CD3ε x CD19

摘要：文章历史 双特异性抗体（bsAbs）是一类与单特异性单克隆抗体（mAbs）相比可以介导新颖作用机制的抗体。自从20世纪80年代和90年代发现mAbs并将它们作为治疗剂以来，bsAbs的开发一直具有相当的吸引力。尽管如此，截至2020年底，只有三种bsAbs（卡妥珠单抗、贝林妥单抗、艾美珠单抗）获得了批准。然而，自那时以来，已有11种bsAbs获得了监管机构的批准，其中九种（阿米万他单抗、特宾他单抗、莫苏尼单抗、卡多尼利单抗、特利珠单抗、格洛菲他单抗、依匹他单抗、塔尔奎他单抗、艾兰他单抗）被批准用于癌症治疗，另外两种（法利珠单抗、奥扎利珠单抗）用于非肿瘤学适应症。值得注意的是，在目前批准的13种bsAbs中，有两种，艾美珠单抗和法利珠单抗，已经达到了重磅炸弹药物的地位，显示出这类小说类治疗药物的潜力。在2020年代，可以预期在血液恶性肿瘤、实体瘤和非肿瘤学适应症中批准更多的bsAbs，确立bsAbs作为治疗武器库中的重要组成部分。 介绍 自单克隆抗体被发现以来，可以作为治疗药物使用的双特异性版本就引起了极大的兴趣。然而，由于在临床试验中生成和生产双特异性抗体(bsAbs)以及对更复杂的机制（MOAs）的生物学理解方面的挑战，开发进程被放缓了。第一个bsAb，即EpCAM/CD3ε T细胞引导剂卡妥珠单抗，最终在2009年被批准用于治疗恶性腹水患者（图1）。这种bsAb随后在2013年从市场上撤回，可能与其只能腹腔内给药有关，因为当通过静脉给药时，患者会出现严重的输注反应，以及由于其大鼠-小鼠嵌合四价设计的完全功能性Fc部分导致的高免疫原性。从2009年到2020年，只有另外两种bsAbs被批准：(1) 2014年，无Fc串联单链可变片段(scFv)基础的CD19/CD3ε双特异性T细胞引导剂(BiTE)贝林妥单抗(Amgen)用于治疗急性淋巴细胞性白血病(ALL)，和(2) 2017年，人源化异二聚体凝血因子IXa/X双特异性ART-Ig艾美珠单抗(Roche group)，作为凝血因子VIII模拟物用于治疗血友病A（图1）。 图1. 双特异性抗体监管批准的时间线及其相应的作用机制（MOA）。Linvoseltamab、odronextamab和tarlatamab目前正在进行监管审查，预计2024年将有决定。使用Biorender.com创建。 由于对这些分子的极大兴趣以及在过去二十年中用于开发它们的技术的进展，已经描述、设计并临床前开发了数百种bsAbs。其中，超过100种bsAbs已经进入临床试验。基于在开发新型bsAb格式、新颖的靶标组合和双特异性领先分子方面的重大努力，最近的情况已经发生了实质性的变化，自2021年以来bsAb的批准变得频繁。仅在过去三年（2021-2023年），就有11种新的bsAb被美国、欧洲、日本和/或中国的卫生当局批准用于患者（图1，表1）。在这些11种bsAbs中，有九种被批准用于治疗癌症：(1) EGFR/c-MET bsAb amivantamab（强生公司(J&J)）用于治疗带有EGFR外显子20插入突变的非小细胞肺癌(NSCLC)，(2) gp100-pMHC/CD3ε bsAb tebentafusp（Immunocore）用于治疗无法切除或转移性葡萄膜黑色素瘤，(3) CD20/CD3ε T细胞引导剂(TCE) mosunetuzumab（Roche group）用于治疗复发/难治性(R/R)滤泡性淋巴瘤，(4) PD-1/CTLA-4 bsAb cadonilimab（Akeso）用于治疗复发或转移性宫颈癌患者，(5) BCMA/CD3ε TCE teclistamab（J&J）用于治疗R/R多发性骨髓瘤，(6) CD20/CD3ε TCE glofitamab（Roche group）用于治疗R/R弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)，(7) CD20/CD3ε TCE epcoritamab（AbbVie/Genmab）用于治疗R/R DLBCL，(8) GPRC5D/CD3ε TCE talquetamab（J&J）用于治疗R/R多发性骨髓瘤和(9) BCMA/CD3ε TCE elranatamab（辉瑞）用于治疗R/R多发性骨髓瘤。 两种额外的双特异性抗体（bsAbs）被批准用于非肿瘤适应症，针对VEGF-A/Ang-2的双特异性抗体faricimab（罗氏集团）用于治疗湿性年龄相关性黄斑变性、糖尿病性黄斑水肿和视网膜静脉阻塞后的黄斑水肿，这是首个被批准用于眼科的双特异性抗体，以及针对TNF/人血清白蛋白（HSA）的双特异性抗体ozoralizumab（大正制药）用于治疗难以控制的类风湿性关节炎。罗氏集团与中外制药目前以四种获批的双特异性抗体领先该领域，紧随其后的是强生公司，拥有三种获批的双特异性抗体。值得注意的是，在目前获批的13种双特异性抗体中，有两种，emicizumab和faricimab，已经实现了重磅炸弹的地位，年销售额分别超过四十亿和二十亿美元，突显了这种新型治疗类药物的商业前景。 双特异性抗体格式 开发的双特异性抗体格式的多样性反映了在这些获批的双特异性抗体中应用的技术多样性（图2）。各自的双特异性抗体格式涵盖了非IgG样的双特异性抗体，包括1）安进公司的短半衰期串联scFv基础的BiTE格式，应用于blinatumomab，2）Immunocore公司的T细胞受体（TCR）-scFv融合基础的ImmTac格式，应用于tebentafusp，以及3）Ablynx公司的三价双特异性串联纳米抗体格式，通过HSA结合延长半衰期，应用于ozoralizumab。然而，大多数双特异性抗体是IgG样分子，其药代动力学与抗体相似，因为存在Fc。五种非对称1+1 IgG样双特异性抗体源自于控制的Fab臂交换，基于Duobody技术，应用于amivantamab、talquetamab、辉瑞公司的teclistamab、epcoritamab，或者相关链交换技术，应用于elranatamab。或者，通过中外制药的ART-Ig技术强制正确的链关联，应用于非对称1+1 IgG样双特异性抗体emicizumab以及常见的轻链。正确的重链关联也可以通过应用在mosunetuzumab中的knobs-into-holes技术来确保，或者与CrossMab技术一起应用，以强制正确的轻链关联在1+1 IgG样双特异性抗体faricimab中。最后，Akeso的cadonilimab包含一个对称的四价2+2 C末端IgG-scFv融合。在获批的双特异性抗体中，有四种应用了Genmab的Duobody技术，三种应用了基因泰克的knobs-into-holes技术，以及两种应用了罗氏pRED的CrossMab技术。可用格式的多样性表明“标准化”的双特异性抗体不太可能出现，但近期的批准强调了对经典异源二聚体IgG样双特异性抗体格式的关注。这些双特异性抗体通常显示出IgG样的药代动力学和低发生率的抗药物抗体。 获批双特异性抗体的作用机制 TCE是双特异性抗体，一个特异性结合到细胞表面肿瘤抗原，另一个特异性结合到TCR复合体的一个亚单位，因此在同时结合到肿瘤抗原和TCR时，T细胞随后被激活以杀死肿瘤细胞，分泌细胞因子并开始增殖。显然，T细胞的参与严格依赖于双特异性，并且不能通过两种传统单克隆抗体的组合来实现。在癌症治疗中，占主导地位的作用机制是T细胞的参与，获批和临床试验中最多的双特异性抗体是TCE。图2a显示了获批TCE双特异性抗体格式的演变。这类分子包括用于治疗复发/难治性血液癌症的TCE：1）CD19/CD3ε blinatumomab用于治疗ALL，2）CD20/CD3ε TCE mosunetuzumab用于治疗R/R非霍奇金淋巴瘤（NHL），以及glofitamab和epcoritamab用于治疗R/R DLBCL，3）BCMA/CD3ε TCE teclistamab、elranatamab和GPRC5D/CD3ε talquetamab用于治疗R/R多发性骨髓瘤。虽然通常T细胞参与治疗实体瘤似乎更具挑战性，可溶性的gp100-肽MHC/CD3ε特异性TCR-scFv融合tebentafusp是首个被批准用于治疗葡萄膜黑色素瘤的TCE，为在血液肿瘤之外的使用提供了证据。 血友病A是一种遗传性出血性疾病，其特征是缺乏血液凝固因子VIII。虽然可以给患者注射重组因子VIII，但这与因子VIII生产、短半衰期频繁给药和中和抗体的发展等挑战有关。为此，中外制药设计并优化了IXa/X双特异性抗体emicizumab，使其通过将酶因子IXa和底物因子X拉近，模仿血液凝固因子VIII的功能，同时展现出延长的药代动力学。 单特异性受体酪氨酸激酶阻断单克隆抗体，如抗EGFR的cetuximab和panitumumab或抗HER2的trastuzumab和pertuzumab，已经彻底改变了癌症治疗。尽管在靶向额外RTKs方面进展甚微，但针对两个RTKs同时的EGFR/c-Met双特异性抗体amivantamab最近被批准用于治疗具有EGFR外显子20插入突变的特定亚组NSCLC患者。除了其双重信号抑制功能，包括通过阻断配体结合位点和通过受体下调，amivantamab还包含一个afucosylated Fc部分，以介导增强的抗体依赖性细胞毒性（ADCC）以促进NK细胞和巨噬细胞/单核细胞的参与。 在过去的十年中，获批的免疫检查点抑制性抗体，包括针对PD-1（nivolumab、pembrolizumab、cemiplimab）、PD-L1（atezolizumab、avelumab、durvalumab）和CTLA-4（ipilimumab、tremelimumab）的抗体，已经彻底改变了癌症治疗领域，并确立了癌症免疫疗法。基于这一经验，设计了双重PD-1/CTLA-4检查点抑制性双特异性抗体cadonilimab，目标是专门且理想地同时结合并抑制抗原特异性T细胞上的PD-1和CTLA-4，以克服检查点抑制。 