表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂(TKI)已成为携带EGFR激活突变的非小细胞肺癌(NSCLC)的标准治疗方案,第三代药物(如奥希替尼)进一步改善了临床疗效。然而,获得性耐药几乎不可避免,其中MET基因扩增是最主要的旁路耐药机制,可重新激活下游PI3K/AKT和MAPK信号通路,使EGFR抑制失效。临床前研究证实,同时靶向EGFR和c-MET的双特异性抗体(BsAb)优于两种单抗联用;全球首个获批的EGFR×c-MET双抗Amivantamab在多项临床试验中验证了这一治疗范式。不过,双抗的人工构建长期受制于轻链错配等制造难题,共享轻链(CLC)策略虽能显著简化生产,但其开发仍主要依赖大规模噬菌体展示库筛选或转基因小鼠平台,周期长、投入大。
近日,中国科学院微生物研究所、昌平实验室 严景华团队联合 上海安领科生物医药有限公司冯辉和李理团队在 hLife 上发表题为 “Rationally designed common-light-chain anti-EGFR/c-MET bispecific antibody ALK101 demonstrates potent, broad-spectrum antitumor activity” 的研究论文 (图1) ,建立了一套基于结构指导的理性设计方法,可在轻链直接参与抗原识别的普遍情况下,直接从已有单克隆抗体快速构建共享轻链双特异性抗体,并由此获得候选分子ALK101。
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图1 论文标题及作者信息
研究团队首先对已知的抗EGFR与抗c-MET抗体开展系统的结构比对,发现necitumumab、panitumumab与MM-131抗体的轻链可变区(VL)骨架高度相似、CDR长度一致,但介导抗原识别的关键残基侧链性质互不兼容,导致直接的轻链互换无法同时结合两种抗原(图2A)。据此,以necitumumab轻链为初始骨架,通过在第32、50、91位引入回复突变并进行饱和突变筛选,获得了对两种抗原结合相对平衡的轻链变体;进一步对抗EGFR重链CDRH3进行亲和力成熟,通过重构分子间氢键网络补偿了轻链改造造成的EGFR亲和力损失。表面等离子共振(SPR)检测显示,所得双抗对EGFR和c-MET的亲和力与Amivantamab相当(图2B)。
在细胞水平的功能筛选中,三个候选分子(Emut1×M、Emut12×M、Emut13×M)与Amivantamab的细胞结合能力相近,EC50值大多在2倍以内(图2C);但它们对EGF刺激的AKT/ERK磷酸化抑制活性却差异显著(最高相差约30倍),其中Emut12×M表现最优,被确定为先导分子并命名为ALK101(图2D)。高效液相色谱(HPLC)与差示扫描量热(DSC)分析表明,ALK101在溶液中为均一单聚体,热稳定性满足成药性开发要求。
晶体结构解析进一步验证了理性设计的合理性:EGFR结合臂与c-MET结合臂同各自抗原的复合物结构(分辨率分别为3.4 Å和3.8 Å,PDB编号27XE和27XC)显示,ALK101保留了母本抗体的结合表位与构象,重链补偿性突变在结构上容纳了轻链替换并重建了氢键网络(图2E–2I)。
体外功能实验表明,ALK101在配体阻断、下游激酶磷酸化抑制和EGFR内吞等实验中,在多种细胞系上与Amivantamab效力相当,EC50值大多在2倍以内(图2J–2M);其抗体依赖的细胞毒作用(ADCC)活性强劲,较Amivantamab适度减弱,这与其为平衡疗效与输注反应而刻意降低岩藻糖化水平的设计一致,补体依赖的细胞毒作用(CDC)则可忽略(图2N–2O)。在多种小鼠肿瘤模型中,ALK101均展现出与Amivantamab相当的抗肿瘤活性,涵盖对第二代TKI耐药的EGFR L858R/T790M模型和对第三代TKI耐药的L858R/T790M/C797S三重突变模型;在模拟临床旁路耐药的HGF自分泌模型中,ALK101与奥希替尼联用呈现相加效应( Q =1.13),单药治疗则在化疗难治的三重突变模型中实现剂量依赖的肿瘤消退(图2P–2Q)。食蟹猴药代与毒理研究显示,ALK101暴露量呈剂量比例性,皮下注射生物利用度达89%,未见明显不良反应剂量(NOAEL)达120 mg/kg,支持其临床剂量推算。
图2
ALK101的结构解析及功能评价
该研究建立了无需大规模经验性筛选、具有普适性的共享轻链双抗理性设计框架,可显著加速双特异性抗体的开发进程;由此获得的ALK101具备与已获批标杆药物相当的体内外活性与良好的初步成药性,为克服EGFR-TKI耐药的肺癌患者提供了新的候选治疗方案。需要指出的是,ALK101的疗效与安全性目前仅在异种移植瘤模型和临床前研究中得到评估,其临床治疗潜力仍有待人体试验验证。
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Oncology
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作者简介
蒋林芮 博士研究生
第一作者
机构
: 中国科学院微生物研究所
研究方向
: 基于结构的抗体药物研究
韩晓楠 副研究员
第一作者
机构
: 中国科学院微生物研究所
研究方向
: 基于结构的疫苗与抗体理性设计
李理 安领科研发负责人
通信作者
机构
: 上海安领科生物医药有限公司
研究方向
: 创新双抗、多抗药物研究
严景华 研究员
通信作者
机构
:
中国科学院微生物研究所、昌平实验室
研究方向
:
基于结构及抗原表位的新型疫苗设计及抗体药物研发
冯辉 安领科CEO
通信作者
机构
: 上海安领科生物医药有限公司
研究方向
: 创新大分子药物研究
引用格式:Jiang L, Han X, He H, et al. Rationally designed common-light-chain anti-EGFR/c-MET bispecific antibody ALK101 demonstrates potent, broad-spectrum antitumor activity. hLife 2026. https://doi.org/10.1016/j.hlife.2026.08.003.
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由 高福院士、董晨院士和Jules A. Hoffmann教授 (2011诺奖获得者)领衔,中国科学院微生物研究所主办,中国生物工程学会、浙江大学陈廷骅大健康学院、西湖大学医学院、上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持,与国际出版商爱思唯尔合作出版。
h 是 healthy、happy 和 harmonious 的交汇点,强调在“人类—动物—环境”的共同体中,通过微观平衡与宏观和谐,实现真正可持续的One Health,也代表世界卫生组织1948年成立之时对健康的定义:physical(healthy,身体健康)、mental(happy,心理健康)和social(harmonious,社交健康)。
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