抗體結構

 

抗體藥物則是指利用細胞與基因工程技術為主的抗體技術制備的藥物，多以單克隆抗體為代表。近年已成為多種炎癥、惡性腫瘤、自身免疫性疾病的治療藥物。隨著抗體類藥物進入臨床治療，人們逐漸發現，傳統的單靶向抗體藥物本身存在諸多局限性。

 

雙特異性抗體( bispecific antibody，BsAb) 是一類具有兩種不同抗原結合臂的抗體，由兩個不同的輕鏈和重鏈組成，可同時結合兩種不同的抗原。

 

雙特異性抗體由于其獨特的結構特異性、顯著的臨床特別是腫瘤領域的治療效果，雙特異性抗體迅速成為免疫治療領域的熱門研究項目。

 

與傳統單抗相比，雙特異性抗體具有以下優勢:

• 可減少藥物開發和臨床試驗成本；

• 雙特異性抗體的治療效果明顯優于兩種或多種單抗聯合應用；

• 相對于多種單抗聯合應用，雙特異性抗體的副作用較小。

隨著研究和技術的進步進入了定制化免疫治療的新時代，對雙特異性或多特異性免疫球蛋白的需求以巨大的速度增長，用于治療各種疾病。

 

接下來，筆者跟大家簡單分享一下雙特異性抗體的發展歷程。

 

1960 年，Nisonoff 等將兩個不同的抗原結合片段通過再氧化連接到一起，并證明了該產物可以募集兩種不同類型的細胞，首次提出了雙特異性抗體的概念。

 

1975 年，Kohler和Milstein在劍橋大學醫學委員會分子生物學實驗室，成功把免疫小鼠的脾臟B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合，形成了B細胞-骨髓瘤雜合體。這種細胞雜合體既能在體外培養中無限地快速增殖且存活，又能分泌抗羊紅細胞的單克隆抗體。同年8月7日，Kohler和Milstein在英國《自然》雜志上發表了題為（Continuous cultures off  used cells secreting antibody of predefined specificity）的著名論文，正式提出了雜交瘤這一概念。后來，因其對免疫學做出的貢獻，他們與Niels K. Jerne共同榮獲1984年諾貝爾生理學和醫學獎。

1983 年，Milstein等第一次使用融合的兩種雜交瘤細胞生產出不對稱結構的雙特異性抗體，并證明了該方法較化學合成法的優勢，即避免了后者在處理抗體進行解鏈時引起蛋白變性導致的抗體失活。但是在融合雜交瘤細胞的重鏈和輕鏈的隨機配對中，產生了大量的非功能性抗體，使得雙特異性抗體的產率極低，這一現象被稱為鏈交聯問題 (Chain-associationissue)。

 

1985 年，Perez 等第一次提出了可以特異性靶向T 細胞表面受體T3 和靶細胞表面抗原的雙特異性抗體，研究表明，該抗體可以特異性連接效應細胞，使其殺傷第二抗原結合位點結合的靶細胞，增強抗體依賴的細胞毒作用。

1988 年，Huston等發明ScFvs(單鏈抗體，single-chain antibody fragment)，ScFvs由一個單鏈可變區由重鏈可變區(VH)及輕鏈(VL)可變區構成，兩者通過15-20個氨基酸鏈接。ScFvs的每個亞基包括3個可與抗原結合的超高互補決定區(CDRs)。由于ScFvs僅有約25kDa, 因此ScFvs被認為是含有全抗原結合活性的最小IgG單元。

1993 年，不含Fc 段的雙特異性抗體，二價的抗體二聚體Diabodies 首次報道，Diabodies 抗體分子小、組織穿透能力強，易于抵達病灶位置，在免疫治療中有著重要的作用。

 

1995 年，Lindhofer 等解決了鏈交聯問題，他們發現大鼠和小鼠雜交瘤的融合，可以使輕鏈與重鏈配對的正確率增加，這一發現使得雙特異性抗體的產率顯著增加，提供了其大規模生產的可能性。

 

1996 年，Ridgway等通過在抗體的CH3結構域上使用球形孔方法來解決來解決鏈交聯問題。

1999 年，Schuurman等報道天然免疫球蛋白G (IgG)(亞類4)抗體以雙特異性形式自然存在。

2007 年，發現和闡明人體內雙特異性IgG4 Fab臂交換過程，IgG4 Fab臂交換是一個IgG4分子的重鏈輕鏈對(半分子)與另一個IgG4分子的交換。

2009 年，世界上第一個雙特異性抗體藥物Catumaxomab（卡妥索單抗） 在歐盟獲得批準，用于治療EpCAM 陽性的惡性腹水患者。Catumaxomab是一個分子量在150kDa三功能的抗體，由一個靶向腫瘤EpCAM的小鼠IgG2a和一個靶向CD3ε的大鼠IgG2b構成，同時還能通過Fcγ受體激活單核細胞、巨噬細胞、星狀細胞以及NK細胞。

雖然Catumaxomab是第一個批準上市的雙特異性抗體，但同時也具有非常明顯的局限性，主要體現在Triomab抗體復雜的生產工藝以及異源抗體比較容易產生的免疫原性問題。

 

2011 年，Wolfgang Schaefer等報道了免疫球蛋白domain crossover作為一種生產雙特異性IgG抗體的通用方法，文章描述了一種通用的方法，正確地組裝兩個重鏈和兩個輕鏈，從兩個現有的抗體，形成人二價雙特異性IgG抗體，而不使用人工連接劑。

 

2014 年，全球第二個雙特異性抗體藥物Blinatumomab（博納吐單抗）在美國獲得批準，用于治療費氏染色體陰性的前體B細胞急性淋巴細胞白血病。

Blinatumomab由Micromet公司（后被Amgen公司收購）開發，是利用DNA重組技術制備的一種雙特異性的單鏈抗體BiTE，通過一條多肽鏈把靶向腫瘤細胞和T細胞表面抗原的兩種單克隆抗體的可變區連接起來，Blinatumomab選擇性地靶向B細胞表面抗原CD19，同時特異性地結合T細胞表面抗原CD3從而激活T細胞。

017 年，全球第三個雙特異性抗體藥物Emicizumab（FXIa x FX）在美國獲得批準，成為血友病領域的首個雙特異性抗體藥物，用于存在Ⅷ因子抑制物的血友病的常規預防，并于2018 年在歐盟獲得批準。

 

Emicizumab的獲批預示著血友病的治療不再局限于傳統的凝血因子替代療法，而是向免疫療法和基因療法邁進。
2021年5月21日，全球第四個雙特異性抗體藥物Amivantamab（amivantamab-vmjw、Rybrevant）獲FDA加速批準上市，適應癥為鉑類化療后進展的EGFR外顯子20插入突變的轉移性非小細胞肺癌（NSCLC）患者。這是FDA批準的首個針對該類突變的藥物。

 

Amivantamab是一種靶向作用于EGFR耐藥突變、MET突變和擴增的雙特異性抗體，可以同時結合EGFR和c-Met的胞外結構，阻斷配體與EGFR和MET的結合，促進受體降解，還可觸發抗體依賴性細胞毒性。

 

小結：綜合來看，目前已獲批上市的雙特異性抗體藥物仍較少，大多數藥物處于臨床前開發階段或臨床研究階段，不過雙特異性抗體發展勢頭很好，雙特異性抗體藥物正開啟著分子醫學的新領域，期待更多更優的雙抗藥物上市，造福人類健康。