發的單抗藥物通過PCT途徑進行專利申請，并盡可能地推遲專利公布的時間，以爭取在其產品上市前1～2年才讓公眾知曉其專利技術信息，從而盡可能地降低被侵權的風險，同時還可以充分運用各國對藥品專利的延長制度，最大限度地延長專利保護時間；

②我國醫藥生物企業在開拓美國、歐洲等國外市場時，需時刻關注相關單抗藥物專利的申請情況。由于外國生物制藥巨頭申請文件的權利要求中常常采用功能性限定、序列同源性限定、生物來源限定等各種方式，因此合理界定該單抗藥物在世界各地的保護范圍就顯得尤為重要。在進行充分調研后再進行申請可以最大程度地確保專利權的穩定性；

③我國醫藥生物企業的知識產權部門應積極尋找自身已有專利的不足，通過對檢測方法、聯合用藥、醫藥用途等外圍專利的申請進行專利布局，建造牢固的專利保護體系，提高技術門檻，為自身產品爭取最大的保護強度。同時可以利用“專利權無效宣告”途徑來破解競爭對手的專利圈地；

④我國醫藥生物企業不僅應相互合作、聯合研發，降低單抗藥物的研發風險，而且應與國內各大高校、科研院所加強合作，進一步推進單抗藥物的產學研相結合，加快研究成果的轉化。