1、雙特性抗體簡介
雙特異性抗體(BsAb)又稱雙功能抗體,可同時識別和結(jié)合兩種不同的抗原和表位,并阻斷兩種不同的信號通路以發(fā)揮其作用。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)可將雙特異性抗體結(jié)構(gòu)主要有2大類:含F(xiàn)c片段的雙特異性抗體(IgG-like雙特異性抗體)與不含F(xiàn)c片段的雙特異性抗體(non-IgG-like雙特異性抗體)。
IgG-like雙特異性抗體:IgG樣BsAb有Fc部分,具有Fc介導(dǎo)的效應(yīng)功能,如抗體依賴性細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(ADCC)、補體依賴的細胞毒作用(CDC)和抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞吞噬作用(ADCP)。分子量相對較大,其Fc部分有助于抗體后期的純化并提高其溶解性、穩(wěn)定性。IgG樣BsAb相對分子量較大,且Fc部分與受體FcRn結(jié)合,增加了抗體血清半衰期。此類抗體結(jié)構(gòu)主要包括Triomabs/quadroma、DVD-Ig(dual variable domain Ig)、CrossMAb、Two-in-one IgG、scFv2-Fc。
雙特異性抗體(BsAb)又稱雙功能抗體,可同時識別和結(jié)合兩種不同的抗原和表位,并阻斷兩種不同的信號通路以發(fā)揮其作用。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)可將雙特異性抗體結(jié)構(gòu)主要有2大類:含F(xiàn)c片段的雙特異性抗體(IgG-like雙特異性抗體)與不含F(xiàn)c片段的雙特異性抗體(non-IgG-like雙特異性抗體)。
non-IgG-like雙特異性抗體:非IgG樣BsAb缺乏Fc片段,僅通過抗原結(jié)合力發(fā)揮治療作用,具有較低的免疫原性、易于生產(chǎn)、分子量小等特點。因相對分子量較小,其在腫瘤組織的滲透性較高,因此具有更強的治療效果。這些BsAb有諸多形式,主要包括TandAb(tandem diabody)、scFv-HSA-scFv、BiTE(bi-specific T-cell engager)、DART(dual affinity retargeting)、Nanobody。
2、雙特異性抗體的臨床優(yōu)勢
BsAb與普通抗體相比增加了一個特異性抗原結(jié)合位點,在治療方面表現(xiàn)出了以下優(yōu)勢:
√ 介導(dǎo)免疫細胞對腫瘤的殺傷:雙特異性抗體的一個重要作用機制是介導(dǎo)免疫細胞殺傷,雙特異性抗體有兩條抗原結(jié)合臂,其中一條與靶抗原結(jié)合,另一條與效應(yīng)細胞上的標記抗原結(jié)合,后者可以激活效應(yīng)細胞,使其靶向殺傷腫瘤細胞。目前已經(jīng)批準上市的2個雙特異性抗體產(chǎn)品都屬于這個類別,Trion Pharma公司開發(fā)的catumaxomab能夠靶向腫瘤表面抗原EpCAM和T細胞表面受體CD3,而Micromet公司和Amgen公司開發(fā)的Blinatumomab可以同時結(jié)合CD19和CD3。兩者都是通過激活并召集殺傷性T細胞,從而達到治療腫瘤的目的;
√?雙靶點信號阻斷,發(fā)揮獨特的或重疊的功能,有效防止耐藥:同時結(jié)合雙靶點,阻斷雙信號通路是雙特異性抗體的另一個重要作用機制。受體絡(luò)氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTKs)是最大的一類酶聯(lián)受體,在細胞增殖過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用,如Her家族等。RTKs在腫瘤細胞表面異常高表達,導(dǎo)致腫瘤細胞惡性增生,因此也是腫瘤治療的重要靶點。針對RTKs的單靶點單克隆抗體已在腫瘤治療中得到廣泛應(yīng)用,但是,腫瘤細胞可以通過轉(zhuǎn)換信號通路或通過HER家族成員自身或不同成員之間的同源或異源二聚體激活細胞內(nèi)信號進行免疫逃逸。因此采用雙特異性抗體藥物同時阻斷兩個或多個RTKs或其配體,可以減少腫瘤細胞逃逸,提高治療效果;
