Ozoralizumab

在免疫治疗的演进历程中，双特异性抗体（bsAbs） 已成为最具变革性的创新之一。通过在单一分子内同时结合两个独特表位，bsAbs 不仅扩展了传统单抗的功能范畴，更在处理复杂的免疫逃逸和信号冗余方面展现了巨大潜力。 本期回顾 Pharmacological Research 发表的综述 “From molecular engineering to clinical applications: The expanding role of bispecific antibodies in onco-immunology”。文章对双特异性抗体（bsAbs）在肿瘤免疫、自身免疫及慢性炎症等领域的现行研发与临床应用进行了系统概述。重点讨论了不同结构设计（如 IgG 样与无 Fc 格式）对药代动力学调节的影响、临床转化中面临的主要挑战（如免疫原性与CRS），以及 bsAb-ADC 等创新模式带来的未来实践变革。文末可查看文献原文，若有学习需要，欢迎留言。 ✋一分钟速读：🔍核心定义：精准的“双靶向”利器 双特异性抗体（bsAbs） 是一种能够在一个分子内同时结合两个不同抗原或表位的创新免疫疗法。相比传统单抗，它能整合检查点阻断、协同刺激激活和细胞因子调节，从而克服免疫路径的冗余性。🔍两大结构家族：性能各异 根据是否保留 Fc 区域，bsAbs 分为两种主要架构： IgG 样格式（IgG-like）：保留了 Fc 区，模仿天然抗体。优势在于半衰期长（通过 FcRn 回收机制）并能招募免疫效应功能（如 ADCC）；局限是分子量大，可能阻碍肿瘤穿透。 无 Fc 格式（Fc-free）：如 DART 和双体抗体（diabodies）。优势是体积小，组织穿透力极强；局限是半衰期极短，易被肾脏快速清除，通常需要频繁给药。🔍杀敌机制：细胞桥接与定向爆破 细胞桥接（Cellular Bridging）：一端结合肿瘤细胞，一端结合免疫 T 细胞（通常是 CD3），强制两者形成免疫突触，通过释放穿孔素和格兰酶实现精准击杀。 双抗偶联药物（bsAb-ADC）：将双抗识别与细胞毒性载荷结合。要求同时识别两种抗原才能释放药物，显著提高了肿瘤特异性并降低了全身毒性。🔍临床蓝图：从血液瘤到自免领域 血液肿瘤：目前最成功的领域，代表药物如 Blinatumomab（CD19×CD3）已重塑白血病治疗范式；针对 BCMA、CD20 的双抗在多发性骨髓瘤和淋巴瘤中展现出极高缓解率。 实体瘤：正通过 Ivonescimab (PD-1×VEGF-A) 等药物攻克血管生成和免疫逃逸难题。 自身免疫病：新兴热点。通过双特异性调节失调的免疫网络，恢复机体免疫耐受。🔍风险与挑战：安全性门槛 临床副作用：需高度关注细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性（ICANS）。 制造难题：非天然序列可能诱发免疫原性，且复杂的链间配对（如误配问题）增加了大规模生产的难度。摘要 双特异性抗体（bsAbs）已成为免疫治疗领域最具通用性的创新成果之一。bsAb 能够在单个分子中同时结合两个不同的抗原表位，从而拓展了传统单克隆抗体的功能范畴。其整合免疫检查点阻断、共刺激激活和细胞因子调节的能力，使其在由免疫通路失调或冗余驱动的疾病中极具应用价值，包括癌症、自身免疫性疾病、慢性炎症和感染性疾病。诸如杵臼结构（knobs-into-holes）、双亲和力再靶向（DART）构建体以及 IgG 样非对称设计等技术进步，进一步优化了分子的稳定性、药代动力学特征和可生产性，使其临床转化得以超越肿瘤领域。 尽管如此，严峻的挑战依然存在，包括免疫原性、细胞因子释放综合征（CRS）、神经毒性，以及由抗原调节或组织微环境适应介导的适应性耐药。为了应对这些挑战，研究者正在积极探索多种创新方法，涵盖了蛋白酶激活式构建体、Fc 工程化、白蛋白结合融合蛋白以及双特异性抗体偶联药物（bsAb-ADCs）。此外，bsAb 正与 CAR-T 细胞、治疗性疫苗及检查点抑制剂等其他免疫调节策略相结合，有望在多种免疫介导的疾病中发挥协同增效潜力。在本综述中，我们梳理了 bsAb 从分子设计到癌症及免疫调节临床转化的发展历程，旨在为 bsAb 在重塑癌症及其他领域免疫反应中的合理应用提供参考框架。1. 引言1.1 背景 双特异性抗体（bsAbs）构成了免疫治疗领域最重要的创新之一，这主要得益于其能够在单个分子内结合两个不同的抗原表位。