由康奈尔大学主导的跨校合作团队近日研发出一种低成本抗体药物生产新技术。研究人员通过生物工程改造细菌，成功实现将复杂糖链（即糖基）连接到单克隆抗体（mAb）上的突破，显著增强了抗体的免疫防御功能。该研究成果已于7月4日发表在《自然通讯》杂志，论文第一作者为贝伦·索托马约尔（Belen Sotomayor），其为康奈尔大学2023届硕士、2025届博士毕业生。
康奈尔工程学院威廉·刘易斯工程学讲席教授马特·德尔萨（Matt DeLisa）表示："我们认为这是实现治疗性抗体药物普惠化的重要里程碑。通过改造重组细菌的生物合成途径，这种生产体系具有显著的成本优势和规模化生产潜力。细菌系统的大规模生物制造方案可将生产速度提升数倍，且单位生产成本远低于现有技术。"
目前抗体药物的主流生产方法依赖中国仓鼠卵巢细胞（CHO），这种培养体系存在周期长、成本高的缺陷。相比之下，细菌系统的生产周期更短，蛋白表达效率更高。自2013年以来，德尔萨研究组持续攻关细菌系统的蛋白糖基化难题——这是70%以上人体蛋白发挥功能的关键修饰过程。
"糖基化修饰对维持抗体结构完整性和免疫功能至关重要。"作为康奈尔生物技术研究所主任的德尔萨教授强调，"没有正确糖链修饰的抗体药物，其治疗价值将大打折扣。"研究团队联合斯坦福大学迈克尔·朱威特教授，通过分析50余种细菌基因组，最终在海洋脱硫弧菌（Desulfovibrio marinus）中发现独特的寡糖基转移酶（OST）。该酶能特异性在免疫球蛋白G（IgG）抗体的精确位点进行糖基化修饰，这种催化能力在目前已知的OST家族中尚属首例。
研究人员将该酶的编码基因转入大肠杆菌后，成功构建了具备糖基化能力的工程菌株。随后通过马里兰大学王来喜教授团队开发的化学酶法重塑技术，将原核来源的糖链改造成更符合人体需求的结构，并经佐治亚大学复杂碳水化合物研究中心的质谱分析验证。
"尽管CHO系统在产量上仍占优势，但我们的突破性技术已在生产效率和成本控制方面展现出巨大潜力。"德尔萨教授补充道。当前研究团队正致力于提高抗体表达量，以实现与传统体系的产业化竞争。该技术可适配所有IgG亚型抗体，理论上能生产包括抗癌药物、自身免疫疾病治疗剂在内的多种生物制剂。
参与本研究的康奈尔团队成员包括艺术与科学学院副教授克里斯·阿拉比（Chris Alabi）、前博士后研究员托马斯·多诺休（Thomas Donahue）等人。研究获得美国国防高级研究计划局、国防威胁降低局、国家科学基金会及国立卫生研究院资助。
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