促血管生成因子VEGF-A和Ang-2通过促进视网膜血管生成和破坏血管稳定性，导致渗漏、随后的水肿和炎症，从而促成视力丧失。VEGF-A和Ang-2在眼睛中干扰血管生成、稳定血管并减少渗漏和炎症（图2e）。为了最小化外周活动并消除FcγR的结合，它被设计为带有工程化的Fc部分，具有Triple A FcRn和P329G LALA突变，以实现FcRn循环。 图2. 获批双特异性抗体（bsAbs）的示意图、适应症和作用机制：a) T细胞引导剂（TCE），b) 因子VIII模拟物，双重信号抑制：c) 双特异性受体酪氨酸激酶（RTK）抑制剂（BsRtki），d) 双特异性检查点抑制剂（BsCPI），e) 双配体抑制剂（DLI），f) 半衰期延长（HLE）配体抑制剂。使用Biorender.com创建。 值得注意的是，双特异性是考虑眼内给药时的一个主要优势。对于TNF配体抑制剂ozoralizumab，应该指出，从功能上讲，这种纳米抗体结构像一个单特异性抗体一样阻断TNF，第二个单一域特异性仅需要通过与HSA结合来实现IgG样的药代动力学，而不依赖于Fc部分，从而实现FcRn循环。 在增强内源性或预先存在的免疫反应的研究领域，另一个主要的研究领域仍然是开发针对例如PD-1和CTLA-4或LAG-3（tebotelimab）的双重靶向检查点抑制性双特异性抗体。这些双重检查点抑制剂中有几个目前正在进行高级临床试验，结果将显示它们在疗效和/或安全性方面是否优于相应的PD-1/PD-L1单克隆抗体与CTLA-4或LAG-3单克隆抗体的组合。值得注意的是，双重靶向PD-1/VEGF抑制性双特异性抗体ivonescimab目前正在中国国家药品监督管理局进行监管审查，用于治疗NSCLC。 展望未来 在这十年中，已经有11种双特异性抗体获得批准，预计未来几年将有更多的具有改变医疗实践潜力的双特异性抗体获得批准。在肿瘤学领域，开发差异化的双重RTK信号抑制剂，并通过双特异性抗体共靶向不同的细胞表面受体，仍然是一个活跃且先进的临床研究领域。一些例子包括：EGFR/LGR5如petosemitab，HER3如zenocutuzumab，HER2或双伞型双特异性抗体靶向HER2如zanidatamab，目前正在美国进行审查。 鉴于双特异性抗体的多功能性和介导完全新颖的作用机制的潜力，双特异性抗体领域有望看到新出现的方法和候选药物进入临床试验，希望在未来几年内，在肿瘤学和非肿瘤学适应症中，包括感染/病毒学、自身免疫、代谢、神经学和眼科等领域，提供关键数据。这些新概念包括最近描述的不同方法，包括：1）与TCE不同的效应细胞引导者，如髓系细胞、NK或γδ-T细胞，2）原位组装概念，以特别激活在双重靶标表达细胞上的双特异性抗体或在肿瘤微环境中，3）PROTAC类方法导致膜蛋白的内化和降解，4）基于抗体的细胞因子模拟物触发细胞因子受体，以及5）独特的解决方案，用于传递双特异性抗体超越障碍，如血脑屏障，包括双伞型单特异性双特异性抗体靶向HER2如zanidatamab zovodotin（ZW49）或c-MET与REGN5093。 开发用于治疗不同血液恶性肿瘤的TCE将继续是合成免疫方法领域的一个主要研究领域，因为这类治疗已经证明了其益处。到目前为止，基于Regeneron的VelociBi技术的不对称1+1 TCE odronextamab（CD20/CD3ε）和linvoseltamab（BCMA/CD3ε）目前正在进行监管审查，可能会在2024年获得批准，还有各种其他的TCE正在进行高级临床开发，用于NHL、多发性骨髓瘤和AML。重要的是，新出现的数据显示，TCE将来也可能在实体瘤中找到更广泛的应用。事实上，最近已经发布了针对Amgen的1+1 DLL3/CD3ε Fc-BiTE tarlatamab治疗R/R小细胞肺癌的有希望的临床数据，目前正在进行监管审查，以及Xencor/Amgen的2+1 STEAP1/CD3ε XmAb xaluritamig用于治疗R/R前列腺癌。这些数据支持了这样一个观点，即足够肿瘤特异性以实现强大的抗肿瘤效果，同时限制靶标外肿瘤毒性的实体瘤靶标是可用的。在这种情况下，像蛋白酶激活这样的肿瘤激活机制旨在增加针对实体瘤的TCE的治疗窗口。 基于TCE的作用机制，为T细胞提供TCR信号1，目前正在快速临床采用靶向CD28或4-1BB/CD137的共刺激双特异性抗体，为T细胞提供信号2，从而实现持续和更持久的T细胞反应，这可能对治疗神经退行性疾病和其他疾病有应用。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

摘要：本章介绍了历史上和当代双特异性抗体的发展历程，以及当前蛋白工程界和制药行业推动此类分子应用于医学治疗的巨大热情。你将详细了解它们独特作用方式及其背后的原理。对各种双特异性抗体构型的详细介绍将帮助你判断它们在特定生物学场景下的适用性。双特异性抗体在生产和质控方面的挑战将激发你的兴趣，以运用所学知识设计新的解决方案，让这一前景广阔的疗法在生产和质控技术上得到改良。 1.前言 本质上来说，双特异性抗体（bsAbs）是一类具有针对两个不同表位或抗原的特异性的分子。即使仅从这个角度来看，在应用上，它也比必须生产和鉴定两个单特异性分子更有优势。在临床上有时面对配体冗余所驱动的疾病时，能够同时靶向两个不同表位或抗原的bsAbs就能体现其不可估量的价值。而且，在过去的三十年中，我们积累了丰富而扎实的知识贮备，意识到某些生物学效应只能通过具有双特异性的单个分子的物理连接来实现，而不是单特异性的双分子混合物。这使得这样的专性bsAbs非常受到重视，以致于在2019年有87个bsAbs正在进行临床研究，其中包括2个已经获批上市的bsAbs。这些独特的生物学作用可以是空间性的，bsAb的双臂分别结合在哪对于抗体的功能至关重要：典型的例子包括连接两种不同细胞类型或将酶与其底物连接的bsAbs。另外一类专性bsAbs是时间性的，双臂的结合依次进行，并且由于动力学或空间原因，一只臂与抗原的结合依赖于另一只臂与其抗原的结合。 如本章所述，bsAb通常是在一个分子中整合了完整的天然样IgG和/或其中的片段，以及通过linker连接排列，保留了抗原结合能力的抗体片段。尽管bsAb使用了与被整合抗体片段相同的氨基酸序列，理论上这些氨基酸链能够构建出与被整合片段相同的结构域，但是所有氨基酸被重新整合成一个全长IgG抗体时，它们的抗原结合和功能特性可能就会发生改变。不过，通过从抗体文库中筛选的方法，可以定向筛选出特性符合要求的抗体，例如高抗原亲和力, 高产量，以及良好的生理性质和特定的结合方式。正是由于这些优势，研究人员正在积极开发在抗体早期发现阶段对全长抗体进行筛选的策略。 2.双特异性抗体的历史 大约50年前，Linus Pauling领导的小组中的科学家Alfred Nisonoff得出了一个关于抗体分子结构的重要结论：每个抗体分子都由两个对靶抗原具有相同特异性的结合位点组成。诺贝尔奖获得者Rodney Porter使用木瓜蛋白酶将抗体切割成了两个Fab片段和一个Fc片段,Nisonoff继续了这项工作并使用了另一种蛋白酶，胃蛋白酶来进行抗体的蛋白水解切割，结果得到了一个二价F(ab)2片段和许多来源于Fc片段的多肽。他认为产生这种现象的原因是木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的切割位点分别位于重链二硫桥的两侧。之前人们认为两个Fab分别位于Fc片段的一端，而Nisonoff的发现改变了这个观点，他认为两个Fab片段都处于Fc片段的同一侧。随着对抗体结构认识的改变，很快便有人提出了人造bsAbs的想法：使用胃蛋白酶裂解，温和的还原和氧化两个具有不同特异性的F(ab)片段，于是Nisonoff和Rivers合成了一种双特异性的二价F(ab)2。他们运用同样的方法制备了针对小鼠免疫球蛋白（Ig）和铁蛋白的双特异性试剂，该试剂被用于通过电子显微镜观察小鼠淋巴细胞表面的Ig。 在接下来的20年中，Köhler和Milstein发明的杂交瘤技术被广泛使用并能高效的生产单克隆抗体。双特异性F(ab)2的产率也可以通过使用化学偶联剂（二巯基化物和硫醇激活剂）或硫醚键连接来提升。实际上，Milstein本人已经从杂交瘤的概念衍生出了“杂交-杂交瘤（hybrid hybridoma）”，设想了一种“四源杂交瘤（quadroma）”细胞，其中包含两种不同抗体的重链和轻链的编码基因能够组装并分泌一种bsAb（尽管它只是由两种重链和轻链混杂配对形成的产物之一）（图1）。 图1. 链错配问题  在一个细胞中表达4条不同的抗体链（图中分别用蓝色和绿色表示了分别对应不同抗体的链）时，通过排列组合可以预计产物是一种混有10种不同的潜在产物的混合物。多种抗体工程技术旨在让抗体链配对时倾向于形成所需的双特异性产物（图中心） 大约也是在那个时候，首次报道了bsAb可以通过重定向T细胞攻击肿瘤细胞来诱导有效的细胞毒性：一方面结合T细胞受体（TCR）以激活T细胞，另一方面结合淋巴瘤细胞系中表达的肿瘤相关抗原（TAA）Thy-1。在随后的几年中，有证据表明仅由化学偶联的F(ab)2片段组成的bsAb也能够介导T细胞活性重定向至肿瘤细胞。一方面，其功能不依赖于MHC；另一方面，诱导细胞裂解的极强效力这两个优势使得这种作用方式的bsAb至今都是临床发展的重点。 重组DNA技术的发展极大地影响了下一个十年bsAb的开发。1988年，单链可变片段（scFv）首次出现。它由抗体重链和轻链的可变区被一个柔性接头连接而成, 由此为多特异性抗体的设计开创了一个新时代。为了解决抗体各链随机结合的问题，现在可以将组成多个抗原结合位点/分子的序列放入一条多肽链中在大肠杆菌中表达，而且由于不存在糖基化的Fc片段，产率大幅提升。此外，有了重组DNA技术，我们还可以根据需求随意设计这些多特异性制品的效价，从而让它们能够满足更多的应用场景。但是，缺少Fc片段会导致抗体在体内半衰期短得多，必须通过在抗体上引入人血清白蛋白（HSA）或Fc融合的其它生物制品来弥补，来更好的发挥其生物学活性。