这种双重特异性使它们既能识别多种抗原，又能在特定类别中同时募集免疫效应细胞，从而克服了单一靶向传统单克隆抗体的局限性。 从结构角度看，bsAb 大致可分为两大系列。 IgG 样格式 保留了 Fc 区，在形态上与传统抗体相似，具有较长的半衰期，并具备募集免疫功能的能力，如 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC） 、吞噬作用及补体激活。相比之下， 无 Fc 格式 分子量较小（例如串联单链抗体可变区片段/tandem scFvs、双体抗体/diabodies 等），尽管其组织穿透力更强，但在循环系统中会被迅速清除，因此需要采取额外的策略来延长其半衰期。除这两类经典范畴外，进一步的创新还包括非对称构建体（如“2+1”设计）、蛋白酶激活格式以及 双特异性抗体偶联药物（bsAb-ADCs） ，这些方案进一步拓展了其临床治疗的通用性。 这些结构方案反映了工程化平台的持续精炼，旨在优化药物的稳定性、可生产性及药代动力学特征。然而，非天然序列的引入以及链配对的复杂性依然带来诸多挑战，特别是在免疫原性和大规模生产方面。1.2 起源与第一代产品 bsAb 的起源可以追溯到 20 世纪 60 年代初。在开创性的实验中，Nisonoff 及其同事证明，通过化学方法使 F(ab')₂ 片段重新结合，可以实现双重特异性。这首次在原理上证实了将两种不同的抗原特异性整合至单个分子中的可能性。然而，早期的格式存在重大缺陷：生产过程耗时耗力、缺乏 Fc 区（从而丧失了 Fc 介导的效应功能），且在临床应用中的稳定性不足。 随后的策略中，最著名的是通过融合不同的杂交瘤细胞来创建杂交-杂交瘤（Quadroma，四重瘤）细胞株。虽然这实现了在单个细胞中共同表达两条重链和两条轻链，但频繁发生的链错配严重降低了产率和纯度。1996 年，杵臼结构（knobs-into-holes）工程技术的出现带来了重大突破，该技术通过在 CH3 结构域引入互补突变，引导重链发生异源二聚体化，从而提高了结构的稳定性及可生产性。 早期代的双特异性抗体涵盖了保留 Fc 区的 IgG 样分子和无 Fc 构建体。由于 Fc 结构域能与新生儿 Fc 受体（FcRn）结合，含 Fc 的格式表现出更优异的药代动力学特性。FcRn 是一种细胞内受体，能够使 IgG 免受溶酶体降解并将其回收回血液循环，从而延长其血浆半衰期。相比之下，无 Fc 格式的半衰期显著较短，需要更频繁给药，这在当时限制了其临床实用性。 虽然早期方法缺乏现代重组平台的精准度，但它们共同验证了双特异性的可行性。结合结构生物学的进展，这些探索为随后支撑现代 bsAb 技术的工程化精进奠定了基础。1.3 工程化平台的演进 从早期原始构建方式向现代工程化平台的转型，源于结构生物学、生产技术和功能筛选方法学的一系列并行突破。尽管初期阶段以产量有限的化学和杂交瘤技术为主，但技术的演进已催生出日益稳定且适应性强的双特异性格式；这些格式在提供双重特异性的同时，能够保持完整单克隆抗体固有的药代动力学特性。高分辨率免疫球蛋白晶体学数据的获取，使研究者能够设计针对恒定区或可变区的定向突变，从而正确引导重链与轻链的组装。诸如“杵臼结构”等技术已得到进一步完善，并部分被利用多重补偿性突变组合的策略所取代，以最大限度减少不完整抗体片段的形成。 一个重要的里程碑是异源四聚体（heterotetrameric）格式的开发，即将源自不同亲本抗体的两条重链和两条轻链在单个细胞系统中共同表达。与基于独立细胞系的传统系统相比，这种方式减少了对多种细胞系的需求，缩短了开发周期，并降低了生产成本。 四重瘤细胞（见 1.2 节）曾经历了重要的先驱阶段，但目前已逐渐被基于重组细胞培养的更可控系统所取代。后者具有更高的糖基化均一性，并减少了批内异质性。技术的精进还实现了对抗原价态（valency）更精准的管理：一些现代 bsAb 采用非对称设计，正是为了有意区分其对两个靶点的结合强度。从应用角度看，现代工程化平台还允许实施条件性策略 ，即将对蛋白酶敏感的序列插入分子中；这些蛋白酶通常在肿瘤组织中具有活性，使得 bsAb 在接触肿瘤微环境并被激活前保持失活状态。这一概念旨在将作用部位的疗效最大化与全身暴露下的快速消除同步化。 另一个关键环节涉及 免疫原性 ：在 Fc 结构域保守区引入的突变确实可能产生被患者免疫系统视为“非己”的新表位。目前，研究者利用 NetMHCIIpan 等算法来预测突变序列与常见 HLA-II 等位基因之间的潜在亲和力，从而评估此类风险。