在双抗 TCE 逐渐成熟、迈入临床爆发期之后,三抗/多抗正成为新一轮分子设计的焦点。它除了在靶点数量上多一臂之力,更重要的是通过亲和力的精细调控,以达到最佳的癌细胞杀伤效果。近年来,无论是国内外企业在肿瘤领域探索的双表位/双抗原策略,还是近期阿斯利康提出的“免疫突触门控”设计理念,都指向同一个目标:让T细胞只在最该出手的地方出手。
双 TAA 三抗(TAA1 x TAA2 x CD3)
1. 1 AstraZenca
近日,阿斯利康的 R&D 团队提出并验证了一种创新性的 TCE 三抗设计。在肿瘤抗原 TAA 端,该分子采用了“高亲和力锚定臂(anchoring arm)+ 极低亲和力活性臂(active arm)”的双臂组合。这一设计的独特之处在于,只有当两个 TAA 结合臂同时结合,才能触发T细胞的有效激活和杀伤反应,简单来说就是 AND-gated 策略:如果仅有锚定臂结合,由于特殊设计后形成的构象限制,使其无法形成免疫突触,T细胞不会被激活;而活性臂因亲和力极低,难以稳定结合,即使偶有短暂结合,也会迅速解离。
该设计强调高选择性,只有当肿瘤细胞同时高表达两种 TAA 时,T 细胞才会启动杀伤。其设计主要针对那些正常组织中也存在高表达的肿瘤相关抗原(如 HER2 或 EGFR),通过“双保险式识别” 机制,提高特异性,降低脱靶风险。
为了进行概念验证,研发团队使用 ROR1 x EGFR x CD3 的三特异性抗体(TriMab)作为验证平台,EGFR 端作为活性臂,分别设计了低中高亲和力三个不同的版本(见红框)。ROR1 端作为锚定臂,三个测试组的亲和力基本保持一致,大约为 9nM 左右,但对其结合点位做了特殊设计。锚定臂结合点位离细胞膜很远,强行拉远了免疫突触的距离,使得结合后 T 细胞表面的 CD3 臂无法物理靠近目标细胞膜形成突触,也就无法启动 T 细胞激活信号。T 细胞激活需要形成的免疫突触结构中,两个细胞膜间距需约为 13–15 nm,这个距离允许 CD3–ζ 链复合体聚集并被 Lck 磷酸化。
Source:Zhao et al. 2025, mAbs
说到最关键的免疫突触形成,本篇文章用了非常漂亮的 supported lipid bilayer(SLB)实验,通过荧光标记抗原蛋白并用共焦显微镜观测,观察到膜上蛋白聚集的情况,以此来反映突触的形成程度。该实验主要是看 EGFR 亲和力的高低对于免疫突触的选择性形成有什么影响。结果显示,对 EGFR 高亲和力的TriMab,在 EGFR 单抗原和 ROR1+EGFR 双抗原的两种情况下,都有 30–40 % 的 T 细胞出现聚集,这不能体现选择性。EGFR 低亲和力的TriMab 仅在 ROR1 + EGFR 双抗原 SLB 上有 40 – 50 % 的 T 细胞形成聚集,而在 EGFR 单抗原SLB 上几乎为 0 %,差距非常明显,这说明 EGFR 低亲和力的TriMab 更强的选择性。
Source:Zhao et al. 2025, mAbs(Figure Legend:a. 两种 SLB 条件:EGFR单抗原、ROR1+EGFR 两种抗原。b. 共焦显微成像并定量计算形成免疫突触的占总T 细胞的比例)
在体外细胞杀伤实验中,低亲和力的 TriMab 也展现了较为优秀的选择性窗口。只有 ROR1 单臂时(绿线)免疫突触无法形成,杀伤力维持在非常低的水平;而只有EGFR单臂时(蓝线)与双臂同时存在时(红线),形成了约为1000倍左右的杀伤力窗口。
Source:Zhao et al. 2025, mAbs