√?具備更強特異性、靶向性和降低脫靶毒性:利用雙特異性抗體兩個抗原結(jié)合臂可以結(jié)合不同抗原的特點,兩個抗原結(jié)合臂分別結(jié)合癌細胞表面2種抗原,可以有效增強抗體對癌細胞的結(jié)合特異性和靶向性,降低脫靶等副作用;
√?有效降低治療成本:以BiTE為例,與傳統(tǒng)抗體相比在組織滲透率、殺傷腫瘤細胞效率、脫靶率和臨床適應(yīng)癥等指標方面都具有較強的競爭力,臨床優(yōu)勢顯著。特別在使用劑量方面,由于其治療效果可以達到普通抗體的100-1000倍,使用劑量最低可將為原來的1/2000,顯著降低藥物治療成本。相對于組合療法,雙特異性抗體的成本也遠遠低于兩個單藥聯(lián)合治療。
雙特異性抗體的制備主要有雙雜交瘤細胞法,化學(xué)偶聯(lián),重組基因制備等方法。重組DNA技術(shù)是目前制備BsAb使用最多的技術(shù)。
3、雙特異性抗體的制備方法
雙特異性抗體的制備主要有雙雜交瘤細胞法,化學(xué)偶聯(lián),重組基因制備等方法。重組DNA技術(shù)是目前制備BsAb使用最多的技術(shù)。
√?化學(xué)偶聯(lián)法:該方法最早出現(xiàn)于上世紀80年代,其原理是通過化學(xué)偶聯(lián)劑(如鄰苯二馬來酰亞胺、N-琥珀酰-3-(2-吡啶二硫基)丙酸鹽、二硫代?;郊姿岬龋蓚€完整IgG或兩個F(ab)2抗體片段偶聯(lián)成一種BsAb,這種方法快速簡便,但是容易破壞抗原結(jié)合部位從而影響抗體活性,同時交聯(lián)劑本身的安全性和致癌性不確定;
√?雙雜交瘤融合法:通過細胞融合的方法將2株不同的雜交瘤細胞融合成雙雜交瘤細胞株,然后通過常規(guī)的雜交瘤篩選法克隆靶細胞。由于雙雜交瘤的遺傳背景來源于親代的兩種雜交瘤細胞,它必然要產(chǎn)生2種重鏈和2種輕鏈分子,而這些輕重鏈的隨機組合配對方式才能產(chǎn)生所需的BsAb.利用雙雜交瘤方法制備雙特異性抗體隨機性較大,效率低,但是BsAb生物活性較好,抗體結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。利用Konck-in-hole技術(shù)可以有效解決異源抗體抗體重鏈正確配對的難題。制備方法是將一個抗體的重鏈CH3區(qū)366位體積較小的蘇氨酸突變?yōu)轶w積較大的絡(luò)氨酸,形成突出的“杵”型結(jié)構(gòu);將另一個抗體重鏈CH3區(qū)407位較大的絡(luò)氨酸殘基突變成較小的蘇氨酸,形成凹陷的“臼”型結(jié)構(gòu);利用“杵臼”結(jié)構(gòu)的空間位阻效應(yīng)實現(xiàn)兩種不同抗體重鏈間的正確裝配?;瘜W(xué)偶聯(lián)法和雙雜交瘤融合法生產(chǎn)出的雙特異性抗體為鼠源性,具有較強的免疫原性,且產(chǎn)量低純度差,在臨床應(yīng)用上有很大的制約;
√?基因工程:利用基因工程技術(shù)制備雙特異性抗體是目前最常用的制備方法,其制備原理為利用基因工程技術(shù)對傳統(tǒng)抗體進行基因工程方面的改造,從而形成多種形式的雙特性抗體。
4、雙特性抗體在腫瘤治療中的研發(fā)現(xiàn)狀
Catumaxomab
Catumaxomab(Removab,Trion)于2009年正式獲得EMA批準在歐洲上市,用于治療惡性腹水(腹腔轉(zhuǎn)移癌晚期患者常見的一種并發(fā)癥),成為全球第一個上市的雙特異性抗體。在II / III期研究中,腹膜內(nèi)catumaxomab改善了無穿刺存活率和下次腹腔穿刺的中位時間,減少了腹水的體征和癥狀,并顯示出改善OS的趨勢。 最常見的不良反應(yīng)是發(fā)熱,惡心,嘔吐和腹痛。目前正在進行的臨床試驗包括卵巢癌、胃癌和上皮癌。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(gòu)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。由于小鼠和大鼠的輕重鏈之間很少發(fā)生錯配,通過quadroma(hybrid-hybridoma)的方式,將分別表達小鼠和大鼠抗體的雜交瘤進行二次融合,從而得到同事分泌Triomab雙特異性抗體以及小鼠和大鼠單克隆抗體的雜交瘤細胞株。然后在通過親和力純化的方式、分別去除小鼠和大鼠單克隆抗體。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(xiàn)在Triomab抗體復(fù)雜的生產(chǎn)工藝以及異源抗體比較容易產(chǎn)生的免疫原性問題。