因此，第一个公开发表的对称形式具有四价的双特异性分子，是一种将scFv与每个重链的C末端融合的单克隆抗体。此外值得注意的是，基于scFv的抗体容易聚集和稳定性较低的问题通常需要对最终产品进行重新优化。 1996年，Carter和同事们开创了另一种方法用于解决链错配问题（同时表达的重链和轻链随机配对，从而产生十种不同分子种类的混合物，图1)。Carter和同事们在观察到抗体重链二聚化是通过CH3结构域的二聚化（亲和力大约为10-15 nM）导致的之后，提出了“Knobs-into-Holes”工程设计的策略。该策略通过将抗体一条重链上一个侧链较小的氨基酸替换为一个侧链较大的氨基酸（“knob”），将另一条重链上一个侧链较大的氨基酸替换为一个侧链较小的氨基酸（“hole”），来诱导抗体的异二聚化，结果产生了超过95％的异二聚抗体产物(Fig. 7.2a)。之后，这种通过位阻效应制备不对称抗体的方法被不断优化，以进一步增加异二聚抗体的产率。此外，后续通过其他工程改造步骤，例如引入链间二硫键以及点突变，成功地改善了所得分子的热稳定性(Fig2b)。除了通过空间位阻的方法，抗体异二聚化还可以通过在异源重链的CH3结构域上引入带相反电荷的氨基酸(Fig2c)，或者同时运用空间位阻和静电排斥来实现(Fig2d)。为了实现更高的异二聚化效率，最近的方法引入了更广泛的突变，甚至通过使用天然存在于异二聚体分子中的异二聚化基序（motif），如BEAT body平台中使用的(Fig2e)。在21世纪的第一个十年中，科学家们提出了许多解决轻链错配的方法，例如使用共用轻链（common light chain）或具有物种特异性匹配性质的轻链；然而，直到2014年才出现了第一个可以促进同源的重-轻链选择性配对的正交互补平台。另一个有效的解决方案是使用CrossMab，这种异二聚体的每个臂上CH1和CL结构域的位置进行了互换。还有一种解决方案是用一对CH3结构域与两个Fab之一的CH1/CL的恒定区互换位置。 图2 使两个异源重链优先配对的工程方法  图中以卡通的形式显示了异源CH3结构域骨架，并在CH3结构域之间绘出了突变的氨基酸残基。(a),“Knobs-into-Holes”异二聚体 T366W + T366S/L368A/Y407V (PDB: 5DI8);(b),二硫键连接的“Knobs-into-Holes”异二聚体(PDB:5HY9);(c),通过引入带相反电荷的氨基酸形成的异二聚体 E356K/D399K + K392D/K409D(PDB: 5DK2);(d),位阻效应和电荷效应相结合的方法“EW-RVT,”包括 K360E/K409W + Q347R/D399V/F405T(PDB: 4X98);(e),基于BEAT body 异二聚体，基于TCR基序进行异二聚化(PDB: 6G1E)  在努力开发人工bsAbs的同时，还有一种古老得多的天然形成的一类双特异性抗体，具有开发成为治疗双特异性试剂的巨大潜力，其特殊的生物学性质引起了人们的关注。然而，在很长一段时间当中，人们并不清楚是什么样的结构生物学机制促使了它的产生。人们发现血清来源的IgG4抗体无法交联抗原并产生大型免疫复合物，而重组IgG4抗体能够很好地交联相同的抗原。此外，长期接触蜂毒素磷脂酶-A2（PLA2）的养蜂人血清中发现IgG4抗体水平升高，引起了人们对这些全长“单价”抗体的研究的兴趣。这些抗体可以阻断其他PLA2特异性抗体与PLA2结合：它们由两对重链-轻链组成，而其Fab臂发生了交换，导致每对重-轻链来自不同的抗体。在后来的研究中发现，Fab臂的交换是偶然地在翻译后发生的：首先大量互不相干的IgG4抗体阻碍了体内杂合抗体的形成。之后通过使用灵敏的实时FRET技术，科学家们发现Fab臂的交换可以在特定的氧化还原条件下在体内发生。通过总结这些现象，科学家们发明了当今构建bsAb最成功的技术之一，即“ DuoBody”技术平台。该技术平台在不同来源的IgG1半抗体的CH3结构域中引入突变，通过温和的还原和氧化反应进行受控的Fab臂交换（controlled Fab-arms exchange）。不同于在一个细胞中表达不同抗体链，利用duobody技术，我们甚至可以在细菌中共培养表达两种截然不同的半抗体并得到IgG4型的bsAbs。 综上所述，双特异性抗体的工程化，生产以及下游加工和质量控制方面的技术创新不仅导致如今出现了超过100种bsAb构型，而且还成功地将bsAb推动为当下基于抗体的疗法中，研究最火热、最具前景的化合物。在本章后面的小节中，我们将进一步介绍bsAb不同的生物学作用方式，不同的构型，并探讨其应用前景和局限性。 3.当今双特异性抗体的作用方式（mode of action，MOA） 从历史上看，某些只能通过用一个分子特异性结合两个靶点的抗体才能实现的生物学功能引起了科学界的广泛关注(图3)。表1列出了已经获批用于临床的治疗性抗体。除了3.1小节中图3a这种桥接不同细胞类型（例如T细胞重定向策略）的“反式”相互作用之外，bsAbs还能够桥接同一细胞上的两个受体（“顺式”相互作用）（3.2小节中图3b），以及靶向同一信号通路中的多个配体以克服它们在体内的冗余（3.3小节），或同时结合同一抗原的两个不同表位（3.4小节）。 图3.专性双特异性抗体的作用机制(a), bsAb 通过桥接效应细胞和靶细胞诱导细胞杀伤; (b) bsAb 结合同一细胞上的两个不同抗原诱导增殖、代谢激活或者凋亡; (c) bsAb 充当酶级联反应中的链接，使酶活化; (d) bsAb 作为载体介导载荷的运输 表1 获批用于临床的双特异性抗体 在某些情况下，激动性bsAbs可以增强细胞代谢和再生过程（图3b），或者可以串联某些酶级联反应（图3c和第3.5小节）。在某些特定的生物学场景中，我们还可以利用bsAb作为分子运输的载体。以此将载荷或者bsAb中的功能臂富集或逃离特定器官、组织或细胞区室，从而使载荷或者功能臂在这些区域发挥作用（图3d和3.6小节）。 3.1.桥接不同类型细胞的BsAb 这种方法主要是通过运用bsAb重定向T细胞，利用T细胞的细胞毒性以消除肿瘤细胞。bsAb充当T细胞与肿瘤细胞之间的物理连接，一条臂与T细胞结合，另一臂与肿瘤细胞结合。绝大多数以这种方式起作用的bsAb都选择与TCR复合物中的CD3ε结合，同时可以诱导T细胞活化而不依赖于TCR的抗原特异性以及MHC的限制，而且不需要辅助因子参与（例如CD4或CD8）。尽管此类药物在体外试验中展现出了令人鼓舞的疗效，但由于这些分子在体内诱导不受控制的细胞因子释放，以及难以生产等问题，限制了其在临床上的应用。直到blinatumomab（Blincyto®）惊人的临床效果披露后，人们才对T细胞重定向bsAb产生了浓厚兴趣，而因此，目前进行临床研究超过50％的bsAb都以T细胞重定向作为主要的作用方式。 Blinatumomab是一种由两个scFv组成，靶向CD19和CD3ε的bsAb。由于不包含Fc片段，因此它的分子量大小仅为55 kDa。其在体内的血清半衰期约为1小时，因此它的给药方式通常是使用便携式泵进行连续静脉输注。该药在非霍奇金淋巴瘤患者的治疗中已经展现出了疗效：它在复发/难治性急性淋巴细胞白血病（ALL）患者中的完全缓解率达到惊人的的43％，这使其在2014年获得美国监管部门的上市批准。 T细胞桥接抗体如何发挥作用？此类bsAb通过桥接T细胞和肿瘤细胞以形成免疫突触，从而使TCR活化并让T细胞释放颗粒酶和穿孔素，最终诱导靶细胞凋亡。由于blinatumomab的临床结果令人印象深刻，以至于好几种双特异性T细胞桥接抗体（BiTE）均使用了它的构型且都具有CD3结合片段，不同点是靶向的肿瘤相关抗原（TAA）不同。影响T细胞重定向bsAb效果的关键因素包括：肿瘤细胞表面靶抗原的表达水平，其在细胞膜上的流动性以及与抗原表位与靶细胞膜之间的距离。还有证据表明，与TAA的多价结合可以让T细胞更紧密的与靶细胞连接，从而提高杀伤效果（例如多价TandAb具有两个CD3结合位点和两个TAA结合位点，以此来提高T细胞桥接的效率）。另一方面，CD3特异性结合臂通常具有相对较低的亲和力（约200 nM），使得bsAb能够与CD3复合物发生多次连续接触，并引发一种称为“连续杀伤（serial killing）”的现象，从而使单个bsAb分子连接的T细胞可杀伤多个靶细胞。 此外，不含Fc片段的或含有不能结合效应细胞的Fc片段的T细胞桥接抗体，与具有功能性Fc片段的T细胞桥接抗体相比似乎更有优势。甚至在靶向CD3的双特异性抗体出现之前，科学家们就通过沉默OKT3（Muromonab，一种单特异性抗CD3抗体，在移植医学中用作为免疫抑制剂）Fc片段的效应功能提高了其安全性。通过阻止Fc片段与Fcγ受体结合，可以避免免疫细胞表面CD3不受控制地聚集。以这种方式修饰的抗体可显著降低细胞因子的释放。与blinatumomab相比，第一个获批的bsAb catumaxomab由小鼠和大鼠的重-轻链组成的异二聚体，并且靶向CD3和Ep-CAM，含有功能性Fc片段。由于catumaxomab的Fc片段能够结合除了肿瘤以外表达在肝脏中Kupffer细胞上的Fcγ受体导致的的靶点毒性（on-target/off-tumor toxicity），静脉注射后会引起患者出现严重不良事件，如强烈的局部细胞因子释放和T细胞介导的肝毒性。大多数（67％）靶向CD3的T细胞桥接bsAb被用于治疗血液系统恶性肿瘤，其靶标包括CD19、CD20、CD33、CD38和CD123（B细胞成熟抗原，BCMA）。T细胞桥接bsAbs在实体瘤中的应用进展相对缓慢，这是因为许多实体瘤抗原在健康组织中也以低水平表达，这可能导致毒副作用。其他影响该类bsAb在实体瘤中应用的因素还包括抗体和效应细胞难以渗透进入实体瘤组织，以及肿瘤的免疫抑制性微环境。目前约有14种T细胞桥接bsAb正在进行治疗实体瘤的临床试验，靶点包括Her2、EGFR、PSMA和Ep-CAM。 