摘要：在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，抗體藥物早已不是新鮮事，但能同時(shí)精準(zhǔn)打擊兩個(gè)靶點(diǎn)的雙特異性抗體（BsAbs）絕對(duì)是近年來的 “明星選手”。它就像抗體界的 “雙面特工”，既能銜接細(xì)胞、調(diào)節(jié)生物反應(yīng)，又能精準(zhǔn)抑制病變靶點(diǎn)，在抗癌、治療血友病等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出傳統(tǒng)藥物難以企及的療效。然而，這種 “全能選手” 的規(guī)?；a(chǎn)曾是行業(yè)難題。本文將以治療 A 型血友病的 emicizumab 為例，帶大家走進(jìn)雙特異性抗體的研發(fā)世界，看看科學(xué)家們?nèi)绾瓮ㄟ^抗體工程技術(shù)與蛋白純化技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新，破解生產(chǎn)困境，讓這項(xiàng)黑科技真正走向臨床應(yīng)用。

一、引言：從 “單一打擊” 到 “雙向奔赴”，抗體藥物的升級(jí)之路

作為深耕生物制藥領(lǐng)域的科普博主，我一直密切關(guān)注抗體藥物的發(fā)展。咱們先從基礎(chǔ)概念說起：傳統(tǒng)的單特異性抗體（monoAbs）就像“單任務(wù)機(jī)器人”，只能識(shí)別并結(jié)合一種抗原，目前全球已有超過 100 種這類抗體藥物獲批上市，廣泛用于抗炎、抗癌等領(lǐng)域。

但隨著疾病研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)很多疾病的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，單一靶點(diǎn)的藥物往往難以達(dá)到理想療效。這時(shí)候，雙特異性抗體應(yīng)運(yùn)而生。它最神奇的地方在于能同時(shí)結(jié)合兩種不同的抗原，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)藥物做不到的功能。

比如治療 A 型血友病的 emicizumab，它能同時(shí)綁定凝血因子 X（FX）和活化凝血因子 IX（FIXa），模擬凝血因子 VIII（FVIII）的功能，不僅半衰期更長(zhǎng)、可皮下注射，還能用于對(duì) FVIII 產(chǎn)生抗體的患者。再比如抗癌領(lǐng)域的 T 細(xì)胞銜接器，它一邊抓住癌細(xì)胞表面的特異性抗原，一邊連接 T 細(xì)胞表面的 CD3 分子，相當(dāng)于 “架起一座橋梁”，讓免疫細(xì)胞精準(zhǔn)攻擊癌細(xì)胞。

不過，這位 “雙面特工” 的誕生之路可沒那么順利。雖然在實(shí)驗(yàn)室里能成功制備，但要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、高質(zhì)量的商業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)家們面臨著諸多挑戰(zhàn)。接下來，咱們就一起拆解這些難題和解決方案。

二、生產(chǎn)困局：雙特異性抗體的 “組裝難題”

要理解生產(chǎn)難題，首先得知道雙特異性抗體的結(jié)構(gòu)特殊性。傳統(tǒng)單特異性抗體由 1 種重鏈和 1 種輕鏈組成，結(jié)構(gòu)規(guī)整，組裝起來相對(duì)簡(jiǎn)單。但雙特異性抗體需要識(shí)別兩種抗原，這就意味著它得有 2 種重鏈和 2 種輕鏈。

當(dāng)科學(xué)家把這四種鏈的基因?qū)爰?xì)胞表達(dá)時(shí)，理論上會(huì)產(chǎn)生 10 種不同組合的抗體，而我們需要的目標(biāo)雙特異性抗體只占其中 1 種（如圖 1 所示）。更棘手的是，這 10 種抗體的物理化學(xué)性質(zhì)（比如分子量、等電點(diǎn)）非常相似，用傳統(tǒng)的分離方法很難精準(zhǔn)篩選出目標(biāo)抗體。這就好比在 10 個(gè)長(zhǎng)得幾乎一模一樣的蘋果里，要挑出唯一熟透的那個(gè)，難度可想而知。