在小鼠肺癌模型(NCI-H358)试验中,TriMab 在 PBMC-人源化小鼠中实现了对 ROR1/EGFR 双阳性肿瘤的完全抑制。此外,小鼠体重稳定,无明显毒性反应,提示体内也未触发系统性 CRS 样副反应。在药代动力学方面,Cₘₐₓ 与传统 IgG 相近。半衰期 t₁/₂= 4.2 – 5.8 天,且无明显 TMDD(target-mediated drug disposition)迹象。总体而言,PK较为稳定,支持后续临床可行性,后续值得期待。
Source:Zhao et al. 2025, mAbs
1.2 恩沐生物
如果说阿斯利康团队的三特异性设计是在纵深方向上挖掘 TCE 的“精度”——通过突触闸控与亲和力调节,让T细胞只在最正确靶点前被激活,那么恩沐生物的探索则更多地在横向维度上拓展“广度”。同样是双 TAA 靶点,他们关注的是如何让同一种 TCE 能识别更多样的肿瘤细胞亚型——通过多表位或多抗原的协同结合,解决抗原丢失和异质性的问题。
传统 CD20 单抗(如 rituximab)是 B 细胞恶性肿瘤治疗的核心,但约 1–2 %的患者为 CD20 阴性,另有 > 20 % 复发DLBCL弥漫大B细胞淋巴瘤患者在 R-CHOP 治疗后 CD20 表达下调,这类群体会对 CD20 抗体产生耐药性。恩沐基于这一未满足的临床需求,成功打造了一款CD19/CD20/CD3 三抗TCE---CMG1A46,目前已结束临床I期试验。在双阳性 (CD19+CD20+) 肿瘤细胞上,它可以同时结合两个 TAA 臂,但其中任何一个TAA臂形成高亲和力结合就足以触发杀伤。特别是对于 CD19/CD20 双阳的病人,双价结合带来的 avidity 会形成更强的结合以及更长驻留时间。
尽管目前恩沐并没有公开的亲和力相关数据,我们不妨猜测一下:CD19/CD20 端的设计应该较为简单,均为高亲和力结合,但是 CD20 端可能会比 CD19 端略高,以避免过度杀伤正常 B 细胞;抗CD3端应维持低亲和力,避免CRS的风险。
在食蟹猴的药代研究中,CMG1A46 表现出典型的 IgG 样特征:单次 1 mg/kg 给药后,血浆半衰期超过 70 小时,可通过每周给药维持稳定循环浓度。药物在给药 24 小时内迅速清除外周 B 细胞,效应持续至少 28 天,同时仅出现短暂、可逆的 T 细胞下降与轻微细胞因子峰(4–8 小时达峰,24 小时恢复)。在高达 10 mg/kg 的剂量下亦未观察到显著毒性,显示出较长体内暴露与良好的安全耐受性。[ Blood 2020; 136 (Supplement 1): 22 ]
同样放出来的信息都不多,CMG1A46至少还有一份报告,恩沐的另外一款三抗TCE,和博锐共同开发的 BR115,除了临床启动资讯什么都没放出来了,但由于其设计新颖,在业内的讨论度很高。BR115 是一款 HER2/HER2/CD3 三抗TCE。明明两个TAA都是HER2,为什么还被称作三特异性TCE呢?这是因为两个抗TAA端分别靶向了HER2的不同表位。
HER2 是 EGFR 家族的一员,胞外部分分为四个结构域(ECD1–4)。ECD1 和 ECD3 主要负责配体结合。而ECD2:二聚化臂(dimerization arm),参与 HER2 与 HER3 等其他家族成员的二聚化。ECD4 靠近细胞膜,参与稳定构象和部分抗体结合位点。BR115 就是分别靶向 HER2 的 ECD2 和 ECD4 这两个domain。
Source: Rockberg et al. 2009