长期使用T细胞桥接抗体治疗可能会由于肿瘤抗原的丢失而出现耐药。一个典型的例子是ALL患者中CD19阴性白血病细胞的增殖。其它抑制T细胞活性的机制还包括调节性T细胞的抑制功能或免疫检查点分子（例如PD-1和PD-L1）的表达。不意外的是，对PD-1/PD-L1抑制可以增强T细胞桥接bsAb的治疗效果。因此，目前基于bsAb的疗法通过同时阻断PD-1/PD-L1轴以及其它免疫检查点CTLA-4、LAG-3或TIM-3来增强T细胞活性已经在进行早期临床研究。一些联合疗法令人鼓舞的早期数据更加支撑了这种观点：与ipilimumab单药治疗相比，联用ipilimumab（Yervoy®）（抗CTLA4）和nivolumab（Keytruda®）（抗PD-1）治疗可显著延长黑色素瘤患者的无进展生存期（PFS）。在双特异性药物的设计中，科学家们已经设想了用Fc沉默的bsAb分别以高亲和力PD-1结合臂和低亲和力CTLA-4结合臂来阻断肿瘤浸润淋巴细胞上的PD-1和CTLA-4，与此同时还能减少bsAb与CTLA-4阳性的外周血T细胞的结合。该设计旨在提高bsAb的安全性和耐受性。 在临床上，使用T细胞桥接bsAbs对抗癌症已经逐渐从激活的效应细胞扩展为使用其它合适的效应细胞类型。Vγ9Vδ2 T细胞是一类涉及免疫监视并且能与肿瘤产生的磷酸化抗原反应导致代谢失调的细胞。该细胞通过bsAb重定向到EGFR阳性肿瘤，并能够诱导结肠癌细胞死亡。另一类适合被桥接的是自然杀伤（NK）细胞。研究人员通过基于scFv构型的三特异性抗体靶向CD16a受体，并融合了IL-15和Her2特异性结合片段实现了NK细胞的桥接。TandAb AFM 13，一种通过接头连接四个抗体可变区片段的抗体，分别拥有两个CD30和CD16a结合位点，能够诱导NK细胞介导的CD30阳性非霍奇金淋巴瘤细胞的杀伤。 除肿瘤领域外，T细胞重定向策略也可能被应用于传染病的治疗。靶向病毒的bsAbs已被证明可将细胞毒性T细胞重定向至已经被乙型肝炎病毒，巨细胞病毒和HIV-1感染的细胞。此类bsAb能够诱导杀伤被HIV感染的细胞并抑制HIV的离体复制。最近的研究有望成功地将bsAb用于再生医学：通过靶向递送CD34阳性的内皮祖细胞至CD41阳性的血小板，可在急性心肌梗死的小鼠模型中有效地修复心脏。通过靶向干细胞抗原1，bsAb可以将PBMC的一个亚群递送至损伤部位，再加上血小板上GPIIb/IIIa的活化，导致损伤部位的炎症细胞和纤维化明显减少，而毛细血管密度增加，心脏功能恢复。 3.2.桥接受体阻断信号通路 桥接受体的bsAb中最成功的例子当属靶向酪氨酸激酶受体家族的抗体。这可能是因为它们靶点组合的协同特性，但是在某些例子中也由于其专性的双特异性。令人惊讶的是，迄今为止，所有受体桥接bsAb在体外和体内试验中表现出的功能，都不能通过参考其亲本抗体的特性来预测。例如，有一个很好的靶向EGFR和Met的bsAb是通过在含有大量bsAb的文库中广泛筛选而来，并且是唯一一个不会在Met/EGFR阳性细胞诱导该通路激活的候选物。要知道，通常二价抗met抗体会引起met分子发生交联并诱导肿瘤发生。因此，这种靶向Met和抗EGFR结的不对称的双特异性抗体被用来阻断Met和EGFR诱导的信号传导。另一个例子是靶向Her2和Her3的单价双特异性抗体。通过与Her2高亲和力结合，可以使抗Her3 Fab在局部富集，从而可以阻止Her3与其配体HRG的结合并抑制两个受体的信号传导。 靶向受体的bsAb也可以表现出激动活性。有研究表明，成纤维细胞生长因子21（FGF21）代谢途径的激活可以有效缓解肥胖和糖尿病，但由于其毒副作用，无法直接靶向该分子。因此，bsAb BFKB8488A（Roche）通过靶向广泛表达的成纤维细胞生长因子受体1C和仅在肝脏、脂肪组织和胰腺中表达的β-klotho受体激活了该代谢途径。并且，毒副作用被有效地限制在同时表达两种靶点的组织中。 3.3.克服配体冗余 仅仅通过抑制支持癌细胞生长的细胞因子通常不足以阻止癌细胞的增殖，因为癌细胞增殖所涉及的信号传导途径依赖于激活这些通路冗余的配体。在抗血管新生方面，克服配体冗余作用方式的bsAb与单特异性药物相比具有一定优势。例如，一款靶向并抑制VEGF和δ样配体4（DLL-4）的DVD-Ig构型的bsAb目前正在进行治疗结肠癌患者的临床研究。研究人员开发了一款人源化IgG1 靶向VEGF和Ang2的CrossMab来治疗眼科疾病。在该药用于糖尿病相关性黄斑水肿患者之前，应该对其Fc区进行的额外工程改造，一方面避免与Fc受体的结合以减少二级免疫反应，另一方面提高药物的全身清除效率。 3.4.靶向同一抗原的两个不同表位: Biparatopic 双特异性抗体 Biparatopic bsAb靶向同一抗原的两个不同表位并可以充当交联剂，通常会导致抗原聚集。在这方面，它的活性可以与抗体的混合物相比。此类抗体的一个例子是抗Her2的bsAb ZW25。它极强的结合作用体现为更高的亲和力，能够更好地在细胞表面阻断Her2以抑制Her2介导的信号传导。它Fc区经过工程化改造后，能够更有效地发挥效应功能。在治疗晚期胃食管癌和乳腺癌患者的临床试验数据显示，该抗体比赫赛汀疗效更好。此外，以该抗体为基础，研究人员开发了一款抗体药物偶联物（ADC）ZW49。研究人员预计该药物能够介导更强烈的细胞内化，所以应该能够更有效的在胞内裂解毒素，从而获得更好的临床结果，目前，该药物正在开展临床试验。 3.5.酶模拟 典型的充当酶复合物共作用因子的bsAb的例子是emicizumab（Hemlibra®），它是目前获批上市的第二款bsAb。这种抗体通过以微摩尔级别的亲和力同时结合IXa和X因子，在A型血友病患者中模拟VIIIa因子（FVIII的活化形式，在A型血友病患者中缺失）。作为一种预防性治疗，这种bsAb可以有效地缓解A型血友病患者的出血，无论患者体内是否存在VIIIa因子抑制物。该bsAb是通过对40,000个bsAb（由200种靶向IXa因子的抗体和200种靶向X因子的抗体排列组合）的活性筛选而来。为了解决链错配问题，该bsAb由两条异源IgG4重链二聚体和一条共用轻链（common light chain）组成。在40,000个bsAb中大约有0.3%在筛选中表现出酶模拟活性。研究人员对最佳候选药物的轻链通过构架和CDR重组进行了优化。后续进一步的优化包括人源化以降低免疫原性，电荷优化以减少聚集问题，以及等电点优化以实现基于离子交换色谱的双特异性产物与副产物的分离。最终，该药物于2018年在美国和欧洲获批。 3.6.双特异性抗体介导的转运:背负式劫持 该概念涉及专性BsAb，其能够将分子转运进/出某些组织或细胞区室。其中一个开拓性的例子是，由抗体作为靶向部分和蓖麻毒素A组成的分子，毒素在该分子被细胞内化后会释放毒性。另一个由抗体和突变型假单胞菌毒素组成的药物正在临床开发中。 目前，科学家正在对利用bsAb作为“特洛伊木马”进行深入研究。因为它们可以穿过脑血屏障并将活性化合物递送到该区域。最常见的方式是，它们通过一个抗原结合臂与铁转运蛋白受体结合，从而让整个分子通过胞吞途径进入。有一个此类bsAb另一结合臂与ß-分泌酶1（BACE1）结合，能够在小鼠和猴子模型中显著抑制该酶的活性，从而减少脑和脑脊液中β-淀粉样蛋白斑块的数量。 核内体似乎也是一个可以作为bsAb转运功能的靶标。例如，bsAb一方面可以靶向埃博拉病毒糖蛋白胞外暴露的保守的抗原表位并以病毒作为载体，随之一起被内吞进核内体。病毒的糖蛋白被蛋白水解切割后，病毒与内体受体的结合位点暴露出来，该位点的结合是病毒从核内体进入细胞质所必需的。另一方面，bsAb通过靶向内体受体，阻断病毒与其结合，从而阻止病毒进入细胞质。通过这种机制，bsAb能够在体外中和几种已知的埃博拉病毒株并为小鼠提供抗病毒保护。另一款靶向次级内体蛋白（late-endosomal protein）CD63的bsAb能够提高靶向Her2的抗体-药物偶联物的递送效率并降低其的外周毒性。双特异性结合还可以通过介导与Fc或HSA的非共价融合，让不含Fc的抗原结合片段进入新生儿Fc受体（FcRn）循环途径，从而避免被溶酶体降解，在体内具有更长的血清半衰期。多种抗体运用这种设计并证实了其可行性：基于VHH的bsAbs vobarilizumab和ozoralizumab，它们分别靶向IL-6受体和肿瘤坏死因子并融合了能够结合HAS的片段，目前处于临床II期研究中。另一款基于VHH的，利用HAS延长半衰期的药物是靶向VWF蛋白（von Willebrand factor）的caplicizumab（Cablivi®）。FDA已经批准该药的用于治疗血栓性血小板减少性紫癜的患者。 4.双特异性抗体的构型 bsAb在完成单特异性抗体无法处理的任务中的成功引起了人们的兴趣。科学家希望推动bsAb用于更复杂的生物学场景。为了实现它们多样化的功能，有时需要不同的结合价位，有时甚至需要控制两个结合位点的空间位置。这促使蛋白质工程界设计出许多巧妙的解决方案来满足其多样化结构的需求。因此，目前已经有超过100种可用的，不同的bsAb构型 (图4)。 在IgG类的天然二价抗体中，两个抗原结合位点是相同的，并且重链和轻链的可变区都参与抗原结合。化学偶联以及共表达两对不同的重-轻链会导致混合产物的产生，从而造成链错配问题： 这会降低目标产物的产量，需要对各链做标签化标记以进行额外的纯化步骤，并需要对最终产物重新分析和质控。目前研究人员已经开发了多种技术来增加所需双特异性分子的产率。除了可以根据bsAb的基本结构将它们分类之外，还可以通过bsAb所应用的工程化方法对它们进行区分。 4.1.基于片段结构的双特异性抗体 单链可变片段（scFv），一种由连接子（linker）将重链和轻链的可变区连接在一起组成的多肽链。作为最小的抗体衍生结构，它保留了完整IgG抗体的抗原特异性，并且成为了如今构建多特异性抗体最常用的构型(图4A2)。我们可以在这种构型中通过选择合适长度的连接子来调整重链和轻链的空间排列，而缺少Fc片段则可以规避抗体的同二聚化(图4A)。