Blinatumomab(博納吐單抗)
Blinatumomab于2014年12月4日獲得美國FDA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(fā),是利用DNA重組技術(shù)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(qū)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(jié)合T細胞表面抗原CD3從而激活T細胞。因為主要由兩條單鏈抗體連接而成,BiTE的分子量較?。?5-60kDa),容易滲透腫瘤組織。同時BiTE缺乏Fc段因而免疫源性較低。臨床試驗已經(jīng)證明Blinatumomab即便在很低的使用劑量下,依然可以有效召集T細胞并清除腫瘤,顯著改善復(fù)發(fā)或難治性B細胞前體ALL患者的中位OS。 其常見的不良反應(yīng)包括發(fā)熱,頭痛,發(fā)熱性中性粒細胞減少和外周性水腫。但是由于沒有Fc片段,BiTE抗體分子的體內(nèi)半衰期很短,試劑使用的時候需要額外配備連續(xù)輸液裝置。2017年Blinatumomab全球銷售達1.75億美元(2014年300萬美元、2015年0.77億美元、2016年1.15億美元)。
其他在研雙特異性抗體
目前有多個雙特異性抗體正在開展用于治療腫瘤的臨床試驗,其結(jié)構(gòu)中多包含CD3抗原結(jié)合位點(用于募集T細胞到腫瘤細胞附近),另一個結(jié)合位點包括CD19,CD20,CD33,CD123,HER2,CEA,神經(jīng)節(jié)苷脂GD2,PSMA,gpA33等等。另外,還有一些雙特異性抗體為:HER2 + HER3, IL1α+IL1β,IL13+IL17, IL17A/IL17F和CD30+CD16A。
部分終止臨床的雙特異性抗體:在進入臨床用于治療腫瘤的雙特異性抗體中,共有8個臨床試驗被終止。
5、國內(nèi)雙特異性抗體研發(fā)企業(yè)
據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)目前從事雙特異性抗體研發(fā)的企業(yè)共有19家,其中上市公司3家,分別為珠海麗珠、江蘇恒瑞、浙江海正藥業(yè),非上市公司16家,分別為武漢友芝友(石藥占股40%)、武漢中美華世通、蘇州康寧杰瑞、蘇州信達、蘇州天演藥業(yè)、蘇州博生吉(安科生物占股20%)、上海君實生物、上海復(fù)宏漢霖(復(fù)星醫(yī)藥子公司)、上海岸邁生物、上海健能?。ê戏蕛|帆子公司)、上海宜明昂科、北京康眾生物、北京天廣實、深圳本康生物、中山康方生物、杭州特瑞思。
武漢友芝友:友芝友是一家專門從事生物醫(yī)藥自主創(chuàng)新研發(fā)的高科技企業(yè)。從團隊上講,友芝友是一個由院士領(lǐng)銜,制藥巨頭研發(fā)高管參與的國際化背景團隊。CDE的數(shù)據(jù)顯示,友芝友自主開發(fā)的“注射用重組抗HER2和CD3人源化雙特異性抗體”(M802)和“注射用重組抗EpCAM和CD3人鼠嵌合雙特異性抗體”(M701),分別于2017年9月29日和2018年3月6日獲得臨床批件。
武漢中美華世通:中美華世通成立于2009年,由“國家千人計劃”專家張發(fā)明博士回國創(chuàng)立。其子公司杭州翰思生物致力于腫瘤免疫領(lǐng)域生物大分子的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,自主研發(fā)的PD-1目前已在進入國內(nèi)二期臨床。臨床前品種圍繞PD-1布局多個雙特異性抗體,包括PD-1/CD47,PD-1/IL-10,PD-1/VEGF,CD47/VEGF等等,其中PD-1/CD47(HX009)目前已完成中試,正在猴子體內(nèi)進行長毒試驗,預(yù)計明年中獲得臨床批件。