这种早期评估有助于在进入临床阶段前排除具有高免疫原性风险的候选分子。平台的进步与近年来多种双特异性格式获批所积累的临床经验密不可分。 工程化平台的提升最终为血液肿瘤或实体瘤以外的应用开辟了空间。精确调节相对亲和力和几何结构的能力，使得开发治疗自身免疫性疾病的药物成为可能，通过结合双靶向治疗来阻断复杂的病理通路。然而，这些仍处于实验性阶段，需要借鉴肿瘤领域的经验，审慎平衡安全性与疗效。2. 分子设计与工程化原理2.1 结构架构 IgG 样格式直接借鉴了典型的“Y”型抗体结构。这种由二硫键连接的两条重链和两条轻链组成的结构具有显著优势。Fc 结构域使抗体能够通过与前述 FcRn 受体相互作用，在血液中保持更长的留存时间。此外，它还能通过 Fc 受体与免疫细胞进行“通讯”，激活细胞杀伤和吞噬等生理过程。此外，保持“Y”型结构可以构建 四价分子（tetravalent molecules） ，其中每个抗原结合臂既可以结合两种不同的抗原，也可以结合同一抗原的两个不同部分。这极大增强了结合强度以及使靶细胞相互靠近的能力。 为了拓展 IgG 样抗体功能，科学家设计了多种变体。例如 IgG-(scFv)₂ 格式 ，即在抗体末端融合额外的单链抗体片段（scFv），赋予其新的结合选择。另一种是 双可变区免疫蛋白（DVD-Ig） ，它在 Fab 臂上叠置了额外的可变区，在不改变基本 IgG 骨架的情况下实现了双特异性。此类设计面临的一个持续性技术挑战是确保两条重链正确配对；如果发生错配，则会形成无功能的同源二聚体。为解决这一问题，研究者开发了诸如“杵臼结构”或 Duobody 系统 等技术，引导分子正确组装。 相比之下， 无 Fc 格式 （如串联 scFv、双体抗体和 DART 分子）代表了另一种设计理念。这些构建体仅由连接在一起的可变区组成，有时通过额外的二硫键增强稳定性。它们的主要优势在于分子量小，有助于更高效地穿透致密组织（如实体瘤）。然而，这一特性也带来了缺陷：分子量小于约 60 kDa 的分子会被肾脏迅速滤过清除。这意味着它们在循环系统中的留存时间较短，通常需要高频率给药或进行额外修饰以减缓清除速度。 抗体是否携带 Fc 区也决定了其作用模式。含 Fc 的抗体可通过细胞毒性、吞噬作用或补体激活等多种方式募集免疫系统；而无 Fc 抗体的工作原理则更类似于连接免疫效应细胞与靶点的“桥梁”，不会引起广泛的免疫刺激。某些设计通过在 Fc 结构域中引入突变来调节这些功能。近年的创新展示了这些架构的灵活性：在 非对称“2+1”格式 中，两个结合位点针对高丰度的肿瘤抗原，而单个位点结合较稀少但至关重要的免疫受体。结构域之间的接头（Linker）长度和柔性决定了抗体接触并募集效应细胞的效率。 2.2 药代动力学调节 设计 bsAb 的药代动力学（PK）需要采取靶向策略。研究者已对天然白蛋白及工程化白蛋白结合片段进行了探索。直接结合白蛋白储备池存在竞争性取代必需配体的风险；相比之下，工程化片段的设计目标是在保留回收（Recycling）优势的同时，限制对白蛋白天然功能的干扰。 延长半衰期的另一种方法是在双抗设计中包含 Fc 区。这确保了与 FcRn 的结合，并允许通过点突变增强酸性 pH 环境下对 FcRn 的亲和力，从而提高回收效率。同样， Asn297 位点的 N-糖基化修饰 也会影响 FcγR 的结合以及血浆稳定性。当必须保留紧凑格式时，可采用与稳定血清蛋白或生物相容性聚合物共价融合的策略，以增大分子的流体力学体积。 组织分布 也是关键因素，bsAb 已被设计为其中一臂靶向血脑屏障转运受体（如转铁蛋白或胰岛素受体），利用天然的穿胞作用（transcytosis）进入中枢神经系统。 结合动力学 同样会影响功能性 PK。如果对高表达抗原的亲和力过强，抗体可能会被外周部位“截留”，从而降低游离循环水平。通过将亲和力调控至平衡水平，可以实现更均匀的生物分布。 双特异性抗体的大规模生产高度依赖于永生化哺乳动物细胞系，如 CHO 、小鼠骨髓瘤（NS0 或 Sp2/0）及 Vero 细胞。这些表达系统因其高产率、悬浮培养适应性及与人兼容的翻译后修饰而成为行业标准。然而，其永生化特性要求严格的生物安全考量，因为宿主基因组中可能存在内源性逆转录病毒序列或潜伏的致癌病毒元件。因此，监管框架（如 ICH Q5A(R2) 指南）要求对 外源因子 进行详尽测试、病毒灭活及清除步骤验证。