特别是后一特性还让其适合在原核微生物或低等真核生物中表达，从而使它的生产变得廉价和简单。它们的模块化性质让我们可以按照意愿选择特异性结合的效价：目前，多效价靶向每个靶点的构型正在进行临床评估。与此同时，其模块化特性让我们能够调整结构域的排列，以找到最佳的组合形式，以此解决基于片段的bsAbs在溶解性和稳定性方面的潜在问题。 图4 bsAb构型的选择抗体各链标示: 红色, VL1; 蓝色, VH1; 黄色, VL2; 绿色, VH2; 黑色, CL; 白色, CH1; 灰色, CH2; 浅蓝, CH3. (A) 基于片段结构的构型: A1 F(ab)2, A2 T细胞桥接双特异性抗体(BiTE), A3 diabody, A4 dual affinity retargeting (DART),A5tandemdiabody(TandAb);(B)对称融合构型,B1dual-variabledomain-Ig (DVD-Ig),B2IgG-(scFv)2,B3(scFv)4-Fc,B4cross-overdualvariableIg(CODV-Ig);(C)对称构型, C1 Two-in-One Ab, C2 DutaMab, C3 mAb(粉色表示做了突变处理的CH3结构域); (D)不对称构型, D1 “Knobs-into-Holes”异二聚化的IgG, D2 通过电荷作用异二聚化的IgG, D3 通过位阻效应诱导、二硫键稳定异二聚化的IgG, D4 通过位阻效应诱导、点突变稳定异二聚化的IgG,D5SEED-body(条纹表示异二聚化的CH3); (E) 解决了轻链错配的不对称构型, E1 大鼠-小鼠 杂合IgG (带边框的洋红色,小鼠CL;带边框的粉色,小鼠CH1;洋红色,小鼠CH3;带边框的深灰色,大鼠CL;带边框的灰色,大鼠CH1;深灰色,大鼠CH3), E2 共用轻链异二聚化IgG, E3通过突变CH1/CL和VH1/VL结合界面异二聚化的IgG, E4 DuetMab, E5 CrossMab 相比之下，diabodies（图4 A3）包含两条链，每条链具有一个VH和VL结构域，并通过很短的（通常为5个氨基酸长度）linker连接。因为linker的长度比scFv中装配抗原结合位点所需的长度短得多，所以两条链在相反的方向上形成二聚体，当其在同一细胞中共表达时形成双特异性异二聚体分子。而有证据表明，两个结合位点位置的变化会影响抗体的有效应。例如DART构型的抗体（图4A4），由两个diabody组成。其中，两个diabody被一个额外的半胱氨酸键将抗体中靶细胞和效应细胞的结合位点限制在比其他基于linker设计的构型更近的距离，因而可以诱导更有效的靶细胞杀伤。但是，不含有Fc区会使此类分子无法进入FcRn循环途径，从而导致较短的血清半衰期。然而，我们可以通过在抗体中融合Fc片段或HSA结合片段来改善它们的药代动力学性质。 4.2.对称的双特异性抗体构型 既要保留Fc片段又要克服链错配问题的另一种方法是选择未修饰的IgG构型作为基本骨架，并为其加上第二种特异性。因此，这种构型通常都是以二价的形式靶向每种抗原（图4B, C）。通过融合组成的构型通常包括附加在重链C末端的scFv以及Fab片段，例如(scFv)2-Ig（图4B2）；这里Fab片段的可变区和恒定区可以用scFv取代，(scFv)4-Fc（图4B3）。但是，在DVD-Ig（dual-variable domain-Ig）的构型中（图4B1），靶向第二种抗原的特异性是通过在重链N端添加另一对重-轻链可变区实现的。此外，最近报道的CODV-Ig（cross-over dual variable Ig，图4B4）构型通过将两个可变区阵列附加到每个Fab片段的恒定区来给抗体添加第二种特异性，并通过优化了的linker将VH和VL相连，以确保其正确的空间位置。 另一类工程化方法旨在通过引入突变和选择而不是共价连接的方法来生产对称的bsAb，同时保留其分子结构和IgG分子的大小(图4C)。其中包括“Two-in-One antibody”（图4C1），其可变区的CDR被修饰为可以特异性识别两种不同的抗原；DutaMab，其重链和轻链的CDR可以分别结合一种不同的抗原（图4C2）；mAb 具有从文库而来的抗原结合性Fc，通过在CH3结构域突变残基赋予其抗原结合能力（图4C3）。 4.3.不对称的双特异性抗体构型 此类设计的双特异性抗体构型的原理是通过在共表达四个多肽链后，为异二聚体的两个异源抗体链之间创造优先配对的条件(图4D, E)。这种构型的bsAb除了基本保留了抗体的天然构型和大小，此外，它们的巨大优势是最大程度减少了免疫原性非天然抗体序列（例如标签和linker）的使用。为了实现异二聚化，第一种策略是基于点突变的空间位阻效应（图4D1）或电荷效应（图4D2），之后再优化突变了的Fc区以保持分子的稳定性(图4 D3, 4)。最近，旨在实现异源二聚化的方法采用了更广泛的突变，例如运用链交换技术改造结构域的SEEDbody：利用了IgG3和IgA CH3片段易于配对的特性，将其中类似的结构分别引入bsAb的两条重链中（图4D5）；BEAT构型：利用TCR（T-cell receptor）两条链异二聚化的特性，将介导TCR链异二聚化配对的残基引入到Fc区上(图2E) 。最近，出现了一种适用于IgG1骨架CH3结构域的方法是先表达两个半分子抗体，之后组装，也称为受控的Fab臂交换（controlled Fab-arms exchange）。 通过利用一个scFv作为抗原结合位点（图4D5）或使用多个物种的抗体结构域(图4E1)，解决了不对称构型中轻链错配的问题。后来研究人员通过让两个结合位点使用同样的轻链的方法也解决了这个问题(图4E2)。它为两个结合配偶体使用序列相同的轻链（图4E2）。但用这种方法构建的bsAb的局限性在于这种bsAb不能利用已经存在的单特异性抗体，因此需要一系列配套的噬菌体文库和转基因动物平台来支持其抗体发现过程。此外，通过修饰重链和轻链之间的结合界面也可以让某个Fab优先形成，避免轻链错配(图4E3)。还有一种促使轻链正确配对的策略是，通过去掉Fab片段恒定区之间的天然二硫键并人为引入另一条二硫键，称为DuetMab构型(图4E4)。在CrossMab中，轻链和Fd（VH-CH1）片段的位置在两个不对称半抗体中互换了位置（图4E5）。依赖于轻链结合抗原的bsAb的分离纯化步骤如下：在“κλ-body”构型中，采用了两个不同亚家族（κ和λ）的独特轻链。在进行亲和色谱分离时，使用诸如Kappa选择和Lambda Fab选择之类的载板来选择性捕获包含κ和λ两个轻链的不对称bsAb。此外，能够与bsAb两个Fab相结合的抗原蛋白如今也可以被用作色谱载板来特异性捕获bsAb。 实际上，对某些不对称bsAb的设计进行微调，是为了通过下游生产纯化达到所需均质终产物的最佳产量。此类方案根据目标产物与副产物的微小区别，例如基于与重组纯化蛋白A结合能力的差异、所带电荷的差异或分子量差异，可以分别通过离子交换色谱或凝胶过滤柱进行分离纯化。由于bsAb结构的复杂性，导致了其需要灵敏的分析工具监控并分离纯化正确配对的产物。bsAb的分析由一系列互补的方法组成。分析的第一步通常是基于液相色谱-质谱（LC-MS）的方法来测定抗体的分子量，以便快速分析bsAb各链是否正确配对；第二步包括疏水层析（HIC）分析，可基于目标产物和副产物疏水性的不同测定bsAb的纯度。 值得注意的是，目前大多数不对称构型的bsAb对每种抗原都只有一个单价结合位点，想要引入靶向抗原的多个结合点仍然是未来蛋白质工程面临的挑战：多价结合所获得的亲和力效应可能会挖掘出抗体的潜力，通过提高结合位点的数量，从而增强与表达抗原的靶细胞的相互作用强度。 5.展望 在了解了几类双特异性抗体的构型后，我们可以得出结论，未来大多数打算用于治疗的候选分子都倾向于含有Fc片段，主要是因为它带来的较长的体内血清半衰期。此外，之前被证明对单克隆抗体有益的所有基于Fc的修饰也都适用于bsAb：选择合适的Fc类型来延长半衰期；通过点突变或改变糖基化来增强次级免疫反应；或通过减少点突变造成空间位阻或减少糖基化使其难于结合FcγR分子。或者，如果不需要介导次级免疫反应，则可以使用IgG2或IgG4类的Fc片段。IgG4介导天然异源二聚化的特性似乎更适合用作bsAb的骨架。 尽管目前在临床试验中的分子最多具有两个结合位点，但在一些抗体构型中，多价靶向特定抗原似乎会更有利。未来的抗体工程化还可以利用天然的多价抗体分子，例如基于IgA的四价构型或基于IgM的十价构型。 6.总结 在本章中，我们了解了几十年来bsAb的发展历程，并学习了它们的多种构型以及作用方式。每种构型都在调整针对目标抗原的效价、靶向两种抗原时距离和浓度的物理化学参数等方面表现出独特的性质。而它们在理化性质，制造要求，生产后分析和配制以及体内药代动力学性质方面就更加差异化。但是，对bsAb的结构和功能同质性以及生物学效应的要求与经典的单特异性抗体是高度类似的，这对于其在人体和医疗上的应用至关重要。 Take Home Messages •根据生物学效应，BsAb可以充当两种单特异性抗体组合的混合物来发挥作用；也可以作为专性bsAb，将两种不同的抗原特异性组合在一起产生新的生物学效应。 •bsAb的专性作用要么是空间性的（两个抗原结合臂分别同时结合抗原），要么是时间性的（其中一条抗原结合臂与抗原的结合是实现另一臂结合活性的先决条件）。 •常用的bsAbs作用方式包括桥接不同细胞类型，桥接不同抗原，结合同一抗原的两个不同表位，靶向同一信号途径的两个抗原以及作为载体将携带的生物学功能递送至所需的器官和细胞室。 •bsAb的构型包括不含Fc片段的基于片段结构的构型；通过利用融合或突变方法添加第二种特异性的同源二聚化Fc的对称构型；以及通过空间位阻效应或者静电效应诱导两个异源Fc半分子结合的非对称构型。 •不对称构型通常通过点突变引入链配对基序，以诱导两个异二聚半抗体重链分子的优先配对。