圖1 兩種重鏈與兩種輕鏈的組合方式

除了組裝混亂，目標(biāo)抗體的表達(dá)量低、純化成本高也是橫在商業(yè)化面前的 “大山”。如何破解這些難題？科學(xué)家們從純化技術(shù)和抗體結(jié)構(gòu)改造兩個(gè)方向同時(shí)發(fā)力。

三、破局嘗試：抗原固定親和層析的 “初體驗(yàn)”

最初，科學(xué)家們想到了利用抗原與抗體的特異性結(jié)合來純化，也就是抗原固定親和層析技術(shù)。以 emicizumab 為例，它的兩個(gè)靶點(diǎn)是 FIX 和 FXa，研究人員就把這兩種抗原分別固定在 N - 羥基琥珀酰亞胺（NHS）活化的樹脂上，制成專屬的親和層析柱。

當(dāng)含有多種抗體的細(xì)胞培養(yǎng)液通過層析柱時(shí)，只有能同時(shí)結(jié)合兩種抗原的目標(biāo)雙特異性抗體才會(huì)被牢牢 “抓住”，其他雜抗體則會(huì)被沖洗掉（如圖 2 所示）。不過，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中暴露了明顯的短板：抗原蛋白的耐堿性差，導(dǎo)致層析柱的重復(fù)使用率低，而且抗原的制備成本很高，根本不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

圖2 兩步抗原固定親和層析純化雙特異性抗體流程

這次嘗試雖然沒能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但為后續(xù)的技術(shù)突破積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。既然純化方法有局限，那能不能從抗體本身的結(jié)構(gòu)入手，讓它 “天生就好組裝、好分離” 呢？

四、技術(shù)革新：ART-Ig? 技術(shù)的 “三招制敵”

為了解決雙特異性抗體的生產(chǎn)難題，科學(xué)家們研發(fā)出了一種名為ART-Ig?的抗體工程平臺(tái)，它整合了三項(xiàng)核心技術(shù)，就像給抗體裝上了 “精準(zhǔn)組裝導(dǎo)航系統(tǒng)”（如圖 3 所示）。

第一招是篩選 “通用輕鏈”。既然兩種重鏈搭配兩種輕鏈容易混亂，那能不能找到一種輕鏈，既能和兩種重鏈兼容，又不影響抗體的結(jié)合活性？研究人員通過 FR/CDR 洗牌技術(shù)，從多種輕鏈中篩選并優(yōu)化出通用輕鏈，大大減少了鏈的錯(cuò)配概率。不過這里有個(gè)小挑戰(zhàn)：通用輕鏈可能無法兼顧兩種抗原的最佳結(jié)合效果，篩選過程也比較耗時(shí)。

第二招是等電點(diǎn)（pI）工程。等電點(diǎn)是抗體的 “電學(xué)身份證”，不同抗體的等電點(diǎn)不同，在電場(chǎng)中的遷移速度也不一樣?？茖W(xué)家通過改造重鏈可變區(qū)的氨基酸序列，擴(kuò)大目標(biāo)雙特異性抗體與雜抗體的等電點(diǎn)差異，后續(xù)再用離子交換層析（IEC）就能輕松將它們分離開來。

第三招是促進(jìn)重鏈異源二聚化。為了讓兩種重鏈精準(zhǔn)配對(duì)，研究人員采用了 “旋鈕 - 孔洞”（KiH）技術(shù)，或者引入帶相反電荷的氨基酸殘基（比如 ART-Ig? 中用到的 E356K/K439E），就像給兩種重鏈設(shè)計(jì)了專屬的 “鎖和鑰匙”，讓它們優(yōu)先結(jié)合，減少錯(cuò)誤配對(duì)。

圖3 ART-Ig? 技術(shù)原理及離子交換層析分離效果

正是憑借 ART-Ig? 技術(shù)，emicizumab 成功實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，成為雙特異性抗體商業(yè)化的標(biāo)桿案例。