这些措施包括高温短时（HTST）处理、低 pH 病毒灭活、纳米过滤和核酸酶消化，每一项都经过对数去除能力的定量验证。现代 CHO 细胞基质通常是经过充分表征的 主细胞库（master cell banks） ，具有完整的基因组序列和长期的遗传稳定性记录。数十年的经验数据证明，使用永生化细胞系不会损害治疗用生物制品的病毒安全性。3. 作用机制3.1 细胞桥接 双特异性抗体（bsAb）疗效背后最强大的机制之一是其能够使两种不同的细胞发生紧密的物理接触。在这一通常被称为“细胞桥接”的过程中，双特异性分子携带两个不同的结合臂：一臂识别病理细胞（如肿瘤细胞或自身反应性 B 细胞）的表面抗原，另一臂则结合免疫效应细胞上的受体，最常见的是 T 淋巴细胞上的 CD3。通过同时结合这两者，抗体将两种细胞拉拢在一起，直至形成一个结构化的接触位点，即免疫突触（图 3）。 然而，免疫突触并非只是被动的物理接触：它能诱导两种细胞的细胞膜重组，促进受体聚簇，并启动细胞内信号传导，最终触发免疫激活。一旦突触建立，效应细胞可直接向靶细胞释放含有穿孔素和颗粒酶的细胞毒性颗粒。这确保了快速且精准的杀伤，同时降低了对邻近正常组织产生“旁观者效应”损伤的概率。 桥接效率取决于多种生化和空间因素。其中一个关键决定因素是抗体上两个结合位点之间的距离：如果距离太短，几何构型会产生空间位阻并阻碍正确排列；如果距离太长，免疫突触则会变得不稳定，导致效应细胞的激活率降低。为此，抗体设计者使用精心筛选长度和柔性的接头（Linker）来实现最佳几何构型。在临床上，这种强大机制也伴随着显著风险。T 细胞在交联后的大规模激活是导致细胞因子释放综合征（CRS）的主要原因，这是一种以高热和潜在严重全身症状为特征的系统性炎症反应。另一种公认的并发症是免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）；据报道，在 CD20/CD3 双特异性抗体中，ICANS 的发生率为 0%至12%，虽低于某些 CD19/CD3 构建体，但在长期治疗中仍具有重要的临床意义。3.2 与细胞毒性药物偶联 将细胞毒性药物直接整合到 bsAb 结构中是该技术的自然演进。这种格式被称为双特异性抗体偶联药物（bsADCs），它将双重抗原识别与受控的药物释放结合在单个分子中。其设计逻辑十分明确：通过要求识别同一细胞上的两个选定抗原，使药物递送高度集中于肿瘤部位，从而提高治疗指数并限制全身暴露。 一旦结合，bsADC 通常通过受体介导的内吞作用进入细胞，并转运至溶酶体，随后接头被裂解，释放出活性药物。载荷（Payloads）可能包括抗微管药（如奥利司他汀或美登素类）、DNA 损伤化合物，甚至是放射性核素。载荷的选择决定了细胞毒性效应的类型：微管抑制剂诱导有丝分裂停滞和凋亡，而放射性核素则能同时杀伤静止期和分裂期的细胞。 bsADC 的每一个元素都必须经过精细校准：两个结合臂的亲和力、接头的化学性质以及药物的效力。低亲和力可能导致双重结合效率低下并丧失选择性，而过高的亲和力则可能增加健康组织对药物的非靶向摄取。工业化生产也面临挑战：与单特异性 ADC 不同，bsADC 不仅需要精确控制重链和轻链的配对，还需要严格控制药物抗体比（DAR）。DAR 的波动会改变药物的稳定性和效力，导致不同批次之间的一致性差异。位点特异性偶联技术为这一问题提供了极具前景的解决方案，能够确保大规模生产中的均质性和可重复性。4. 临床应用4.1 血液恶性肿瘤 在双特异性抗体的所有应用中，治疗血液恶性肿瘤是最早且最成功的方向之一。其生物学逻辑极其充分：恶性 B 细胞或浆细胞克隆位于血管腔室内，具有极高的可及性；这些细胞表达谱系限制性表面标志物，且在被拉近后极易受到 T 淋巴细胞的攻击。因此，将肿瘤识别与 T 细胞激活相结合的 bsAb 在某些疾病亚型中取得的临床结果，已经超越了传统单克隆抗体甚至细胞疗法。 其原型案例是 CD19 × CD3 双特异性 T 细胞衔接系统（BiTE）——博纳吐单抗（blinatumomab），该药物的问世代表了急性淋巴细胞白血病（ALL）治疗范式的转变。通过将细胞毒性 T 细胞直接桥接至 CD19 阳性的 B 细胞前体，博纳吐单抗可诱导免疫突触迅速形成、释放穿孔素-颗粒酶，并实现极高的肿瘤清除效率。重要的是，这种效应独立于 Fc 介导的功能，能够绕过限制传统单抗活性的耐药机制。临床研究已证实，该药物在复发或难治性（R/R）B-ALL 患者（包括具有可测量残留病灶 [MRD] 的患者）中表现出持久的缓解，最终促成了监管部门的批准。 