轻链错配的问题可以通过让两个不同的抗原结合位点共用序列相同的轻链；或者改造重-轻链结合界面，包括引入改造的二硫键；通过结构域交换或恒定区位置互换来解决。此外，对于具有κ和λ类轻链的抗体可以利用特异性结合κ和λ类轻链来进行分离纯化。 •抗原识别位点的效价在各种构型的抗体中是不同的，可以根据特定的生物学应用进行选择。目前的抗体工程技术甚至可以满足设计多价抗体的需求。 •使用IgG1、IgG2和IgG4不同骨架的bsAb构型可以调节不同的免疫效应功能。 下章预告：抗体偶联药物 往期内容： 第二章：抗体：发现及特性的历史 第三章：单克隆抗体和杂交瘤细胞 第四章：抗体展示系统 第五章：转基因动物用于产生人类抗体 第六章：抗体在治疗、诊断和科学中的应用 为促进抗体行业的交流与创新，2024年10月16-17日第七届金秋十月抗体产业发展大会如约而至。会议旨在为研究人员提供一个互动交流的平台，有助于推动抗体产业的进一步发展。 会议内容 时间：2024年10月16-17日 地点：上海张江（酒店定向通知） 规模：600-800人 主办单位：生物制品圈、抗体圈 演讲支持：Entegris、瑞孚迪、AS ONE CORPORATION 会议费用：免费FREE!（仅收取100元报名定金，含参会学习、茶歇、会议手册，定金概不退还），先到先得，报完即止！ 报名方式：扫描下方二维码或点击文章最底部“阅读原文”→ 填写表格 → 报名成功（报名志愿者，承担一定工作，请慎重考虑，免交定金）！ 组委会获得报名信息后，根据报名信息进行初筛，并进一步与报名者沟通确认，实现精准邀请。最终有机会进入大会微信群（严格审核通过）。 日程安排 更多嘉宾正在邀请中 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

摘要:尽管开发了多种治疗药物，多发性骨髓瘤仍然无法治愈。最近，T细胞重定向免疫疗法已成为治疗难治性骨髓瘤的有希望的策略。使用嵌合抗原受体（CAR）-T细胞和双特异性抗体的临床试验已在三重难治性患者中展示了成功的抗骨髓瘤反应。然而，需要考虑并妥善管理与激活的免疫细胞的靶向/非靶向反应相关的独有且不想要的免疫效应。本综述总结了用于治疗难治性骨髓瘤的双特异性抗体的最新进展。它概述了它们开发的历史，以及它们的机制作用和它们在骨髓瘤治疗中当前和潜在的未来角色的讨论。随着越来越多的证据出现，为CAR-T细胞疗法的时机提供信息，临床试验的结果以及双特异性抗体的现成特性也表明了它们的治疗时机。这些发现将促进双特异性抗体与其他适当药物联合用于难治性骨髓瘤的进一步开发和应用。 1.引言 多发性骨髓瘤治疗领域已经开发了多种治疗药物，包括单克隆抗体（mAbs）、免疫调节药物（IMiDs）和蛋白酶体抑制剂（PIs）。这些药物的组合治疗方案已经取得了更好的临床反应，延长了多发性骨髓瘤患者的生存期。然而，由于多发性骨髓瘤细胞的肿瘤间和肿瘤内异质性，技术上多发性骨髓瘤仍然无法治愈。 为了克服这个问题，一种有希望的策略是改变当前的治疗方式及其在多发性骨髓瘤治疗后期的组合。同时，开发新的治疗方式对于改善治疗结果也很重要。最近，T细胞重定向免疫疗法，如嵌合抗原受体（CAR）-T细胞疗法和双特异性抗体疗法，已经被开发出来以增强治疗效果。临床试验已经证明，即使在三重难治性多发性骨髓瘤患者中，也产生了显著的抗骨髓瘤T细胞反应。由于双特异性抗体作为一种现成的治疗方式具有优势，因此不仅进行了单药治疗，还进行了与其他药物联合治疗难治性多发性骨髓瘤的临床试验。另一方面，与免疫细胞强烈激活相关的特有和不想要的免疫效应，如细胞因子释放综合征（CRS）和免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS），已经出现，除了细胞减少症外，还需要仔细管理。 2.双特异性抗体的基础知识 在这篇综述中，我们重点关注了用于治疗难治性多发性骨髓瘤的双特异性抗体的最新进展。概述了它们开发的历史，以及它们的机制作用，以及它们在多发性骨髓瘤治疗中的当前和未来状况。双特异性抗体的基本结构由一个Fc区域和两个相同的可变区域组成（图1a）。由于可变区域的氨基酸序列在不同抗体之间不同，它决定了抗体对目标抗原的结合特异性和能力。在20世纪60年代，首次描述了产生具有两个不同可变区域的抗体的概念。然后在20世纪80年代，在建立了生产mAbs的杂交瘤方法之后，杂交-杂交瘤组合使双特异性抗体的生成成为可能（图1b）。在基因工程技术的基础上，两个单链片段变量（scFvs）与连接序列融合，即所谓的双特异性T细胞引导剂（BiTE），于1995年首次合成（图1c）。BiTE旨在识别两个目标抗原——上皮细胞黏附分子（EpCAM）和CD3——用于实体瘤的治疗。在血液系统恶性肿瘤领域，2000年开发了一种特异性为CD19和CD3的BiTE，并随后对患有惰性淋巴瘤的患者进行了1期临床试验，证明了CD19 x CD3 BiTE的安全性和有效性。这开创了一系列临床试验，证明了blinatumomab（CD19 x CD3）对治疗难治性急性淋巴细胞白血病是有效的。这些发现最终导致了用于治疗其他血液系统恶性肿瘤的新双特异性抗体的开发。 图1 双特异性抗体的概念。a 传统抗体具有一个恒定（Fc）区域和两个相同的抗原结合位点，由轻链（VL）和重链（VH）的可变区组成。b 双特异性抗体具有两个可变区，分别针对两种不同的抗原。为了激活针对肿瘤细胞的人类T细胞，其中一个通常特异性结合人类CD3分子，另一个结合肿瘤抗原。作为模型，展示了通过杂交瘤技术产生的双特异性抗体，如卡妥索单抗。c 双特异性T细胞引导者（BiTE）配备了两个单链片段变量（scFvs），它们与一个柔性连接序列融合。BiTE能够通过结合人类CD3分子和肿瘤抗原，使人类T细胞与肿瘤细胞结合。 最近开发的双特异性抗体是基于三个组成部分设计的。一个特定于主要由T细胞表达的免疫调节蛋白，如CD3、4-1BB、CD28或PD1，另一个与肿瘤细胞表达的抗原结合。由于抗体或基于配体的方式对这两个组成部分都很灵活，它们可以针对非HLA/肽复合物以及HLA/肽复合物，而不考虑T细胞的HLA限制。重要的是，这两个组成部分通过一个“核心”部分进行多聚化，该部分可以是连接序列、免疫球蛋白的Fc区域或载体蛋白，如白蛋白。采用这种方法，到目前为止已经开发了100多种不同的结构。 为了阐明双特异性抗体的特异性和反应性，在图2中总结了两种重要的反应性。非靶向反应主要指的是产生的双特异性抗体本身对无关抗原的交叉反应，但对于一些类型的双特异性抗体，也可能考虑可能的自我激活。Catumaxomab（EpCAM x CD3）是首个获准用于治疗由实体瘤引起的恶性腹水的双特异性抗体。它具有两个可变区域分别结合EpCAM和CD3，以及一个野生型Fc区域（图1b）。不幸的是，在临床试验中，静脉注射catumaxomab引起了暴发性肝炎。随后的免疫组化分析表明，肝脏中的Kupfer细胞和T细胞可能通过野生型Fc和CD3在没有EpCAM阳性靶细胞的情况下相互交互，导致自我激活。因此，在最近的双特异性抗体中，通常使用突变型或IgG4型Fc区域，这些区域不能结合表达Fc受体的细胞，以避免由于免疫细胞的自相残杀而引起的不必要的毒性。同时，也需要仔细考虑靶向反应（图2）。肿瘤和正常细胞/组织之间在靶抗原表达水平上的明显差异对于最小化靶向/非肿瘤反应很重要。此外，双特异性抗体对肿瘤细胞的靶向反应增强将导致严重的CRS。当靶抗原在肿瘤细胞上高度表达和/或患者体内仍有高肿瘤负担时，应该小心，并可能需要使用tocilizumab和皮质类固醇进行CRS管理。 图2 由双特异性抗体诱导的靶向和非靶向反应。a 非靶向反应可能是两种类型之一。如果双特异性抗体包含野生型Fc区域，可能在没有肿瘤细胞的情况下在人类T细胞和NK细胞之间产生人工免疫突触，导致自我激活。b 如果双特异性抗体与正常细胞表达的不相关抗原发生交叉反应，可能会发生不想要的T细胞对正常细胞的反应。c 当正常细胞表达目标抗原时，双特异性抗体可能诱导不想要的靶向/肿瘤反应。这种靶向/肿瘤反应的程度将由肿瘤细胞和正常细胞之间目标抗原表达的差异决定。d 强烈的靶向（对肿瘤）反应将导致T细胞产生的细胞因子数量增加。从这个角度来看，细胞因子释放综合征的管理需要仔细注意。注意黑色双特异性抗体的颜色从b到d表示Fc区域的突变，以避免招募表达Fc受体的免疫细胞。 3.双特异性抗体在临床试验中被批准并测试用于治疗骨髓瘤 针对骨髓瘤治疗的双特异性抗体主要针对B细胞成熟抗原（BCMA）。其他特异性针对G蛋白偶联受体家族C组5成员D（GPRC5D）、Fc受体同源5（FcRH5）和CD38。截至2023年底，三种双特异性抗体—teclistamab、elranatamab和talquetamab—已被食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗四线治疗后的三重难治性骨髓瘤，类似于CAR-T细胞疗法。尽管这些尚未在日本获得批准，但针对日本患者的临床试验已经取得了有希望的结果。表1总结了针对骨髓瘤的双特异性抗体，每个抗体的重要点如下所述。 3.1.AMG-420和pavurutamab（AMG-701） 在骨髓瘤双特异性抗体研究的初期，AMG-420是第一个被开发的。由于AMG-420是一种基于BiTE的模式，针对BCMA，需要持续给药以维持其血清浓度。一项为期4周的静脉注射1期临床试验显示，总体反应率达到31.0%，最多10个周期。Pavurutamab是一种双特异性抗体，具有突变的Fc区域以阻止与NK细胞的相互作用，实现了30.0-40.0%的反应率。不幸的是，这两种药物的临床试验现在已经停止。 3.2.Teclistamab（JNJ-64007957） Teclistamab是针对BCMA和CD3的双特异性抗体，基于DuoBody技术，是FDA批准用于治疗难治性骨髓瘤的第一种双特异性抗体。在1/2期临床试验中，165名三重难治性骨髓瘤患者接受了皮下注射的teclistamab。