五、進(jìn)階方案：FAST-Ig?技術(shù)的靈活突破

雖然 ART-Ig? 技術(shù)效果顯著，但篩選通用輕鏈的過程依然繁瑣。于是科學(xué)家們又研發(fā)出了FAST-Ig?技術(shù)，它最大的亮點(diǎn)是不需要通用輕鏈就能實(shí)現(xiàn)抗體的精準(zhǔn)組裝。

這項(xiàng)技術(shù)的核心是通過基因突變，在重鏈和輕鏈的結(jié)合界面引入相反電荷的氨基酸殘基，利用靜電引力引導(dǎo)它們正確配對(duì)（如圖 4 所示）。這樣一來，不僅能有效抑制錯(cuò)誤配對(duì)的雜抗體產(chǎn)生，還能通過調(diào)節(jié)等電點(diǎn)，進(jìn)一步提升純化效率。

除了 FAST-Ig?，行業(yè)內(nèi)還有 CrossMAb、Fab 臂交換等技術(shù)，不同制藥公司根據(jù)自身需求選擇合適的平臺(tái)，都在雙特異性抗體的生產(chǎn)上取得了突破。這些技術(shù)的迭代，讓雙特異性抗體的研發(fā)門檻不斷降低。

圖4 FAST-Ig?技術(shù)原理及鏈配對(duì)效果

六、新助力：Protein L 樹脂的 “特殊技能”

在蛋白純化領(lǐng)域，Protein A一直是 IgG 抗體純化的 “黃金標(biāo)準(zhǔn)”。但近年來，耐堿性的Protein L 樹脂異軍突起，為雙特異性抗體的純化提供了新選擇。

Protein L 的獨(dú)特之處在于它只結(jié)合 κ 輕鏈，不結(jié)合 λ 輕鏈?？茖W(xué)家利用這一特性，在雙特異性抗體中分別采用 κ 輕鏈和 λ 輕鏈，就能通過 Protein L 層析實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分離。更厲害的是，它不僅能作為 “捕獲步驟” 篩選目標(biāo)抗體，還能作為 “精制步驟” 去除雜質(zhì)，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，降低了成本。

另外，Protein L 還有個(gè)神奇的特性：在低 pH 條件下，通過調(diào)節(jié)溶液的電導(dǎo)率，就能分離出單價(jià)、雙價(jià)甚至多價(jià)的抗體。這一特性為不同結(jié)構(gòu)的雙特異性抗體純化提供了更多可能性，進(jìn)一步推動(dòng)了商業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)化。

七、未來展望：技術(shù)融合開啟雙特異性抗體的新篇章

目前，雙特異性抗體的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入快車道，在腫瘤、血液疾病、眼科疾病等多個(gè)領(lǐng)域的臨床試驗(yàn)中展現(xiàn)出良好前景。但要實(shí)現(xiàn)更廣泛的臨床應(yīng)用，還需要持續(xù)攻克技術(shù)難題。

科學(xué)家們認(rèn)為，未來的關(guān)鍵在于將抗體工程技術(shù)與蛋白純化技術(shù)深度融合。通過提前在抗體設(shè)計(jì)階段就考慮純化需求，比如優(yōu)化等電點(diǎn)、引入特殊結(jié)構(gòu)域，能顯著提升后續(xù)生產(chǎn)效率，降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，隨著新型純化材料和技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，雙特異性抗體的生產(chǎn)成本將進(jìn)一步降低，讓更多患者能用上這項(xiàng)先進(jìn)療法。

從實(shí)驗(yàn)室里的艱難探索到商業(yè)化生產(chǎn)的逐步成熟，雙特異性抗體的發(fā)展之路充滿了挑戰(zhàn)與突破。相信在不久的將來，這項(xiàng) “雙面特工” 式的黑科技，會(huì)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域綻放出更耀眼的光芒，為更多疾病患者帶來希望。

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