突破抗体专利困境：互补决定区扫描与抗原结合位点定位重塑专利保护格局

为解决抗体专利保护策略困境， 研究人员开展围绕抗体专利保护的研究。结果表明 CDR 扫描可构建基于结构的属权利要求。这一成果为抗体专利保护提供新策略，值得科研读者阅读。

　　

利用互补决定区扫描和抗原结合位点定位重新定义抗体专利保护

在安进（Amgen）与赛诺菲（Sanofi）的专利诉讼案之后，治疗性单克隆抗体的专利保护策略需要进行根本性转变。在该案件中，美国最高法院判定针对抗体属的宽泛功能性权利要求无效。

抗体疗法与小分子药物一样，在进入市场前需经过广泛的研发过程。因此，发明者理所当然地希望为其知识产权（IP）寻求强有力的专利保护。对小分子或大分子药物进行专利申请最直接的方法，是声明其确切的化学结构或氨基酸序列。然而，这种狭义方法的有效性有限，因为在保持药物作用机制和治疗效果的同时，往往可以进行微小的结构修饰，这使得仅通过少量修改就容易规避知识产权。对于小分子药物，标准的专利策略除了声明具有共同特征且保留母体分子效果的相关结构 “属” 之外，还需声明母体化合物 “种” 的支架结构。“第一作者单位” 的研究人员提出，抗体也可以采用类似的保护方式，围绕抗体的靶标结合残基（即 “抗原结合位点”）构建基于结构的属权利要求。

小分子药物和抗体均通过实用专利进行保护，这些专利声明物质组成或使用方法。专利申请要获得批准，必须准确公开发明内容并提供书面说明。公开充分性意味着发明内容的描述应足够详细，使本领域普通技术人员能够 “制造或使用” 所声明的发明；而书面说明则要求披露详细的描述和实例，以证明在申请时已实际掌握该发明。

在历史上，抗体属专利允许宽泛的权利要求，这些要求描述抗体的功能，这反映出在单克隆抗体（mAbs）首次分离时，用于定义抗体序列和结构的科学技术有限。抗体功能性权利要求通常涉及结合特定蛋白质靶标（“抗原”）或抗原内一组独特氨基酸（“表位”）的能力（图 1）。通过声明任何结合该抗原或表位的抗体，这些专利涵盖了可能数百万种发明者实际上并未掌握的抗体组合物。但在美国，自 2023 年具有里程碑意义的安进诉赛诺菲案之后，这种策略不再可行。在该案中，美国最高法院一致裁定，涵盖功能定义的前蛋白转化酶枯草溶菌素 9（PCSK9）抑制性单克隆抗体属的专利权利要求无效。

图 1 抗体互补决定区、抗原结合位点和表位示意图。人类抗体由两条蛋白质链（重链和轻链）组成。每个抗体都有六个互补决定区（CDRs），其中重链可变区有三个，轻链可变区有三个，它们决定了抗原结合的特异性。互补决定区中的特定氨基酸（抗原结合位点）与靶抗原上的特定氨基酸（表位）接触。这些抗原结合位点残基定义了抗体的物理结合点，形成了决定每个抗体特异性的结构特征。抗原结合位点残基和允许的互补决定区替换不能仅从抗体序列中识别或预测，必须通过实验确定。V 代表可变区；C 代表恒定区。

2024 年 1 月，美国专利商标局（USPTO）发布了针对专利审查员的指南，以评估专利是否符合公开充分性要求。尽管这些指南及其他相关指南阐明了抗体发明的要求，但并未规定实现公开充分性和书面说明的任何技术方法。这引发了人们的担忧，即可能 “不存在满足法院当前测试标准的抗体属权利要求描述方式”。

“第一作者单位” 的研究人员认为，近期的指南、判例法和技术为实现强有力的专利保护提供了一条途径。该策略是声明一个由共同 “抗原结合位点”（即抗体中与靶抗原接触的残基）定义的结构相关抗体属，以及所有具有允许结合的互补决定区（CDR）氨基酸替换的抗体替代形式。这种策略与传统上围绕核心化学支架及允许的 R 基团替换来声明小分子药物的方法具有相似性。如今，借助科学进步，“第一作者单位” 的研究人员可以通过高通量克隆、测序和抗体测试合理地创建大量抗体氨基酸替换。通过围绕抗原结合位点和允许的互补决定区替换制定抗体权利要求策略，发明者能够：（1）围绕抗体的共同结构特征构建权利要求；（2）证明对所拥有的抗体属实现了公开充分性和书面说明；（3）获得针对潜在侵权行为的有力保护。

