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(néng)的雜(zá)交抗體分子，具有兩個不同的抗原特異性結合的Fab段，能(néng)與不同的配體結合，通過特異性結合腫瘤抗原同時(shí)結合不同的效應細胞和(hé)分子，達到(dào)定向殺傷腫瘤細胞的作(zuò)用(yòng)。

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(néng)有：抗體依賴的細胞介導的細胞毒作(zuò)用(yòng)(ADCC)和(hé)補體介導的細胞毒作(zuò)用(yòng)(CDC)。雙特異性抗體的制備技術手段有以下(xià)幾種：

Triomabs：Triomabs通過Fv功能(néng)區(qū)分别結合腫瘤細胞及T細胞，通過Fc功能(néng)區(qū)募集表達FcR的功能(néng)細胞，如NK細胞、單核細胞、巨噬細胞、粒細胞及樹突狀細胞等，形成複合體，刺激T細胞分泌細胞因子清除腫瘤細胞，因此Triomabs又被稱爲三功能(néng)抗體。Triomabs雙特異性抗體技術平台由德國Fresenius和(hé)Trion Pharma公司合作(zuò)開(kāi)發。

Knobs-into-holes：這(zhè)項技術由Genentech公司開(kāi)發。具體方法是将其中一個抗體的重鏈CH3區(qū)366位體積較小(xiǎo)的蘇氨酸(T)突變爲體積較大(dà)的酪氨酸(Y) ，形成突出的“Knobs”型結構(T366Y);同時(shí)将另一個抗體重鏈CH3區(qū)407位較大(dà)的酪氨酸(Y)殘基突變成較小(xiǎo)的蘇氨酸(T)，形成凹陷的“holes”型結構(Y407T) ; 利用(yòng)“Knobs-into-holes”結構的空(kōng)間位阻效應實現(xiàn)兩種不同抗體重鏈間的正确裝配。突變後，産品正确裝配率由野生型的57%提高(gāo)至92%，能(néng)夠滿足規模化生産的要求。但(dàn)重鏈CH3的這(zhè)一改構方式降低(dī)了(le)抗體結構的穩定性，爲了(le)克服這(zhè)一缺點，研究者通過噬菌體展示技術進行随機突變篩選，構建了(le)更爲穩定的“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(hé)Y407V)形成凹陷的“holes”型。Knobs-holes結構設計(jì)有利于2種異源抗體重鏈的裝配。

Crossmab: Crossmab技術的代表産品爲羅氏公司的RG7221和(hé)RG7716，兩者均爲抗Ang-2/VEGF雙特異性抗體。其結構是在“knobs-holes”結構基礎上(shàng)通過鏈交換技術，将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内皮生長因子( VEGF)抗體的重鏈發生錯配，同時(shí)“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(bào)道(dào)的一種克服輕鏈錯配的設計(jì)策略。Lewis等通過計(jì)算(suàn)機模型化并結合X晶體衍射技術對(duì)VH/VL及CH1/CL進行正交互補突變設計(jì)，從(cóng)而減少輕鏈錯配現(xiàn)象，将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内的高(gāo)效表達。近期，靜電轉向技術(electrostatic steering)也(yě)被應用(yòng)進行Orthogonal Fab雙特異性抗體的構建。

IgG-scFv及scFv2-Fc：IgG-scFv雙特異性抗體是将單鏈抗體(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(néng)。而scFv2-Fc分子與IgG-scFv結構類似，是将兩個scFv分子分别連接在Fc功能(néng)區(qū)的兩端，形成雙功能(néng)區(qū)。

1.2不含Fc區(qū)的雙特異性抗體

另一類雙特異性抗體不含Fc區(qū)，其優點是相對(duì)分子質量小(xiǎo)、可以在原核細胞中表達且更易穿過組織及腫瘤細胞到(dào)達靶位點 ; 缺點是由于不含抗體Fc區(qū)，不能(néng)介導相應的生物學功能(néng)且半衰期通常較短，如已上(shàng)市的Blinatumomab血液半衰期隻有2.11h，需要通過注射泵連續給藥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(kāi)發的BiTE系列産品是不含Fc區(qū)結構類雙特異性抗體的典型代表。BiTE是将抗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(shí)結合CD3陽性T細胞及腫瘤細胞。BiTE通過結合T細胞表面CD3，将T細胞募集至腫瘤細胞表面，從(cóng)而激活T細胞進行腫瘤殺傷。

BiTE技術研究者克服了(le)scFv穩定性差、表達量低(dī)、溶解性低(dī)等生産問題，成功實現(xiàn)了(le)BiTE産品的商業化。bi-Nanobody雙特異性抗體：Nanobody是Ablynx 公司參考駱駝及美(měi)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(kāi)發的專利平台技術。在實際應用(yòng)中，Nanobody是将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。該類産品的主要優點是分子小(xiǎo)、穩定性高(gāo)、易于人源化、易于連接，并可通過多種途徑進行給藥。此外(wài)，在分子設計(jì)時(shí)可選擇加入與人血白(bái)蛋白(bái)結合的功能(néng)區(qū)，将半衰期延長至2～3周，并且可以通過白(bái)蛋白(bái)将藥物運輸至靶位點。