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雙特異性抗體

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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功能區分別結合腫瘤細胞及T細胞,通過Fc功能區募集表達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。

Knobs-into-holes:這項技術由Genentech公司開發。具體方法是將其中一個抗體的重鏈CH3區366位體積較小的蘇氨酸(T)突變為體積較大的酪氨酸(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?;a的要求。但重鏈CH3的這一改構方式降低了抗體結構的穩定性,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象,將此技術結合重鏈異源二聚化方法,可以實現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區與靶分子結合實現雙功能。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功能區的兩端,形成雙功能區。

1.2不含Fc區的雙特異性抗體

另一類雙特異性抗體不含Fc區,其優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,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公司開發的BiTE系列產品是不含Fc區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穩定性差、表達量低、溶解性低等生產問題,成功實現了BiTE產品的商業化。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),通過結構簡化,僅保留VH區而開發的專利平臺技術。在實際應用中,Nanobody是將2個或多個抗體分子的VH區進行連接而實現多特異性結合。該類產品的主要優點是分子小、穩定性高、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,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。

普健生物具有經驗豐富的雙特異性抗體制備團隊,能夠提供以上雙特異性抗體類型的設計

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