简单来说,ECD2 是抑制 HER2 下游信号的效应点位,ECD4 是 TCE 桥联肿瘤细胞和T细胞的点位(乍一看有点像前面的阿斯利康设计的锚定臂)。BR115同时可以实现通过 ECD4 重新定向T细胞,实现肿瘤杀伤,以及通过 ECD2 阻断HER2下游信号,抑制肿瘤细胞生长。
关于亲和力,依旧是没有公开信息,我们不妨也来推测一下:ECD4 靠近膜区,空间受限,所以抗体需要非常紧密的亲和力来稳定结合,作为锚定臂来使用。ECD2 属于效应臂,正常细胞也表达HER2,为了防止误抑制正常细胞,略微降低亲和力。即使亲和力略低,只要能有效阻断 HER2/HER3 配对,就能实现强大的信号抑制。
虽然阿斯利康和恩沐的三抗TCE都采用了“双靶点”思路,但两者的出发点截然不同。
阿斯利康的路线更注重提升选择性、降低脱靶风险,通过调节亲和力与结合点位,让T细胞的激活收到 AND Gate 这个大前提的限制。这种逻辑主要是针对 HER2、EGFR 这类成药性好、但有背景表达和一定脱靶风险的靶点。这一逻辑门控型的设计可以有效降低脱靶带来的外周毒性。相比之下,恩沐的策略更强调靶点覆盖的广度。更契合复发或耐药性肿瘤的治疗需求。
共刺激三抗(TAA x 共刺激 x CD3)
共刺激三抗无疑也是近年来的热点。前文的三抗是把双靶点放在了肿瘤TAA端,而这里是把双靶点放在了T细胞上,因此设计逻辑和亲和力调控思路都有显著不同。
在共刺激三抗的设计中,业界普遍认可的一个关键原则是避免T细胞之间的交联。所谓细胞交联,简单来说,就是因为抗体上同时有两个靶向T细胞的结合臂——一个识别 CD3(提供主激活信号),另一个识别共刺激受体(如 CD28、CD2 或 CD137(4-1BB)),当这两个结合臂分别结合到不同的T细胞时,例如 CD3 结合到 T 细胞 A,而共刺激臂结合到 T 细胞 B,就会把两个不同的 T 细胞 “桥接”在一起,导致T细胞异常激活甚至产生细胞毒性反应,从而带来安全性风险。
此外,不同的共刺激靶点本身具有不同的生物学特征,这也决定了亲和力设计的差异。比如,CD28和CD2这类受体信号较强,即使没有 CD3 信号也能部分激活T细胞,因此需要把亲和力控制得比较低,避免误激活;而4-1BB属于条件性共刺激受体,只有在CD3信号存在时才会被激活表达,所以它的亲和力设计和其他两个共刺激靶点会有些许不同。目前公开资料中,Zymeworks 的 CD28 三抗设计是这一领域最成熟、思路最清晰的方案,也被认为是 CD28 和CD2 TCE 三抗设计的参考范式。在 4-1BB 靶点中,罗氏的设计比较有创新性,其 modality 颇具看点。接下来,我们将对这家 modality 的亲和力设计分别展开分析。
2.1 Zymeworks -- CD28 管线
这条在共刺激领域最出名的管线也在 [不只CD3!T细胞激活进入“双信号”时代,下一代TCE共刺激平台暗战打响|药物研发专栏] 详细分析过了,主要依靠创新的构象设计来防止 trans binding 引发的T细胞桥联。
这里主要来盘点一下亲和力设计,虽然没公开具体的数据,但大致能推测出来亲和力应该符合如下的趋势:
DLL3:高亲和力
CD3:低亲和力
CD28:极低亲和力
肿瘤端高亲和力这点应该毋庸置疑,咱们主要看T细胞两个靶点的亲和力,这里是设计了 CD3 的亲和力比CD28更高,为的是让CD3先结合之后才允许CD28再结合 T细胞,换句话来说 CD28 就无法在没有CD3结合的情况下激活T细胞。再配合上 zymeworks 比较特别的 format 设计,只允许 CD3和CD28在同一侧形成结合,避免它们俩各奔东西去结合两个不同的T细胞,也就是所谓的避免trans binding。这点对于 CD28 以及 CD2 这两个共刺激靶点是尤为重要的。
