雙特異性抗體

服務簡介

雙特異性抗體(biospecific antibody， heteroconjugate antibodies)是一類具有雙功能的雜交抗體分子，具有兩個不同的抗原特異性結合的Fab段，能與不同的配體結合，通過特異性結合腫瘤抗原同時結合不同的效應細胞和分子，達到定向殺傷腫瘤細胞的作用。

1.1含有Fc區(qū)的雙特異性抗體

抗體的Fc結構域的生物學功能有：抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC)和補體介導的細胞毒作用(CDC)。雙特異性抗體的制備技術手段有以下幾種：

Triomabs：Triomabs通過Fv功能區(qū)分別結合腫瘤細胞及T細胞，通過Fc功能區(qū)募集表達FcR的功能細胞，如NK細胞、單核細胞、巨噬細胞、粒細胞及樹突狀細胞等，形成復合體，刺激T細胞分泌細胞因子清除腫瘤細胞，因此Triomabs又被稱為三功能抗體。Triomabs雙特異性抗體技術平臺由德國Fresenius和Trion Pharma公司合作開發(fā)。

Knobs-into-holes：這項技術由Genentech公司開發(fā)。具體方法是將其中一個抗體的重鏈CH3區(qū)366位體積較小的蘇氨酸(T)突變?yōu)轶w積較大的酪氨酸(Y) ，形成突出的“Knobs”型結構(T366Y);同時將另一個抗體重鏈CH3區(qū)407位較大的酪氨酸(Y)殘基突變成較小的蘇氨酸(T)，形成凹陷的“holes”型結構(Y407T) ; 利用“Knobs-into-holes”結構的空間位阻效應實現(xiàn)兩種不同抗體重鏈間的正確裝配。突變后，產品正確裝配率由野生型的57%提高至92%，能夠滿足規(guī)模化生產的要求。但重鏈CH3的這一改構方式降低了抗體結構的穩(wěn)定性，為了克服這一缺點，研究者通過噬菌體展示技術進行隨機突變篩選，構建了更為穩(wěn)定的“3 + 1”模式Knobs-holes結構 : 即T366W突變形成突出的“Knobs”型，3個氨基酸突變(T366S，L368A和Y407V)形成凹陷的“holes”型。Knobs-holes結構設計有利于2種異源抗體重鏈的裝配。

Crossmab: Crossmab技術的代表產品為羅氏公司的RG7221和RG7716，兩者均為抗Ang-2/VEGF雙特異性抗體。其結構是在“knobs-holes”結構基礎上通過鏈交換技術，將Ang-2抗體Fab結構域中的CL與CH1互換，而VEGF抗體的Fab結構則保持不變。經過改造的Ang-2抗體輕鏈不易與血管內皮生長因子( VEGF)抗體的重鏈發(fā)生錯配，同時“knobs-holes”結構可促進兩條重鏈異源二聚化。

Ortho-Fab:該技術是Lewis等報道的一種克服輕鏈錯配的設計策略。Lewis等通過計算機模型化并結合X晶體衍射技術對VH/VL及CH1/CL進行正交互補突變設計，從而減少輕鏈錯配現(xiàn)象，將此技術結合重鏈異源二聚化方法，可以實現(xiàn)雙特異性抗體在單一細胞內的高效表達。近期，靜電轉向技術(electrostatic steering)也被應用進行Orthogonal Fab雙特異性抗體的構建。

IgG-scFv及scFv2-Fc：IgG-scFv雙特異性抗體是將單鏈抗體(scFv)連接在正常IgG抗體分子的C末端，通過分子兩端的CDR區(qū)與靶分子結合實現(xiàn)雙功能。而scFv2-Fc分子與IgG-scFv結構類似，是將兩個scFv分子分別連接在Fc功能區(qū)的兩端，形成雙功能區(qū)。

1.2不含F(xiàn)c區(qū)的雙特異性抗體

另一類雙特異性抗體不含F(xiàn)c區(qū)，其優(yōu)點是相對分子質量小、可以在原核細胞中表達且更易穿過組織及腫瘤細胞到達靶位點 ; 缺點是由于不含抗體Fc區(qū)，不能介導相應的生物學功能且半衰期通常較短，如已上市的Blinatumomab血液半衰期只有2.11h，需要通過注射泵連續(xù)給藥28d。目前，此類雙特異性抗體主要有BiTE，DART，TandAbs，bi-Nanobody等。

BiTE雙特異性抗體：德國Micromet公司開發(fā)的BiTE系列產品是不含F(xiàn)c區(qū)結構類雙特異性抗體的典型代表。BiTE是將抗CD3單鏈抗體(scFv)與不同抗腫瘤細胞表面抗原的單鏈抗體通過肽段進行連接而獲得，可同時結合CD3陽性T細胞及腫瘤細胞。BiTE通過結合T細胞表面CD3，將T細胞募集至腫瘤細胞表面，從而激活T細胞進行腫瘤殺傷。

BiTE技術研究者克服了scFv穩(wěn)定性差、表達量低、溶解性低等生產問題，成功實現(xiàn)了BiTE產品的商業(yè)化。bi-Nanobody雙特異性抗體：Nanobody是Ablynx 公司參考駱駝及美洲駝的單域抗體結構(無輕鏈及CH1區(qū))，通過結構簡化，僅保留VH區(qū)而開發(fā)的專利平臺技術。在實際應用中，Nanobody是將2個或多個抗體分子的VH區(qū)進行連接而實現(xiàn)多特異性結合。該類產品的主要優(yōu)點是分子小、穩(wěn)定性高、易于人源化、易于連接，并可通過多種途徑進行給藥。此外，在分子設計時可選擇加入與人血白蛋白結合的功能區(qū)，將半衰期延長至2～3周，并且可以通過白蛋白將藥物運輸至靶位點。