蘇州康寧杰瑞:CRIB(Charge Repulsion Improved Bispecific)是康寧杰瑞自主研發(fā)的雙特異性抗體平臺,基于完整的抗體框架結(jié)構(gòu),通過有針對性的調(diào)整不同F(xiàn)c鏈之間的電荷網(wǎng)絡(luò)分布,大大增加異二聚體形成的幾率的同時,阻礙同二聚體的形成,從而達到構(gòu)建雙特異性抗體分子的目的。目前康寧杰瑞的研發(fā)的“注射用重組人源化抗HER2雙特異性抗體”已于2018年4月10號獲得臨床批件,另外還有多個雙特異抗體處于臨床前研究。
蘇州信達生物:信達生物制藥致力于做國內(nèi)最好、國際一流的高端生物制藥公司。在雙特異性抗體領(lǐng)域,信達生物與岸邁生物、禮來達成合作協(xié)議,獲得岸邁生物的FIT-Ig平臺技術(shù)的全球權(quán)益,開發(fā)包括IBI302在內(nèi)的雙靶點單克隆抗體注射液。IBI302可用于治療多種眼底黃斑疾病和實體瘤,通過同時阻斷疾病發(fā)生和發(fā)展過程中的兩個靶點,達到標本兼治的效果,顯著優(yōu)于現(xiàn)有治療水平。
蘇州天演藥業(yè):天演藥業(yè)成立于2012年,致力于開發(fā)新一代治療性和診斷用抗體技術(shù)的生物制藥公司。公司的藥物篩選平臺“動態(tài)高精度抗體技術(shù)”突破了生物抗體藥物研發(fā)面臨的兩大瓶頸:如何擴展治療性抗體的靶向空間和如何提高抗體藥物開發(fā)的成藥性。目前,天演藥業(yè)已經(jīng)建立了高質(zhì)量的、多樣性達千億的可開發(fā)性抗體庫,能精準地設(shè)計、構(gòu)建及篩選治療性抗體,并能生成針對不同靶點的單特異性與雙特異性抗體,包括傳統(tǒng)上難以生成抗體的復(fù)雜靶點的但特異性及雙特異型抗體產(chǎn)品線。
蘇州博生吉:博生吉醫(yī)藥以腫瘤細胞免疫治療技術(shù)與產(chǎn)品為主要發(fā)展目標、以臨床技術(shù)服務(wù)為主要業(yè)務(wù)的高科技企業(yè)。博生吉以細胞療法為主,但在雙特異性抗體方面也嶄露頭角,公司研發(fā)的針對多發(fā)性骨髓瘤的CD3/CD138 BiTE在細胞水平上展現(xiàn)了骨髓瘤細胞的殺傷作用。
上海君實生物:君實生物是一家以開發(fā)治療性抗體為主的研發(fā)型高科技公司,專注于創(chuàng)新單克隆抗體藥物和其他治療性蛋白藥物的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,已搭建國內(nèi)一流創(chuàng)新人源化抗體藥物產(chǎn)品研究開發(fā)技術(shù)平臺。該平臺涵蓋分子抗體藥物篩選、高產(chǎn)穩(wěn)定CHO細胞株的構(gòu)建及治療性抗體分析檢測在內(nèi)的多個核心技術(shù)。公司旗下目前在研的雙特異型抗體候選藥物主要有兩款:創(chuàng)新性人源化JS005雙特異抗體注射液、創(chuàng)新型人源化JS003雙特異抗體注射劑。
上海復(fù)宏漢霖:復(fù)宏漢霖由復(fù)星醫(yī)藥與美國科學(xué)家團隊于2009年12月合資組建,公司主要致力于應(yīng)用前沿技術(shù)進行單克隆抗體生物類似藥、生物改良藥以及創(chuàng)新單抗的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。目前,復(fù)宏漢霖有14個單抗藥物處于在研階段,其中雙特異性抗體藥物兩個(HLX31、HLX32)。
上海岸邁生物:岸邁生物成立于2016年,主要關(guān)注腫瘤領(lǐng)域的雙特異性抗體研發(fā)。岸邁生物的核心技術(shù)是雙特異性抗體研發(fā)平臺FIT-lg,F(xiàn)IT-Ig是一項新型的構(gòu)建雙特異性抗體的技術(shù)平臺,保留了單克隆抗體的主要基本結(jié)構(gòu)元素及生物學(xué)特性,同時可以結(jié)合及抑制兩種不同的致病因子(靶源),并且該項技術(shù)已經(jīng)通過了對產(chǎn)品的可藥性和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的驗證。目前公司正全力將現(xiàn)有產(chǎn)品向臨床推進,預(yù)計第一個產(chǎn)品將于2018年進入臨床試驗階段。
上海健能?。航∧苈♂t(yī)藥建立了免疫抗體技術(shù)平臺ITabTM(Immunotherapy Antibodies),啟動了一系列雙特異性抗體藥物的開發(fā),用于多種實體瘤和血液腫瘤的免疫治療。利用該技術(shù)憑條設(shè)計合成的雙特異性抗體分子具有獨特的結(jié)構(gòu)特征,可在真核細胞中表達,易于大規(guī)模生產(chǎn)。