这种 CD3 亲和力高于 CD28/CD2 靶点的设计目前来说也算是该领域的范式了,比如惠和生物等等类似的也是参照这这个思路去设计的。
但话又说回来,其实 AstraZenca 最近公开的这个 Trimab 的设计,逻辑上和 Zymeworks 的基本上完全一样,只是把CD3/共刺激双靶点防交联设计换成了 TAA 双靶点上。不知道阿斯利康之后会不会在这个平台的基础上也开展共刺激TAA管线,比如CD2。CD2 亲和力设计思路和 CD28类似,按CD2最近的大趋势来看激活效果似乎比CD28更好一些,同样值得期待。
2.2 Roche/中外制药 -- 4-1BB(CD137)管线
虽说都是共刺激三抗TCE,中外制药的共刺激TCE和Zymework还是有很大区别的。最为核心的点就是竞争性Fab(competitive Fab)的设计。
前文也提到,共刺激三抗TCE需要面对的最大的安全性问题,就是T细胞桥联引发的抗原非依赖性T细胞激活。考虑到这一点,中外制药并没有和Zymework一样使用 CD28,而是选择了CD137,这一已经在CAR-T中大放异彩的共刺激靶点。CD28 非常强势且在静息T细胞中也会表达,若亲和力没有调好,在无抗原条件下也会出现T细胞活化,从而引发CRS,而CD137 只有当T细胞先收到 CD3 信号之后,才会激活。中外制药非常巧妙地将竞争性Fab应用到了这个机制中。竞争性 Fab 能结合CD3 或 CD137,两者结合是互斥的,即:当它与CD3结合时,CD137位点结构上被遮挡;当它与CD137结合时,CD3 位点构象不再适配。但最特别的一点是,因为 CD137 靶点本身的特殊性,哪怕抗体与 CD137 能以高亲和力结合,也不会在无 CD3 信号时造成 T 细胞误激活。这意味着这款TCE的防CRS 的设计不再是硬抠亲和力,而是“互斥绑定”的时序控制(套用阿斯利康的的Gate逻辑,这个就是OR Gate)。
Source: Mikami et al. 2024, Cancer Immunol Res
因此在亲和力优化上,在抗TAA端的设计和Zymework类似,都采取了极高亲和力。不同于Zymework CD28三抗TCE中抗CD3端的亲和力比抗CD28端要高,且抗CD28端要被设计成极低亲和力;中外制药的CD137三抗TCE中,抗CD137端的亲和力比CD3端还要高出100倍。这不难理解,极高亲和力的抗DLL端先锁定癌细胞,由于此时T细胞还不表达CD137,所以会先结合CD3。有了CD3下游信号的激活,T细胞才会表达CD137;此时,抗CD137端就会以更高的亲和力去和CD3竞争了,从而产生适当的共刺激信号。而当共刺激信号产生一段时间后,由于缺少CD3信号,CD137又会不表达,从而避免过长时间共刺激带来的潜在CRS风险。
Source: Mikami et al. 2024, Cancer Immunol Res
这实际上定义了一种新的动态亲和力工程:通过多靶位间的竞争性与时序性,利用亲和力梯度实现信号选择性放大与安全性约束。今年八月份开启的一期临床,不妨期待一下后续的结果。
总结
很多时候,三抗 TCE 不是“多一只手就更能打”,而是把何地激活、何时激活、激活到几分火候这三件事,塞进同一台机器:
选择性闸控(AND-gate):AstraZeneca 的 TriMab 用“高亲和锚定臂 + 极低亲和活性臂”,只有两臂同时命中才允许形成免疫突触;锚定臂特意选在远膜表位拉开免疫突触距离,让“只命中一臂”的情况物理上也很难点燃 CD3。体外 SLB 成像与体内小鼠模型给出强背书。