案例	问题	总结
安进诉赛诺菲（美国最高法院，2023 年）	公开不充分	针对结合 PCSK9 的抗体属的功能性权利要求，说明书中包含 26 种抗体。因公开不充分被判定无效；专利未教导如何制备该抗体属的所有抗体。
巴克斯特（Baxalta）诉基因泰克（Genentech）（联邦巡回上诉法院，2023 年）	公开不充分	针对结合因子 IX 或 IXa 并增强促凝活性的抗体属的功能性权利要求，说明书中包含 11 种抗体。因公开不充分被判定无效，理由与安进诉赛诺菲案类似。
艾伯维（AbbVie）诉杨森（Janssen）（联邦巡回上诉法院，2023 年）	缺乏书面说明	针对结合并抑制白细胞介素 - 12 的抗体属的功能性权利要求，说明书中包含近 300 种抗体。因缺乏书面说明被判定无效，法院认为这些抗体不能代表该抗体属。
钱伯 lain 案（在联邦巡回上诉法院被称为 Xencor 案）（美国专利商标局上诉审查委员会，2024 年）	缺乏书面说明	针对抗 C5 抗体属的治疗方法（功能加手段）权利要求。因缺乏书面说明被判定无效（尽管是由于权利要求的其他部分存在问题）。
梯瓦（Teva）诉礼来（Lilly）（马萨诸塞州地方法院，2023 年；联邦巡回上诉法院上诉待决）	缺乏书面说明	旨在涵盖针对降钙素基因相关肽以治疗偏头痛的宽泛抗体属的治疗方法权利要求。因缺乏书面说明被判定无效。

抗体的公开充分性要求

任何美国专利策略的核心都在于满足美国法典第 35 编第 112 条（a）款规定的公开充分性要求，该条款要求专利说明书必须对发明进行描述，使本领域技术人员能够制造和使用所声明的发明。必须提供足够详细的信息，以便在无需进行 “不合理” 数量实验的情况下制造和使用该发明。1975 年首次分离出单克隆抗体时，通过序列表征抗体的技术尚未普及。发明者基于抗原结合的功能描述来描述和声明抗体，随后更精确地通过描述抗原上结合的表位来进行声明。这种策略可以涵盖几乎无限数量通过多种不同机制结合靶标的抗体序列。尽管这明显违反公开充分性规则，但由于抗体的复杂性和技术限制，该策略在过去几十年中一直被沿用。

随着抗体在商业上的重要性日益增加，以及科学进步使得能够通过序列和结构描述抗体，专利审查员对发明者的标准要求也越来越高，需要更详细的抗体信息。法院现在也支持这些更严格的标准（此处引用的案例和示例总结在表 1 中）。在具有里程碑意义的 2023 年安进诉赛诺菲案裁决之后（该案件始于 2014 年），基于抗原或表位结合的宽泛功能性抗体专利权利要求在美国不再有效。简而言之，安进起诉赛诺菲侵犯其针对蛋白质 PCSK9 的抗体专利，这些抗体通过抑制与低密度脂蛋白（LDL）受体的相互作用来降低 LDL 胆固醇水平。安进的专利权利要求基于一组 26 种抗体，并声明任何结合 PCSK9 相应表位的抗体。赛诺菲则反驳称安进的权利要求公开不充分。2023 年，美国最高法院一致裁定安进专利的宽泛属权利要求无效，因为所描述的抗体和方法无法使本领域技术人员在不过度实验的情况下制造出权利要求中所有的抗体。相反，法院裁定安进仅提供了可用于生成结合并阻断 PCSK9 - LDL 受体相互作用的单克隆抗体的方法。法院指出，安进专利中披露的信息 “只不过是两项研究任务”，并评论道 “权利要求的范围越广，就越需要充分公开”。