上海宜明昂科:宜明昂科生物醫(yī)藥技術(shù)(上海)有限公司創(chuàng)立于2015年6月, 致力于腫瘤的免疫治療產(chǎn)品的開發(fā)研究,在研產(chǎn)品包括針對免疫調(diào)節(jié)靶點的單克隆抗體、經(jīng)過武裝的靶點特異性NK細胞以及雙特性性抗體。公司針對CD47靶點的單抗已于2018年9月1日獲得NMPA臨床試驗研究受理。
北京康眾生物:康眾生物的腫瘤T細胞生物治療技術(shù)平臺,基于其獨創(chuàng)的羊駝納米抗體快速分離技術(shù),用于重點研發(fā)納米抗體雙特異性抗體(nanoBiTE)。BiTE(Bispecific T-cell engager)技術(shù)是采用DNA重組技術(shù)將識別T細胞的CD3抗體與其它抗體的重鏈和輕鏈可變區(qū)通過連接肽連接形成單一的雙特異性抗體,這種抗體能夠介導(dǎo)T細胞和靶細胞之間形成溶細胞行免疫連接,有效殺傷腫瘤細胞。
北京天廣實:是一家處于臨床階段的生物制藥公司,具備國內(nèi)領(lǐng)先的單抗藥物研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)能力并形成了完善的技術(shù)體系。根據(jù)CDE的數(shù)據(jù)顯示,公司的“注射用重組人源化雙功能單克隆抗體MBS301(HER2-D2/D4)”已于2018年8月27日獲得臨床批件。
深圳本康生物:成立于2015年,主要從事生物制藥和細胞治療創(chuàng)新工具和技術(shù)解決方案的開發(fā)。公司技術(shù)團隊中不乏出自安進、拜耳這些巨頭公司的研發(fā)人才,依托公司在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域多年的研究經(jīng)驗,公司儲備了大量有望改造和提升細胞治療技術(shù)的工具,涵蓋雙特異性抗體藥物開發(fā)、細胞培養(yǎng)方案及基于磁珠的細胞分離技術(shù)以及細胞檢測等諸多方面。目前一共有5個雙特異性抗體藥物,其中有三個正在展開臨床試驗,除了一項是在美國申報以外,其他兩項試驗尚未公布申報地點。
中山康方生物:AK-104是中山康方生物醫(yī)藥開發(fā)的一種雙特異性抗體,同時靶向于CTLA-4和PD-1。CTLA-4和PD-1是在腫瘤浸潤淋巴T細胞上共表達的免疫檢查點蛋白,康方研發(fā)的AK104能同時阻斷這兩個通路。AK-104目前已在澳大利亞啟動了臨床一期試驗,用于治療晚期實體瘤。中山康方生物醫(yī)藥已于2017年11月向CFDA藥品審評中心遞交了該藥的新藥臨床試驗(IND)申請。
杭州特瑞思:特瑞思是由國家“千人計劃”專家吳幼玲博士領(lǐng)導(dǎo)的海外歸國精英聯(lián)合浙江民營企業(yè)家創(chuàng)立的,是一家集研發(fā)、中試放大和商業(yè)化生產(chǎn)、銷售為一體的創(chuàng)新生物制藥企業(yè)。公司擁有豐富的產(chǎn)品管線,其中2個雙特異性抗體處于臨床前研究,分別是TRS008(治療非小細胞肺癌、尿路上皮癌)、TRS009(治療肺癌、黑色素瘤、膀胱癌,消化道腫瘤)。TRS008是特瑞思于2018年4月與上海岸邁生物合作引進的品種,浙江特瑞思該藥的中國市場開發(fā)權(quán)益,岸邁生物將保留該項目除中國以外的全球商業(yè)權(quán)益。
6、結(jié)語
雙特異性抗體是抗體藥物領(lǐng)域最新的一個概念,被視為治療腫瘤的第二代抗體療法。國內(nèi)雖然有多家企業(yè)布局雙特抗體領(lǐng)域,但多處于臨床前研發(fā)狀態(tài),進入臨床階段僅有武漢友芝友、蘇州康寧杰瑞、北京天廣實等幾家企業(yè)。作為一種前瞻技術(shù),其在產(chǎn)業(yè)化面臨諸多挑戰(zhàn),如解決錯配和純化,改善下游工藝不穩(wěn)定,保證雙抗的穩(wěn)定性和平衡兩個抗體的表達量等。隨著技術(shù)的進步,相信未來可以利用更多更好的策略來優(yōu)化各種雙特異性抗體,使其具有更強大的療效和更低的副作用,為腫瘤患者帶去福音。
7、參考文獻
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