2017年以來(lái)兩個産品的臨床獲批極大(dà)的引起了(le)國内業界的廣泛關注,給國内雙特異性抗體玩(wán)家少、市場大(dà)、未來(lái)空(kōng)間廣的市場行情注入了(le)強有力的催化劑。其一是: 2017年武漢友芝友生物制藥有限公司自(zì)主開(kāi)發的“注射用(yòng)重組抗HER2和(hé)CD3人源化雙特異性抗體” (項目編号“M802”)獲得國家食品藥品監督管理(lǐ)總局(cFDA)頒發的首個雙特異性抗體藥物臨床試驗批件。其二是 :2018年,“注射用(yòng)重組抗EpCAM和(hé)CD3人鼠嵌合雙特異性”又正式收到(dào)cFDA頒發的臨床批件。
雙特異性抗體是含有2種特異性抗原結合位點的人工(gōng)抗體,能(néng)在靶細胞和(hé)功能(néng)分子(細胞)之間架起橋梁,激發具有導向性的免疫反應,是基因工(gōng)程抗體的一種,現(xiàn)已成爲抗體工(gōng)程領域的熱點,在腫瘤的免疫治療中具有廣闊的應用(yòng)前景。本文(wén)針對(duì)雙特異性抗體的設計(jì)方案進行了(le)簡單彙總。
IgG形态的雙特異性抗體(BsIgG)
BsIgG是最常規的将兩個不同靶點的單價抗體組合而成的IgG形态的雙特異性抗體。這(zhè)類抗體的方案設計(jì)上(shàng),若将兩條不同的輕鏈和(hé)兩條不同重鏈共表達于同一個細胞中,輕鏈和(hé)重鏈之間會(huì)出現(xiàn)多達9種錯配,因而目的形态的BsIgG純化困難,産量較低(dī)。目前該型式已上(shàng)市雙特異性抗體的典型代表是catumaxomab (anti-CD3 × anti-EpCAM),在歐盟獲得批準用(yòng)于治療EPCAM陽性腫瘤的惡性腹水(shuǐ)患者。
目前解決錯配及純化的方案有如下(xià)幾種:1)通過proteinA與離子柱等結合純化;2)在CH3處分别設計(jì)“knobs” (T366W)和(hé)“Hole” (T366S, L368A, and Y407V)的突變,通過“knobs-into-Hole”的策略避免重鏈錯配;3)改造重鏈恒定區(qū),使其分别帶正點和(hé)負電,造成異電相吸;4)使用(yòng)通用(yòng)性的輕鏈,避免輕鏈錯配;5)在兩個宿主細胞中分别表達兩種抗體,并在體外(wài)重新組裝;6)在輕鏈上(shàng)設計(jì)“knobs-into-Hole”或者分别帶正負電荷;7)CH和(hé)CL不變,隻改變VH和(hé)VL區(qū)域等。
附加在IgG形态上(shàng)的雙特異性及多特異性抗體(Appended IgG)
Appended IgG是在IgG的氨基端或羧基端通過短肽連接額外(wài)的抗原結合單元而形成的雙特異性抗體(包括VL、VH、Fv或scFv等)。此類抗體具有更強的抗原結合活性,可确保不同目的抗原的同步結合,同時(shí)适用(yòng)于細胞因子等低(dī)豐度的蛋白(bái)的結合。該類型中已取得臨床研究進展的有雙可變結構域Ig(DVI-IgG),是将兩個抗體的可變結構域串聯在一起形成雙特異IgG樣分子。DVD-IgG的每個Fab結合兩個靶标。這(zhè)個技術可以避免不同的重鏈或輕鏈的錯配,同時(shí)提高(gāo)生産的重複性、産量和(hé)穩定性,而且含有Fc結構域便于純化。
雙特異性抗體片段(BsAb fragment)
此類抗體缺少抗體的部分或者全部的恒定區(qū),許多BsAb fragment利用(yòng)短肽将重鏈和(hé)輕鏈連接起來(lái),以便其在一個宿主細胞中表達。BsAb fragment包含多種形式,scFv是通過VH-VL或者VL-VH的構建形式進行表達,VH和(hé)VL之間1-10個氨基酸長度的短肽能(néng)促進VH和(hé)VL的鏈内交聯而避免鏈外(wài)交聯,同時(shí)可變區(qū)的排列順序有時(shí)會(huì)影響其表達;Diabody是将兩個scFv片段進行共表達,其連接形式可通過“knobs-into-Hole”模型、C末端二硫鍵、短肽串聯等方式;DART則是将兩個單價scFv重新組合成兩個異源scFv,并在末端引入二硫鍵,共表達與同一宿主細胞中,最終折疊成雙價scFv。其他(tā)形式的BsAb fragment見上(shàng)面的模型圖。
BsAb fragment穿透力強,但(dàn)其半衰期短,因此其給藥頻率往往增加。
雙特異性抗體與蛋白(bái)融合
雙特異性抗體同樣能(néng)與蛋白(bái)融合以增加其特異性或其他(tā)功能(néng)。例如ScFv與HSA融合能(néng)夠延長半衰期,HSA能(néng)夠與FcRn結合而不改變抗原結合力。ScFv-HSA不僅增加分子的大(dà)小(xiǎo),促進BsAbs的再循環,延長半衰期。被細胞吸收的HSA首先結合早期溶酶體的FcRn,避免降解,然後HSA重新定位在質膜上(shàng),重新釋放(fàng)到(dào)血清中。Dock-and-Lock(DNL)模型的雙特異性抗體賦予其更高(gāo)的價位,DNL中其中一個含1個巯基的Fab末端通過Dockingdomain形成同源二聚體,同源二聚體複合物與另外(wài)一個含2個巯基的Fab末端的Anchoring Domain結合,同時(shí)2對(duì)巯基形成共價鍵,最終形成穩定的DNL型BsAb。
通過化學鍵連接的雙特異性抗體
在BsAb的重組表達方法出現(xiàn)之前,BsAb開(kāi)發最爲成熟的方法是将抗體或抗體片段通過化學鍵來(lái)連接。第一個報(bào)道(dào)的此類抗體是将兩個兔源的IgG抗體通過胃蛋白(bái)酶消化形成2個Fab’片段,進一步進行還原和(hé)氧化連接成BsF(ab’)2抗體。此後其連接手段優化爲半胱氨酸連接。Cov-X-Body是BsAb Conjugates設計(jì)方法的一次革新,它将小(xiǎo)分子藥物連接到(dào)2條Fab臂的賴氨酸上(shàng),延長了(le)小(xiǎo)分子的半衰期。進入臨床I期的CVX-241就是采用(yòng)這(zhè)種方法将VEGF和(hé) Ang2的小(xiǎo)分子抑制劑連接到(dào)了(le)Fab臂上(shàng),後因其藥效不明(míng)顯而終止。
參考文(wén)獻:
Alternative molecular formats and therapeutic applications for bispecific antibodies.