随后，联邦巡回上诉法院在其他几起生物技术案件中应用了相同的因素，强调公开充分性要求将发明付诸实践（即证明发明是可行的），而不仅仅是提供指导或预测。例如，在 2023 年巴克斯特诉基因泰克案的裁决中，法院判定针对结合凝血因子 IX 或 IXa 以增强促凝活性的单克隆抗体属的权利要求无效。涉案专利披露了 11 种具有该功能的单克隆抗体，以及生产和筛选类似单克隆抗体的方法。法院认定该案件的事实与安进案 “在实质上没有区别”，并且 “该指导路线只是引导技术人员进行与发明者发现他们选择披露的 11 种抗体时相同的反复试验过程”。

在欧洲，公开充分性的要求与美国不同。欧洲专利局（EPO）仍认为基于靶标和表位的专利权利要求具有可专利性，前提是相应的靶标或表位是新颖的。这是因为：（i）欧洲专利局上诉委员会认为，披露充分表征的靶标或表位能够使技术人员基于常规方法制造抗体；（ii）《欧洲专利公约》没有书面说明要求。这意味着欧洲的案件通常根据显而易见性问题进行裁决。加拿大、澳大利亚、日本和印度基本上采用欧洲专利局的立场，而中国和大多数拉丁美洲国家采用与美国专利商标局类似的方法。

图 2 满足公开充分性和书面说明要求的互补决定区扫描策略。通过扫描抗体互补决定区，将抗原结合位点描绘为抗体属的定义性共同结构特征，可实现强有力的专利保护，其中该抗体属涵盖互补决定区内所有允许的替换。

抗体的书面说明要求

除了公开充分性要求外，美国专利法还要求专利权人 “对所声明的发明进行足够详细的描述，使本领域技术人员能够合理推断出发明者已掌握所声明的发明”。这种 “书面说明” 要求可防止发明者在实际上并未掌握发明的情况下提交专利申请，这是专利制度 “以公开换保护” 本质的内在原则，即专利权人有权排除他人实施其发明，以换取对发明相关知识的披露。根据法院裁决和美国专利商标局指南，对于属权利要求的书面说明，必须提供对代表性数量的种或共同结构特征的充分描述，以建立结构与功能之间的强相关性，从而表明发明者掌握了所声明属的全部范围。

在安进诉赛诺菲案之前，美国专利商标局认为满足 “新表征抗原测试” 可作为可接受的抗体书面说明，其理由是披露新抗原将使本领域技术人员能够使用常规技术生成和筛选结合该抗原的抗体。在安进案中，“法院强调该测试无法成立，因为它违背了专利制度的‘以公开换保护’原则，即必须描述发明才能获得专利”。2018 年 2 月，美国专利商标局发布备忘录，停止使用新表征抗原测试。

随后，法院维持了书面说明的新要求，强调证明属的共同结构特征。例如，在艾伯维诉杨森案中，艾伯维的专利说明书提供了结构和功能相结合的权利要求，试图保护以特定结合强度结合白细胞介素 - 12 的抗体。说明书中包含大量抗体（约 300 种）。然而，这些描述的抗体被认为没有代表所定义抗体属的共同结构特征，因此联邦巡回上诉法院因未能满足书面说明要求而判定该权利要求无效。

目前，一种常用的防止竞争对手 “绕开” 所声明抗体种的专利策略，是起草一项涵盖所有与亲本抗体具有一定氨基酸序列同一性水平（通常 >90% 或 >95% 同一性）的抗体的权利要求。尽管此类权利要求在美国通常仍被允许，但它们越来越容易受到书面说明方面的质疑，因为在大多数情况下，实际上并未提供对这些声明变体的书面说明，即在大多数专利中并未制造或测试这些变体。即使提供了书面说明，值得注意的是，利用现代技术通常很容易规避此类同一性百分比权利要求。例如，治疗性单克隆抗体的重链第三互补决定区（HCDR3）平均约为 11 个氨基酸，因此即使仅改变一个氨基酸，就可以避开对 HCDR3 规定 >95% 同一性的专利权利要求（10/11 = 90.1%）。声称与整个可变链的同一性百分比则更容易规避，因为根据目前的抗体知识和实验，抗体框架和互补决定区的可变部分（不包括抗原结合位点残基）通常很容易进行替换。在欧洲，欧洲专利局认为即使互补决定区的微小修饰也可能影响与靶标的结合，因此通常会驳回提供同源性范围的互补决定区权利要求。然而，欧洲专利局目前对可变链内序列同一性的权利要求限制较少。