在平均14.1个月的随访期间，总体反应率达到63.0%，完全反应率为39.4%。CRS在72.1%的患者中观察到（3级；0.6%，4级；0%），中性粒细胞减少症（70.9%）、贫血（52.1%）和血小板减少症（40.0%）也发生了，表明需要管理这些不良事件。 3.3.Elranatamab（PF-06863135） Elranatamab是一种针对BCMA和CD3的人源化双特异性抗体，最近也被FDA批准用于难治性骨髓瘤。在一项1期临床试验中，88名患者接受了单药治疗（n=23，静脉注射；n=65，皮下注射），平均随访12.0个月，客观反应率达到64.0%，包括38.0%的患者完全反应或更好。CRS在87.3%的患者中发生，但重要的是没有超过3级。中性粒细胞减少症（74.5%）、贫血（67.3%）、淋巴细胞减少症（52.7%）和血小板减少症（50.9%）也被观察到。在另一项2期临床试验中，招募了123名尚未接受BCMA导向治疗的患者。这些患者每周接受一次皮下注射的elranatamab，然后在六个周期后每两周一次。客观反应率达到61.0%，35.0%的患者实现了完全反应或更好；此外，50名接受每两周治疗的应答者中有40名维持了6个月以上的反应。在15个月的随访点，反应持续时间（DOR）、无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）分别为71.5%、50.9%和56.7%。观察到的不良事件包括CRS（57.7%；没有3级或4级）、中性粒细胞减少症（48.8%）、贫血（48.8%）、淋巴细胞减少症（26.8%）和血小板减少症（30.9%），但水平表明它们的耐受性。 3.4.Abbv-383（TNB-383B） Abbv-383是一种针对BCMA和CD3的双特异性抗体。在1期临床试验中，124名患者每3周接受一次静脉注射的Abb-383。在122名患者中，客观反应率达到57.0%，其中43.0%的患者有非常好的部分反应（VGPR）或更好。CRS在57.0%的患者中观察到（60mg剂量扩展队列中为71.0%），但超过3级的严重性很少见。所有患者中报告了中性粒细胞减少症（37.0%）、贫血（29.0%）、淋巴细胞减少症（15.0%）和血小板减少症（23.0%）。还在220名患者中进行了Abbv-383的进一步研究。 3.5.Alnuctamab（CC-93269） Alnuctamab是一种针对BCMA和CD3的2+1 T细胞引导者。在1期试验中，73名之前接受过3种以上治疗线的患者接受了皮下注射的alnuctamab。在平均7.4个月的随访期间，总体反应率达到54.0%，alnuctamab的生物利用度半衰期为14天。CRS在56.0%的患者中发生，但没有超过3级的情况。中性粒细胞减少症（55.0%）、贫血（47.0%）和血小板减少症（37.0%）也被观察到。 3.6.Linvoseltamab（REGN5458） Linvoseltamab是一种针对BCMA和CD3的双特异性抗体。在252名参加临床试验的患者中，73名被分配到1期，179名（n=104，50mg；n=75，200mg）被分配到2期。客观反应率分别为64.0%（200mg队列，包括1期研究中的12名患者）和50.0%（2期研究中的50mg队列），6个月反应持续的概率分别为89.0%（200mg）和85.0%（50mg）。治疗相关的不良事件包括CRS（37.0%，200mg；53.0%，50mg；>3级1.0-2.0%）、疲劳（32.0%，200mg；33.0%，50mg）、贫血（28.0%，200mg；40.0%，50mg）和感染（43.0%，200mg；59.0%，50mg）。 3.7.Talquetamab（JNJ-64407564） Talquetamab靶向骨髓瘤细胞上的GPRC5D和CD3，也已被FDA批准用于临床。进行了包括两个阶段（剂量递增阶段；剂量扩展阶段）的1期临床试验。在总共232名患者中，一部分接受了皮下注射的talquetamab（n=30，405μg/周；n=44，800μg/每2周），反应率分别为70.0%和64.0%，中位反应持续时间分别为10.2个月和7.8个月。除了血液学毒性外，CRS在两个组中分别观察到77.0%和80.0%，但超过3级的严重性非常罕见。所有患者中报告了中性粒细胞减少症（67.0%和36.0%）、贫血（60.0%和43.0%）、淋巴细胞减少症（40.0%和39.0%）和血小板减少症（37.0%和23.0%），但皮肤相关事件和味觉障碍被认为是与GPRC5D靶向相关的靶向/肿瘤不良事件。 3.8.Cevostamab（BFCR4350A） Cevostamab是一种针对FcRH5和CD3的双特异性抗体。在1期研究中，160名患者被纳入并每3周接受一次静脉注射的cevostamab。总体反应率分别为54.5%（160mg）和36.7%（90mg），平均随访6.1个月。作为常见的不良事件，CRS（80.0%）、中性粒细胞减少症（18.1%）和贫血（31.9%）被报告。重要的是，这项研究包括了已经接受过CAR-T细胞疗法、双特异性抗体和/或BCMA靶向治疗的患者。在他们中，总体反应率分别为44.4%（CAR-T细胞）、33.3%（双特异性抗体）、50.0%（抗体-药物偶联物）和36.4%（抗BCMA靶向剂）。因此，cevostamab单药治疗可以在T细胞重定向治疗后诱导抗骨髓瘤反应，这似乎主要针对BCMA。 4.新双特异性抗体的开发，用于包括骨髓瘤在内的恶性肿瘤治疗 除了上述提到的双特异性抗体外，已开发了新的模式以提高骨髓瘤和其他恶性肿瘤治疗效果。 4.1.共刺激双特异性抗体 激活人T细胞的双特异性抗体能够结合肿瘤细胞抗原和CD3分子。通过这种人工免疫突触，相对于未经激活的T细胞，中心/效应记忆T细胞更倾向于被激活以针对肿瘤细胞。已经生成了结合肿瘤抗原和共刺激分子（如CD28或4-1BB（肿瘤抗原×CD28，肿瘤抗原×4-1BB））的共刺激双特异性抗体，以有效刺激T细胞，允许向T细胞传递足够的次级信号以激活（图3）。此外，4-1BB的参与似乎也能激活针对肿瘤细胞的NK细胞。也有报道其他共刺激双特异性抗体，如CD40×4-1BB，这些可以诱导树突细胞成熟，从而成功激活和扩增T细胞。另一方面，有迹象表明，表达耗竭标记物的T细胞，如PD1，也可能由于PD1与肿瘤细胞上的PDL1之间的相互作用而无法充分激活。为了解决这个问题，已经开发了新的共刺激双特异性抗体，可以结合PDL1和CD28或4-1BB，将抑制信号转化为激活信号（图3）。这些模式尚未应用于骨髓瘤的治疗，但已在临床试验中测试了使用抗骨髓瘤药物与抗PD1或PDL1抗体联合治疗难治性骨髓瘤。未来，CD3靶向双特异性抗体与共刺激双特异性抗体的组合可能能够进一步提高难治性骨髓瘤和其他恶性肿瘤患者的临床结果。 图3 共刺激双特异性抗体。一种特异性针对肿瘤抗原和CD28或4-1BB的双特异性抗体能够产生人工次级免疫突触，模仿生理共刺激信号，充分激活针对肿瘤细胞的人类T细胞。此外，针对PDL1和共刺激分子（CD28或4-1BB）的双特异性抗体可以通过不仅转换正向共刺激信号，还阻断PD1-PDL1轴来调节PDL1的抑制信号。图示为基于BiTE的共刺激双特异性模式示例。BsAb：双特异性抗体。 4.2.桥接双特异性T细胞引导者（B-BiTE） 最近的双特异性抗体被设计为选择性激活人T细胞，以避免在不针对肿瘤细胞的情况下T细胞和NK细胞之间的不希望的自我激活。换句话说，它们失去了诱导抗体依赖性细胞毒性（ADCC）的潜力，同时获得了强大的T细胞反应性。此外，由于它们通常针对肿瘤细胞和骨髓瘤细胞表达的单一抗原，表达低水平目标抗原的肿瘤能够逃逸和生长。为了克服这些与双特异性抗体相关的障碍，已经报告了一种称为桥接BiTE（B-BiTE）的新概念。B-BiTE具有两个针对人免疫球蛋白G和人CD3的Fc区域的scFvs（图4a），因此无法直接诱导抗骨髓瘤效应。然而，如果在给药前将一系列临床可用的单抗与B-BiTE结合，带有B-BiTE的武装单抗（mAb/B-BiTE复合物）可以基于额外的人T细胞反应性和保留的人NK细胞反应性，诱导“双重淋巴细胞激活”（图4b，c）。此外，可以通过使用现有的单抗轻松快速地产生一系列mAb/B-BiTE复合物，这表明通过使用两种或更多不同的mAb/B-BiTE复合物进行顺序治疗，可能可以实现深入和持久的抗骨髓瘤反应。 图4 桥接双特异性T细胞引导者（B-BiTE）。a B-BiTE的概念。B-BiTE是BiTE技术的一种模式，其中两个scFvs与人类IgG Fc和人类CD3ε结合，并与一个连接序列融合。b 通过B-BiTE与针对肿瘤抗原的人类IgG的Fc区域结合，可以轻松生成新的双特异性抗体，即mAb/B-BiTE复合物。c 通过mAb/B-BiTE复合物介导的人类T细胞和NK细胞的双重淋巴细胞激活，可以诱导增强的抗骨髓瘤效应。 小林等人详细研究了B-BiTE的特性。首先，他们确认B-BiTE可以与单抗结合，而不会中断NK细胞对目标细胞的激活。接下来，使用daratumumab和elotuzumab治疗骨髓瘤，在没有针对CD38和SLAMF7的临床可用双特异性抗体的情况下，他们成功地产生了daratumumab/B-BiTE和elotuzumab/B-BiTE复合物。这些基于B-BiTE的新型双特异性抗体在保留NK细胞反应性的同时成功地诱导了T细胞反应性，与单独使用单抗相比，在体外和体内都增强了抗骨髓瘤效应。mAb/B-BiTE复合物可能在体内稳定约72小时，表明长期激活T细胞似乎没有被观察到。此外，图2中总结的不希望的非目标反应对mAb/B-BiTE复合物没有观察到，而目标/肿瘤反应性，包括由daratumumab/B-BiTE和elotuzumab/B-BiTE复合物介导的免疫细胞的兄弟相残反应，被认为可能可以忽略不计。在mAb/B-BiTE复合物存在的情况下，NK细胞反应确实加强了骨髓瘤细胞的目标T细胞反应，但并没有增加T细胞激活引起的炎症细胞因子水平。