异质性对冲(多表位/多抗原):恩沐生物把 CD19/CD20/CD3 做成“一网打尽”的三抗,双阳场景下靠 avidity 拉高驻留时间,同时保持 IgG-like 的 PK 与安全窗;HER2/HER2/CD3(双表位)则把“桥联杀伤”和“信号阻断”合并到一个分子里。
共刺激的“反交联工程”:Zymeworks 的 CD28 三抗用CD3>CD28的亲和力序,以及构象约束扼住 trans-binding;中外/罗氏的 4-1BB 路线更绝——靠竞争性 Fab做时序切换(近似 OR-gate),高低亲和力接力跑,既放大信号又锁住安全。
就像上篇(低亲和力TCE的CD3设计边界:一文拆解表位、靶点、适应症与药效安全性的终极博弈)我们提过的,先把“音量”(亲和力顺序)调对,再用“节拍器”(时序与门控)控场;把安全-疗效的平衡做成结构与时间的共同约束,三抗的“可解释的强大”才真正落到地面。
作者:ZXY WJY
审稿:ZZD PL
相关阅读
前瞻布局:强生30.5亿美元收购Halda,抢占RIPTAC技术与AI驱动降解剂设计新赛道
替尔泊肽已称王,AI布局广积粮:看礼来的AI范式革命与生态雄心
低亲和力TCE的CD3设计边界:一文拆解表位、靶点、适应症与药效安全性的终极博弈 | 药物研发专栏
环肽药物系列9:RFpeptides从安装到实用,诺奖得主David Baker团队环肽设计工具全指南| 药物研发专栏
环肽药物系列8:口服多肽结构性质全景图谱| 药物研发专栏
药物研发专栏|三篇文章讲透Probody设计3:基于拆分式前药的TCE前药平台
更稳、更准、更好用:Uni-FEP推出里程碑式新版本
关于RiDYMO®高质量先导化合物发现和优化平台
RiDYMO®是深势科技基于AI for Science开发的创新平台,专为高质量先导化合物发现而设计。针对靶标的复杂动力学机制挑战,以及小分子、环肽或大环分子的化学空间高效探索需求,RiDYMO®融合强化动力学、物理建模和高通量实验等方法,提供快速、可交付的药物候选化合物。特别在口服大环分子设计领域,我们结合平行化合成,加速从概念到候选物的转化。平台已成功应用于多个项目,包括小分子发现、环肽和ADC药物。
更多信息欢迎访问:https://www.dp.tech/services/medicine
关于Hermite®一站式药物计算设计平台
Hermite®是深势科技打造的基于人工智能、物理建模和高性能计算的一站式药物计算设计平台。Hermite®以网页应用形式提供从靶点结构解析、苗头化合物筛选,到先导优化和性质预测的全流程工具,并提供蛋白、抗体设计解决方案。Hermite®提供友好的可视化交互界面、功能实时更新,同时支持本地和云上的私有化部署。
平台地址:https://hermite.dp.tech
关于深势科技
深势科技是全球AI for Science的领导者,致力于将人工智能与科学研究及工业研发深度融合。依托在交叉学科领域的深耕,深势科技构建了“深势·宇知”大模型体系,推动药物研发、能源材料、信息技术等关键领域的突破性进展,助力“千行百业”的科研从“实验试错/计算机”跨入“预训练模型时代”。作为国家高新技术企业、专精特新“小巨人”,深势科技拥有中科院院士领衔的科研团队,博士及博士后占比超35%,核心成果曾获全球高性能计算最高奖“戈登贝尔奖”,入选中国十大科技进展。
商务合作:bd@dp.tech
媒体垂询:PR@dp.tech
更多信息,请访问网站:www.dp.tech