在此原理验证之后，CD20 × CD3 bsAb 的研发进一步拓宽了治疗版图。莫舒内妥珠单抗（mosunetuzumab）、格菲妥单抗（glofitamab）和艾考利单抗（epcoritamab）等药物已显示出在复发/难治性滤泡性淋巴瘤和弥漫大 B 细胞淋巴瘤中诱导深度且持久 B 细胞耗竭的能力。与传统的抗 CD20 单克隆抗体不同，这些构建体直接招募细胞毒性淋巴细胞，消除了对补体或 FcγR 依赖性效应功能的需求。 浆细胞恶性肿瘤的靶向治疗是另一个前沿领域。针对 B 细胞成熟抗原（BCMA）的双特异性抗体（包括替雷利珠单抗 [teclistamab]、埃兰那单抗 [elranatamab] 等）以及针对新靶点（如 GPRC5D [talquetamab]）的药物，已进入重度经治多发性骨髓瘤的临床实践。缓解率非常令人鼓舞，许多患者实现了 MRD 转阴。值得注意的是，皮下给药提高了患者的便利性，并与普遍较低级别的细胞因子释放综合征（CRS）相关，这可能归因于更平缓的药代动力学过程。 尽管取得了这些进展，挑战依然存在。白血病中高水平的循环肿瘤负荷易导致靶点介导的药物处置效应（TMDD），导致药物清除加速，并需要采取阶梯剂量递增方案（step-up dosing）以减轻早期的压力。此外，虽然 ICANS 的发生率似乎低于 CD19 定向的 CAR-T 细胞，但持续监测仍至关重要。 不可否认，目前 bsAb 的安全性特征主要源于受控的临床试验；然而，它们在临床实践中的快速普及可能会揭示出额外的毒性和耐受性模式。例如，针对 Bruton 酪氨酸激酶（BTK）抑制剂的真实世界研究显示，不良事件的频率和治疗中断率可能与临床试验数据存在显著差异。一项针对 2000 多名患者的回顾性分析表明，真实世界的依从性和耐受性如何重塑了血液恶性肿瘤患者中感知到的风险-收益曲线。4.2 实体瘤 双特异性抗体（bsAb）在实体瘤中的应用已被证明比在血液恶性肿瘤中更具挑战性，但近年来的进展表明其具有明确的治疗潜力。公认的生物学障碍包括：肿瘤内异质性、细胞外基质密度及基质包裹等物理屏障，以及深度抑制的免疫微环境。此外，靶抗原通常以较低密度表达，且在恶性组织与健康组织之间存在较大重叠，增加了靶向非肿瘤毒性（on-target, off-tumor toxicity）的风险。尽管如此，技术的精进已使开发出能够应对这些复杂情况并产生临床意义缓解的分子成为可能。 一种突出的策略是在单个分子中结合免疫检查点阻断与血管生成抑制。依沃西单抗（Ivonescimab，PD-1 × VEGF-A）体现了这一理念：通过同时中和血管内皮生长因子（VEGF）并解除 PD-1 对 T 细胞的抑制，该抗体能够重塑血管和免疫两个区室。在针对非小细胞肺癌（NSCLC）的 II-III 期试验中，该药显示出令人鼓舞的缓解率和耐受性，目前已进入全球 III 期临床项目。同样，vanucizumab（Ang-2 × VEGF-A）旨在对抗卵巢癌及其他实体瘤中的适应性血管耐药；尽管其临床获益较为有限，但该试验为双重抗血管生成靶向提供了原理验证。 第二种策略是将免疫检查点抑制与共刺激激活相结合。卡度尼利单抗（Cadonilimab，PD-1 × CTLA-4）是其中的代表，已在中国获批用于宫颈癌，并在肝细胞癌和鼻咽癌中显示出活性。通过平衡两个抑制节点的检查点阻断，该药实现了免疫协同作用，同时通过 Fc 静默（Fc silencing）技术减轻了全身毒性。 另一个创新领域涉及靶向肿瘤的 bsAb 与细胞毒性载荷的结合，即双特异性抗体偶联药物（bsADC）。例如，BL-B01D1 结合了对 EGFR 和 HER3 的识别，并偶联了拓扑异构酶 I 抑制剂。在针对既往化疗和检查点抑制剂治疗后进展的晚期食管鳞状细胞癌（ESCC）患者的早期研究中，该药显示出极具前景的活性。针对 HER2 的双旁位（Biparatopic）双特异性抗体（如 zanidatamab）也属于此类：通过同时结合两个不同的 HER2 表位，增强了受体的内吞和降解，初步试验显示其对曲妥珠单抗耐药的胃食管腺癌具有疗效。 目前，针对 NSCLC、胃肠道癌、妇科恶性肿瘤、头颈部肿瘤及其他实体瘤的广泛临床试验正在进行中，这将最终决定早期研究中观察到的前景能否转化为持久的生存获益。4.3 自身免疫性疾病 双特异性抗体（bsAb）在自身免疫及炎症性疾病中的应用，已成为极具前景的转化研究方向。