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五分鐘了解雙特異性抗體

雙特異性抗體(Bispecific antibodies, BsAbs)是一種可以與相同或不同抗原上的不同表位結合的抗體結構。在過去的十年中,關于雙特異性抗體的文獻呈穩步增長的趨勢,2014年,《自然﹒綜述:藥物發現》雜志稱雙特異性抗體為“下一代抗體”。目前雙特異性抗體被廣泛應用于腫瘤治療領域,比如將抗CD3抗體與腫瘤靶向抗體進行組合,所構建的雙特異性抗體可招募T細胞接近腫瘤細胞,起到介導T細胞殺傷腫瘤細胞的作用,除此之外,雙特異性抗體還被應用于治療骨質疏松、血友病、自身免疫疾病等其他領域。

與單克隆抗體相比,雙特異性抗體的優勢

(1)雙特異性抗體將效應細胞直接靶向腫瘤細胞,增強其細胞毒性。

(2)雙特異性抗體可以同時識別兩種分子,提高了抗體的選擇性和功能性親和力,改善了藥物的安全性和有效性。

(3)與兩種單克隆抗體藥物聯合用藥治療相比,雙特異性抗體藥物減少了開發和臨床試驗成本。

雙特異性抗體的制備方法

(1)化學偶聯法:該方法于1985年首次被使用,其原理是通過化學偶聯劑將兩個完全的單抗或Fab2片段偶聯成一種雙特異性抗體。

(2)雙雜交瘤融合法:將兩種雜交瘤細胞通過細胞融合的方法,合成雙雜交瘤細胞株,篩選出具有兩種抗體功能的穩定靶細胞株。

(3)基因工程法:利用基因工程技術對抗體進行改造,從而形成多種形式的雙特異性抗體。

五分鐘了解雙特異性抗體

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最常見的的抗體結構如圖1所示

治療性雙特異性抗體

迄今為止,只有兩種雙特異性抗體被批準使用,一個是美國Amgen公司的Blinatumomab,另外一個是歐洲Trion Pharma公司的Catumaxomab。目前有60種雙特異性抗體處于臨床前研究,有30種雙特異性抗體進入臨床試驗階段。Blinatumomab于2014年底獲得美國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,于2015年在歐盟注冊。Blinatumomab 是一種基于BITE技術的雙特異性抗體,由兩個只含有可變區scFv通過多肽連接而成,一個靶向腫瘤細胞表面的CD19抗原,另一個靶向細胞毒性T淋巴細胞表面的CD3受體,作用機制如圖2所示,臨床試驗已經證明,Blinatumomab在極低濃度(~10—100pg/mL)下,依然可以召集T細胞殺傷腫瘤細胞,但是由于Blinatumomab的單鏈結構,缺乏Fc段導致藥物在體內半衰期很短,實際使用時需要額外配備連續輸液裝置。

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臨床試驗表示:成人復發性急性淋巴細胞白血病患者在Blinatumomab治療后,可獲得72%的完全陽性結果,治療后平均預期壽命在九個月以上;在治療非霍奇金淋巴瘤中,Blinatumomab較單克隆抗體治療也顯示出了良好的療效,在達到同一治療效果的情況下,Blinatumomab比單克隆抗體在血漿中的藥物濃度要低得多;然而在治療淋巴表面CD19缺失和髓外造血的復發性急性淋巴細胞白血病時,Blinatumomab治療無效。Catumaxomab于2009年獲得歐洲藥品管理批準,用于治療惡性腹水,是全球第一個上市的雙特異性抗體。Catumaxomab是一種基于quadroma (hybrid-hybridoma)技術的雙特異性抗體,將分別表達靶向腫瘤EpCAM的大鼠抗體(IgG2b)和靶向CD3的小鼠抗體(IgG2a)組合在一個雙特異性分子中,同時還含有Fc片段,其作用機制如圖3所示,Catumaxomab識別腫瘤表面的EpCAM抗原,募集T細胞,同時還能通過Fc段與殺傷細胞表面的受體結合,介導殺傷細胞直接殺傷靶細胞,可以實現“三功能”抗體活性,提高了患者對腫瘤細胞的免疫活性。


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臨床實驗表示,腹膜內給予低劑量治療濃度(10-100mg)4-5次,間隔10-14天,結果顯示Catumaxomab具有較高的治療潛力,且安全性在可接受范圍內。目前Catumaxomab除了被批準用于治療惡性腹水,還在進行卵巢癌、胃癌和上皮癌的臨床試驗,其在卵巢癌實驗中,已出現了能減少腹水形成的結果。與其他治療腫瘤的方法一樣,雙特異性抗體在治療過程中也會引起不同的副作用,其中最常見的是惡心、嘔吐、腹痛、白細胞減少和中性粒細胞減少等癥狀。目前多個雙特異性抗體正在開展用于治療腫瘤的臨床試驗,其中較多的是和Catumaxomab、Blinatumomab類似的組合形式,含有一個抗CD3抗原結合位點,用來募集T細胞至腫瘤細胞附近,另外一個結合位點靶向CD19、CD20、CD33、HER1、HER2等腫瘤表面抗原;另外,還有其他的一些雙特異性抗體組合形式,如HER2+HER3、IL1α+IL1β、IL13+ IL17等。

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處于臨床階段的雙特異性抗體(表1)

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部分終止臨床實驗的雙特異性抗體(表2)

雙特異性抗體的應用前景

(1)腫瘤的免疫治療

為了開發新的抗腫瘤藥物,提高治療效果、減少副作用,未來有必要尋找靶向新靶點的雙特異性抗體,同時雙特異性抗體也能和其他藥物聯合使用,例如控制細胞周期的藥物,吲哚胺雙加氧酶抑制劑等,有利于提高療效。新雙特異性抗體的設計旨在增加靶向特異性,以減少對非腫瘤細胞的殺傷作用。另外雙特異性抗體在生產過程中,其隨機組合會降低產量,所以要通過優化設計以提高目標雙特異性抗體的結合,提高回收率,降低藥物成本。

(2)臨床診斷

由于雙特異性抗體的高度敏感性和特異性,因此可以被用于臨床診斷。用于檢測的雙特異抗體藥物,其中的一個結合域同被檢測病原體、病毒或腫瘤細胞結合,另一結合域同根過氧化物酶或堿性磷酸酶結合。雙特異性抗體使檢測方法得到簡化,因此在診斷工具中是十分有前景的。

(3)醫學影像

雙特異性抗體的腫瘤成像可以兩步完成,使用雙特異性抗體對腫瘤細胞進行預標記,再注射放射性同位素成像。這種方法與放射性同位素標記抗體成像相比,特異性、靈敏度更好,并且背景信號低,這是因為未結合的放射性同位素可以被迅速清除。

(4)雙特異性抗體當前還被應用于開發簡單、快速和高度敏感的細菌病毒感染及癌癥診斷等。

總結:臨床研究發現,雙特異性抗體藥物同時阻斷幾種生物途徑顯示出了單克隆抗體聯合用藥無法實現的協同效應,同時雙特異性抗體還可被開發成“下一代”診斷設備,同時檢測集幾種抗原或將抗原結合位點與測定標記物連為一體的能力,使得雙特異性抗體成為生物醫學、藥理學和診斷學進一步研究的重要對象。

參考文獻:Sergey E Sedykh, Victor v Prinz. et al. Bispecific antibodies: design, therapy, perspectives. Drug Design, Development and Therapy. 2018:12 195–208

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2019年1月11日 10:33
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