某些权利要求格式，如 “功能加手段” 权利要求（例如，“一种包含与抗原 X 结合的手段的组合物”），被提议作为扩大专利覆盖范围的潜在解决方案。此类权利要求旨在涵盖所拥有的特定抗体，同时将专利执行范围扩大到涵盖具有 “等效” 功能但结构特征不同的抗体。例如，2024 年美国专利商标局上诉审查委员会判定 Xencor 公司的抗 C5 补体抗体专利无效，该专利就采用了这种功能加手段的属权利要求格式。2024 年 3 月美国专利商标局的一份备忘录也讨论了功能加手段权利要求的使用。采用类似策略，在 2023 年梯瓦诉礼来案中，专利试图以 “通过施用针对 Y 的抗体治疗 X 的方法” 格式宽泛地声明抗体，但被法院判定无效。尽管这些策略尚未由法院最终裁决，但目前的判决表明，此类权利要求格式也将受到严格的书面说明测试，因此很容易被判定无效。

全面互补决定区扫描以支持属权利要求

作为安进诉赛诺菲案判决的一部分，美国最高法院重申，专利应提供具体指导，而不是简单地提出随机的试错实验，并且最好描述 “贯穿属的某种普遍性质，这种性质产生了所声明的功能”。2024 年 1 月美国专利商标局的《评估公开充分性指南》解释了为什么安进的功能性抗体属权利要求因公开不充分而无效。然而，该指南也阐明了美国最高法院的立场，即说明书无需 “具体描述如何制造和使用权利要求类别中的每一个实施例”。相反，实验应是 “合理的”，并符合专利评估框架（即 “万兹因素”）。尽管这些指南明确了公开充分性和书面说明的要求，但并未规定满足抗体属权利要求这些要求的任何技术方法。

互补决定区扫描方法	实际考虑因素	是否支持属权利要求？
高通量阵列式单个蛋白质表达	?单个表达和测试约 1000 种单克隆抗体。还可为抗体工程应用提供结合改进数据，并可能产生新的独立专利	是
酵母展示	?筛选混合的单克隆抗体变体。无法量化单个替换的结合活性	是
噬菌体展示	?筛选混合的单克隆抗体变体。无法量化单个替换的结合活性	是

为了定义互补决定区内所有允许的替换，必须将每个互补决定区残基分别突变为其他 19 种氨基酸，并进行测试以确定哪些替换允许抗体与靶标结合。这种策略可以确定构成抗原结合位点的残基、对结合至关重要的任何其他非抗原结合位点互补决定区残基，以及每个互补决定区残基的所有允许替换。基于免疫球蛋白 G（IgG）的抗体的 6 个互补决定区通常包含多达 60 个氨基酸。由于有 19 种可能的天然氨基酸替换，利用现代高通量实验室技术，对每个残基制造并测试 19 种变体（60×19 = 1140 个单个替换）是可行的。通过实际制造和测试这些变体（即将其付诸实践），专利权人可以明确满足公开充分性和书面说明的要求。申请人可以声明包含允许变体及其组合的结构属。由此产生的数据使本领域技术人员能够 “可视化或识别” 该属的成员（如艾伯维诉杨森案中所用的表述），而无需进行法院和美国专利商标局不认可的过度 “试错” 过程。相比之下，测试所有可能的变异组合（19??种排列）将不被视为 “合理”，而且无论如何，可能也没有必要证明 “权利要求类别中的每一个实施例”。一个使用互补决定区扫描数据的权利要求示例可以写成：“一种包含重链可变区（HVR）和轻链可变区（LVR）的抗体，其中 HVR 包含……HCDR3，其氨基酸序列为 X?PX?X?X?WX?，其中 X?是选自 F、I、L、Y 等的氨基酸”。

与在每个位置测试所有 19 种氨基酸变体不同，另一种更传统的方法是仅评估一部分相似的氨基酸（例如，代表某类氨基酸的保守替换）。虽然这种方法仍然可行，但通常很难预测哪些类别的替换是允许的。由于只有 19 种可能的天然氨基酸替换（而不是围绕化学支架的无限数量的 R 基团替换），测试所有可能的氨基酸替换（即构成该属的所有单个种）以实现最广泛的专利覆盖范围是合理且有利的。

作为额外的好处，全面互补决定区扫描的结合数据还可以识别能够改善抗体结合的替换