不同于肿瘤学领域以“消除恶性细胞”为治疗目标，在自身免疫语境下，其核心宗旨是重新校准（recalibrate）失调的免疫反应并恢复免疫耐受，同时保留宿主必需的免疫防御功能。这需要对免疫网络进行更为精细的调节，而双特异性格式因能同时在致病级联反应的多个水平上进行干预，表现出极高的适配性。 使用双特异性抗体的逻辑基础源于自反应性淋巴细胞、促炎细胞因子及其调控机制缺陷之间复杂的相互作用。传统的单克隆抗体虽然在特定条件下效果显著，但往往无法完全阻断冗余的信号传导通路。通过双特异性设计，可以同时中和两条相互关联的细胞因子通路，或将细胞因子阻断与效应细胞调节相结合，甚至将 T 淋巴细胞重新定向以清除自反应性 B 细胞。相比单特异性生物制剂，这些策略能更有效地拆除慢性炎症的自我维持循环。 早期的探索性研究证实，短时间暴露于双特异性 T 细胞衔接系统可显著改变疾病活性。原本针对 B 细胞来源急性淋巴细胞白血病开发的博纳吐单抗（Blinatumomab），在针对难治性类风湿关节炎的小规模试点研究中，即使是短疗程给药也产生了可观测到的临床活性改善。这一观察结果表明，短暂清除自反应性 B 细胞可能在自身免疫病中重新建立免疫平衡，其效率与肿瘤治疗相当，但意图在于诱导耐受而非单纯的细胞毒性清除。 随后的研发产出了一系列专为自身免疫环境定制的分子。Ozoralizumab 是一种针对 TNF-α 和白蛋白的三价纳米抗体构建体；它通过将强效的 TNF 中和能力与延长半衰期及增强组织渗透的白蛋白结合域相结合，已在日本获批用于类风湿关节炎。另一项快速推进的项目是 sonelokimab，这是一种衍生自纳米抗体的三特异性抗体，靶向 IL-17A、IL-17F 及白蛋白。通过同时中和 IL-17A 和 IL-17F，该药解决了 17 型免疫轴的核心冗余问题，目前已推进至针对银屑病关节炎及化脓性汗腺炎的 III 期临床阶段。 在系统性红斑狼疮（SLE）领域，rozibafusp alfa 采用了一种整合 T 细胞和 B 细胞机制的新策略：该融合蛋白同时结合 ICOS 配体（T 细胞活化的关键共刺激分子）和 BAFF（B 细胞的关键生存因子）。I 期试验确认了其生物学活性，包括减少浆母细胞数量，且具有良好的安全性。这种双重靶向策略对于自反应性 T 辅助细胞与致病性 B 细胞相互作用驱动的疾病尤为重要。 Fc 工程化平台也被用于精准调控体液免疫。Obexelimab 通过共结合 CD19 和抑制性受体 FcγRIIb，旨在抑制 B 细胞活化而非产生细胞耗竭。XmAb7195 则同时靶向 IgE 和 FcγRIIb，以降低游离及总 IgE 水平。这些设计充分证明了双特异性架构不仅能放大效应反应，还能通过强化抑制性信号通路实现免疫下调。 除了风湿性疾病，过敏性及炎症性气道疾病亦是双抗创新的沃土。研究者已提出通过双重中和 IL-4/IL-13 和 IL-5 来抑制 Th2 细胞因子信号和嗜酸性粒细胞存活。在炎症性肠病中，靶向 TNF 和 IL-17A 的双特异性或双可变区构建体（如 ABT-122 和 COVA322）也旨在克服单一通路阻断导致的疗效不全。 双抗在自身免疫领域的开发伴随着独特的安全性逻辑。不同于肿瘤治疗对急性毒性（如 CRS）的一定程度容忍，慢性非恶性疾病对严重不良反应的耐受性极低。因此，许多该领域的药物采用了 Fc 静默骨架、纳米抗体支架或条件性激活策略，以降低系统性免疫激活风险。此外，抗体给药的可逆性相较于 CAR-T 等细胞疗法提供了一个关键的安全阀，一旦发生不良反应可立即停药。 5. 未来前景与新兴创新 双特异性抗体（bsAb）最具前景的发展方向，建立在将分子设计的精准性与应对高度多样化临床场景所需的灵活性相结合的基础之上。前述章节提到的结构与制造局限性，促使了多项新策略的诞生，这些策略旨在简化组装过程、提升产物均质性，并实现对药效学（PD）及药代动力学（PK）特性的更精准调控。 一种新兴方法是利用基于可交换结构域的模块化平台，其中抗原结合模块被设计为可以随时替换的独立实体。这种方法能够实现多样化特异性组合的快速构建，通过对数百个靶点对进行筛选，从而识别出最具临床相关性的组合。 与此同时，位点特异性偶联技术现在能够实现对细胞毒性或免疫调节载荷的受控锚定，为开发具有个性化治疗方案的双特异性抗体偶联药物（bsADC）开辟了道路。偶联位点的精确位置会直接影响分子的稳定性、药物抗体比（DAR）的均一性，以及内吞后的胞内分布。 