最后，使用daratumumab/B-BiTE和elotuzumab/B-BiTE的顺序治疗似乎克服了骨髓瘤的抗原异质性，并确实在与没有B-BiTE的两种单抗和单独的mAb/B-BiTE相比，诱导了足够和持久的抗骨髓瘤效应。另一方面，应该谨慎考虑B-BiTE在体内偶然与自身反应性免疫球蛋白和/或副蛋白偶联的可能性，因为这些意想不到的mAb/B-BiTE复合物可能会引起自身免疫性疾病。需要进一步分析，这种模式有潜力成为难治性骨髓瘤和其他血液恶性肿瘤的一种新的免疫治疗形式。 4.3.其他双特异性和三特异性抗体以及NK细胞引导者 ISB1342是一种靶向CD38和CD3的双特异性抗体，已经开发出来。它对CD38的结合亲和力很高，而对CD3分子的结合亲和力则适当调节，以避免因强烈T细胞激活而导致的严重CRS 。由于ISB1342可以结合到daratumumab不同的CD38部分，因此可能可以使用ISB1342与daratumumab的顺序和联合疗法。临床前结果表明，ISB1342在体外和体内都诱导了成功的抗骨髓瘤效应，因此目前正在进行1期临床试验。 为了绕过骨髓瘤细胞的逃逸并克服它们的异质性，已经开发并测试了双重靶向CAR-T细胞。例如，已经报道了BCMA x CD19、BCMA x CD38、BCMA x SLAMF7和BCMA x GPRC5D双重靶向CAR-T细胞。相比之下，为了通过一种模态同时结合CD3的两种不同抗原来特异性针对骨髓瘤细胞，需要设计三特异性抗体。例如，已经报道了BCMA x CD38 x CD3靶向的三特异性抗体ISB2001，并且现在计划为患有难治性骨髓瘤的患者进行1期临床试验。有趣的是，已经合成了一种能够结合CD38、CD3和CD28的三特异性抗体。这种模态通过同时传递共刺激信号，充分激活了人T细胞，结果在体内模型中减少了调节性T细胞并诱导了成功的抗骨髓瘤反应。因此，目前正在进行1期研究以测试这种方法的有效性。 还为骨髓瘤治疗开发了一种可以结合肿瘤细胞和NK细胞的NK细胞引导者。AFM26是一种基于TandAb的四价模态，靶向BCMA和CD16a，RO7297089也是BCMA和CD16a的双特异性。这些模态诱导了对骨髓瘤细胞的细胞毒性，但使用RO7297089a的1期试验似乎与BCMA的T细胞引导者相比显示出不充分的结果。 5.将双特异性抗体与其他治疗方式结合用于骨髓瘤治疗 如上所述，现在推荐在包括抗CD38单抗、IMiDs和PIs在内的4种先前治疗后，对难治性骨髓瘤患者使用双特异性抗体。为了改善临床结果，正在进行一系列临床试验，研究使用双特异性抗体与单抗、IMiDs和PIs的联合疗法（表2）。重要的是，由于双特异性抗体和CAR-T细胞都可以在骨髓瘤治疗的相似时间点使用，本段讨论了应该先使用哪种模态，以及如何使用这些药物以最大化治疗效果。 5.1.与双特异性抗体的联合疗法 如表2所示，已经设计了使用teclistamab（MajesTEC）、elranatamab（MagnetisMM）、linvoseltamab（LINKER-MM）、talquetamab（MonumenTAL/TRIMM）和cevostamab（CAMMA）的临床试验。其中，已经测试了与daratumumab、isatuximab、IMiDs（lenalidomide、pomalidomide）、PIs（bortezomib、carfilzomib）和类固醇（dexamethasone）的双特异性抗体联合疗法。基本上，通常使用daratumumab，可能是为了通过双特异性抗体在试验中缺乏的补体依赖性细胞毒性（CDC）和抗体依赖性细胞毒性（ADCC）活性来增强其抗骨髓瘤效应。伽马分泌酶抑制剂可能有助于抑制骨髓瘤细胞中BCMA抗原的脱落。此外，daratumumab可能消除CD38阳性的调节性T细胞，从而增加T细胞数量及其细胞毒性。环磷酰胺也可能能够与双特异性抗体联合减少高肿瘤负荷患者的调节性T细胞数量。有趣的是，已经在RedirecTT-1试验中研究了两种不同的双特异性抗体—teclistamab和talquetamab的组合。在63名患者中，所有剂量的总体反应率为84.0%，推荐的2期剂量（RP2D）为92.0%。更多细节将在未来公布。 5.2.双特异性抗体和CAR-T细胞疗法：应该先开始哪个？ 基本上，如果可用，双特异性抗体（与上述其他模态联合）简单地应用于不适合CAR-T细胞的患者。然而，在既适合双特异性抗体又适合CAR-T细胞的患者中，可能需要仔细考虑。已经分析了先前接触过BCMA靶向双特异性抗体的骨髓瘤患者使用CAR-T细胞的顺序疗法。在这项研究中，7名患者对BCMA靶向双特异性抗体治疗有抗性，接受ciltacabtagene autoleucel（cilta-cel）治疗的患者的总体反应率为57.1%（4名患者），平均反应持续时间为8.2个月。另一项研究发现，在19名先前接受过双特异性抗体治疗的患者中，有16名在T细胞重定向治疗后达到了84.0%的总体反应率（n=10，双特异性抗体；n=9，CAR-T），这些患者的中位PFS为28.9个月。重要的是，82.0%的患者先前接受过GPRC5D x CD3双特异性抗体治疗，只有18.0%的患者接触过BCMA x CD3双特异性抗体，表明切换T细胞重定向疗法的目标抗原可能有效。 为了将临床上可用的CAR-T细胞疗法应用于骨髓瘤患者，需要收集自体外周血单核细胞（PBMCs）以产生CAR-T细胞。患者的T细胞适应性，代表T细胞的主要功能之一，主要由未经激活、记忆和终末分化的T细胞比例决定，可能会影响CAR-T细胞生产的成功。实际上，表现出未经激活/中心记忆T细胞特征的CAR-T细胞在给药后似乎会在体内诱导长期抗肿瘤效应。另一方面，用双特异性抗体重定向的T细胞会通过激活进一步分化，导致耗尽的T细胞数量增加，这些细胞可能不是CAR-T细胞的适当资源。 尽管需要进一步分析，但如果患者不是虚弱的，他们的疾病状况由于染色体异常和疾病进展而构成高风险，并且他们适合CAR-T细胞疗法，那么在双特异性抗体给药之前尽早收集PBMCs可能更好。在等待CAR-T细胞制造的同时，通常需要对接受白细胞分离术的患者进行调理，以减少骨髓瘤细胞的负担。在这些患者中，除了其他模态（单抗、IMiDs和/或PIs）之外的双特异性抗体作为过渡疗法来抑制骨髓瘤细胞生长是有希望的。最近的分析表明，体内效应CD8+ T细胞的克隆扩增对于实现足够的抗骨髓瘤反应很重要，耗尽的CD8+ T细胞的丰度可能与BCMA x CD3双特异性抗体治疗后的不良临床反应相关。由于双特异性抗体的治疗间隔可以重新激活人类T细胞，因此需要考虑适当的治疗持续时间，以避免体内T细胞耗竭。因此，这些结果表明，在更早的治疗线上应用双特异性抗体也更好，以最大限度地发挥它们的抗骨髓瘤效应。双特异性抗体对CAR-T细胞疗法靶向相同或不同抗原治疗后的骨髓瘤的疗效需要进一步评估。Cevostamab在CAR-T细胞疗法后可以发挥作用。目前正在进行2期临床研究，以阐明使用BCMA CAR-T细胞疗法后序贯治疗cevostamab能否实现无最小残留疾病（MRD）的抗骨髓瘤反应。 值得注意的是，同种异体T细胞、诱导多能干细胞（iPS）分化的T细胞和/或NK细胞可以作为下一代资源，用于制造CAR-T细胞和CAR-NK细胞，作为现成的产品。人类NK细胞可以从脐带血中收集，可能具有作为“通用”和“多才多艺”的细胞资源的潜力，因为它们不仅可以诱导ADCC反应，而且在将CD3和T细胞受体一起转导到NK细胞时，还可以诱导人工T细胞反应。一旦这些第三方衍生的新鲜CAR表达细胞在临床上可用，双特异性抗体的使用将发生巨大变化，从而进一步提高难治性骨髓瘤的治疗。 6.管理与双特异性抗体治疗相关的不良事件 图2展示了上一节讨论的可能的非目标反应和不希望的靶向反应。这里总结了一些重要的与双特异性抗体临床使用相关的不良事件。CRS和ICANS在双特异性抗体剂量递增时大多被观察到，但与CAR-T细胞相比，3级以上的严重程度通常很少见。这些事件可能与高肿瘤负担和更高剂量的双特异性抗体有关。因为ICANS通常由CRS先发生，其中发生发热、低血压和/或低氧血症，所以通常首先可以管理CRS。根据美国移植和细胞治疗学会（ASTCT）共识分级指南，应给予tocilizumab和皮质类固醇。Anakinra是FDA批准的IL-1受体拮抗剂，也可以考虑使用，因为除了IL-6之外，IL-1信号也可以加剧CRS相关毒性。Dasatinib是一种酪氨酸激酶抑制剂，可以阻断人T细胞的Src/Lck信号。它可以可逆地抑制T细胞激活，因此可能允许调节T细胞对肿瘤的反应并最小化不良事件。 已经观察到一些血液学不良事件，如中性粒细胞减少症、贫血、淋巴细胞减少症、血小板减少症和低丙种球蛋白血症。也经历了超过3级的细胞减少症（大约10.0-60.0%的中性粒细胞减少症，15.0-50.0%的贫血，10.0-50.0%的淋巴细胞减少症，10.0-30.0%的血小板减少症）和低于400 mg/dL的低丙种球蛋白血症（70.0-90.0%）。应考虑对由于白细胞减少而可能发生的水痘-带状疱疹病毒和真菌感染（包括肺孢子虫）进行预防。还需要考虑对细菌感染和COVID-19的疫苗接种。对于超过3级的中性粒细胞减少症患者，建议使用粒细胞集落刺激因子（G-CSF），但最好在间隔后给予，以避免加剧CRS。尚未阐明为什么即使谱系细胞不表达目标抗原，也会诱发细胞减少症，但已经讨论了由于细胞因子释放和浆细胞减少而引起的旁观者效应的可能性。 7.结论 我们总结了目前和新型的用于治疗骨髓瘤的双特异性抗体。应该仔细注意双特异性抗体引起的非目标/目标不良事件的可能性。同时，为了最大化T细胞重定向疗法，避免T细胞耗竭也很重要。在考虑难治性骨髓瘤的CAR-T细胞疗法的时机时，临床试验的结果和双特异性抗体作为现成模态的特点可能会进一步促进它们在未来的发展和应用，与其他抗骨髓瘤药物联合用于骨髓瘤。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。