另一项创新涉及经过优化的非对称多价架构，旨在增强对主要靶点的累积亲和力（Avidity），同时保持对协同靶点的平衡亲和力。这些方案结合了结构建模与分子动力学分析的进展，能够精确校准两个抗原表位的结合速率（On-rate）与解离速率（Off-rate）。 先进的计算工具已支持在实际生产前对结合位点间的角度进行三维模拟，从而大幅减少传统筛选方法所需的时间与成本。在完全创新的平台中，将内源性 CAR（嵌合抗原受体）结构域整合至可溶性抗体格式中的杂合构建体值得特别关注；此类构建体能够直接激活 T 淋巴细胞而无需进行永久性的基因转导。其理论优势在于能以快速可逆的方式调节给药剂量与暴露水平，同时保持替换其中一个抗原特异性的可能性，从而在无需进行复杂细胞级改造的前提下，适应疾病表型的变化。 从生产角度来看，新型慢病毒载体或瞬时 mRNA 系统正被评估用于直接在宿主体内发挥作用，利用人体体细胞产生功能性双特异性抗体。对于某些紧急或个性化治疗应用，这种方法有望省去相当大一部分传统的工业化生产流程。6. 结论 双特异性抗体已从实验性原型演进为具有临床意义的治疗药物。其未来的应用版图，在自身免疫领域展现出的潜力或许与其在肿瘤学领域同样广阔。通过同时靶向冗余的免疫通路，bsAb 提供了打破慢性炎症循环的可能性，而这是单一靶点的生物制剂无法完全实现的。 尽管双特异性抗体最初是在肿瘤学背景下开发的，但其临床应用现正向自身免疫性疾病延伸。早期的临床探索遵循了多种策略：部分构建体旨在促进自反应性淋巴细胞的耗竭，从而减少致病性自身抗体的产生；另一些则旨在通过联合检查点调节来恢复耗竭的 T 细胞活性，或将细胞因子阻断与募集调节性免疫细胞群相结合。 总体而言，双特异性抗体在自身免疫领域的发展仍处于早期阶段，但前景极其广阔。只要能够对安全性进行妥善管理，这些药物通过同时调节免疫反应的多个组分，有望补充甚至超越传统的生物制剂。Reference: Borrelli R, Brussino L, Negrini S, Felice Brizzi M. From molecular engineering to clinical applications: The expanding role of bispecific antibodies in onco-immunology. Pharmacological Research. 2025;221:108000. doi:10.1016/j.phrs.2025.108000 双特异性抗体1-s2.0-S1043661825004256-main.pdf

纳米抗体（Nb）又称单域抗体（sdAbs）、VHH 抗体，是源自考驼科动物及软骨鱼体内天然缺失轻链的重链抗体的新型抗体分子，1993 年由比利时科学家首次发现并克隆获得。作为目前最小的完整抗原结合片段，纳米抗体仅为传统抗体分子量的 1/10，却完整保留了抗原结合能力，兼具特异性强、亲和力好、稳定性高等核心优势，已成为生化机制研究、结构生物学的重要工具，同时在肿瘤等多种疾病的诊断与治疗中展现出极高的应用价值，目前全球已有多款纳米抗体药物获批上市，数十项相关药物进入临床研发阶段。一、纳米抗体的发现与核心分子特征 纳米抗体的发现源于对天然重链抗体（HCAbs）的研究，其分子结构具有区别于传统抗体的独特性，也是其优异性能的结构基础： 发现历程：1993 年研究人员在骆驼血清中发现天然轻链缺失的重链抗体，该抗体分子量约 95 kDa，由两个恒定区（CH2、CH3）、一个铰链区和一个重链可变区（VHH）构成；后续通过基因克隆技术获得仅包含单一 VHH 结构域的单域抗体，即为纳米抗体。 核心分子特征：纳米抗体的晶体结构为 4 nm×2.5 nm×3 nm 的椭圆形，分子量仅 12-14 kDa，是传统完整抗体的 1/10，也是能实现抗原特异性结合的最小完整片段；其虽仅保留重链可变区，却能完整继承天然重链抗体的抗原结合能力，为其后续的研发与应用奠定了核心基础。二、纳米抗体的核心优势 相较于传统抗体，纳米抗体依托独特的分子结构，展现出多方面的显著优势，成为其超越传统抗体的关键，也是其被广泛应用的核心原因： 结构简单，易于制备和规模化表达：纳米抗体仅由单一 VHH 结构域构成，无轻链及抗体恒定区，基因编码序列单一且无复杂的翻译后修饰；可通过基因工程技术在原核、真核细胞中均实现高效表达，大规模生产的成本更低，易于产业化制备，适配生物医药的生产需求。 稳定性高，抗原结合亲和力强：纳米抗体的理化稳定性极佳，具备抗蛋白酶降解的特性，在 90℃以上高温条件下可长期保存，且在高压、强酸、强碱等极端环境中仍能维持生物活性；其 VHH 结构域的 CDR3 区域更长，恰好弥补了轻链缺失的不足，能与抗原紧密结合，抗原结合亲和力与传统普通抗体相当。 靶向性强，组织穿透力优异：纳米抗体的长 CDR3 可形成独特的凸型结构，能深入抗原分子内部，识别并结合传统抗体难以触及的隐藏表位，靶向性更精准；同时其 FR2 区的亲水性残基替代了传统抗体的疏水性残基，水溶性大幅增强，可有效穿透肿瘤组织的致密微环境，还能跨越血脑屏障，为中枢神经系统疾病的治疗提供了新的可能。 免疫原性低，易于人源化改造：纳米抗体分子量小，与抗原结合的表位数量少，自身的免疫原性显著低于传统抗体；且其氨基酸序列与人重链抗体的同源性高达 80% 以上，极易进行人源化改造，目前已有成熟的改造技术可在 3-4 周内完成纳米抗体的人源化，且改造成功率可达 100%，大幅降低了其作为治疗药物的免疫排斥风险。三、纳米抗体的固有缺点及优化策略 纳米抗体虽具备诸多优异特性，但存在一项固有短板，一定程度上限制了其临床应用，目前已形成针对性的优化策略，有效解决该问题： 核心缺点：纳米抗体的分子量过小，在体内易被肾脏快速滤过清除，体内半衰期较短，难以维持有效的血药浓度，成为其临床应用的主要限制因素。 主流优化策略：通过基因工程技术将 VHH 抗体与抗血清白蛋白纳米抗体融合，或与传统抗体的 Fc 段进行融合表达，利用血清白蛋白、Fc 段与体内相应受体的结合，显著延长纳米抗体在血液中的停留时间，有效提升其体内半衰期，保障临床治疗效果。四、纳米抗体的临床应用与获批研发成果 依托优良的性能，纳米抗体已在生物医药领域实现多场景应用，且临床转化成果显著，多款药物成功获批，成为抗体药物研发的重要方向：（一）广泛的临床应用领域 纳米抗体目前已应用于分子影像及诊断、靶向药物递送、肿瘤免疫治疗、细胞疗法等多个研究与临床领域，在中枢神经系统疾病、循环系统疾病、感染性疾病、肿瘤及炎症性疾病中均表现出优异的应用价值和发展前景。其中在肿瘤治疗领域，基于纳米抗体开发了多种新型治疗药物与技术，包括双特异性纳米抗体、纳米抗体 - 药物偶联物（NDC）、搭载纳米抗体的 CAR-T/CAR-NK 细胞疗法、靶向放射性核素治疗等，为肿瘤精准治疗提供了更多新方案。（二）全球获批的纳米抗体药物 截至 2023 年 7 月，全球至少已有 4 款纳米抗体药物获批上市，涵盖单靶点纳米抗体、双特异性纳米抗体、纳米抗体融合蛋白及纳米抗体修饰的细胞疗法，覆盖中外多个药监机构批准，具体如下： Caplacizumab（Cablivi®）：由 Ablynx 公司研发，是全球首款纳米抗体药物，2018 年 8 月获欧洲药物管理局（EMA）批准，2019 年 2 月获美国 FDA 批准，用于治疗成人获得性血栓性血小板减少性紫癜（aTTP）。 西达基奥仑赛（CARVYKTI®）：由传奇生物研发的 CAR-T 细胞产品，采用独特的二价纳米抗体设计，是FDA 批准的首个基于 VHH 的 CAR-T 产品，用于治疗复发或难治性多发性骨髓瘤，实现了纳米抗体与细胞疗法的结合。 Ozoralizumab：Ablynx 公司开发的人源化三价双特异性纳米抗体，由两个抗人 TNFα 纳米抗体和一个抗人血清白蛋白（HSA）纳米抗体融合而成，后者可有效延长其体内半衰期，2022 年 9 月在日本获批上市。 Envafolimab：由康宁杰瑞研发的 PD-L1 单域抗体 Fc 融合蛋白，利用 Fc 段延长纳米抗体半衰期，2021 年 11 月在中国获批上市，是国内首款获批的纳米抗体药物。 此外，目前全球已有20 多项纳米抗体相关药物进入临床研发阶段，覆盖肿瘤、自身免疫病、感染性疾病等多个适应症，研发热度持续攀升。总结 纳米抗体作为一种新型抗体分子，凭借独特的单域结构带来的结构简单、稳定性高、穿透力强、易人源化等多重优势，突破了传统抗体的诸多应用局限，成为抗体研发领域的重要创新方向。其虽存在体内半衰期短的固有短板，但目前已形成成熟的融合表达优化策略，有效解决了这一问题。同时，多款纳米抗体药物的成功获批、数十项临床研究的稳步推进，充分验证了其在疾病诊断与治疗中的临床价值，尤其在肿瘤治疗、中枢神经系统疾病治疗等传统抗体难以发挥作用的领域，展现出巨大的应用潜力。随着基因工程改造技术、融合表达策略及临床应用方案的不断优化，纳米抗体将在生物医药领域发挥更大的价值，为更多难治性疾病的精准治疗提供新的希望与方案。返回搜狐，查看更多