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肿瘤免疫双特异性抗体的分子构型及作用

更新时间:2026-06-02      点击次数:29
肿瘤免疫双特异性抗体(BispecificAntibody,BsAb)是通过基因工程或化学偶联技术改造的抗体分子,可同时特异性结合两个不同抗原靶点,是当前肿瘤免疫治疗的核心创新方向之一,其分子构型直接决定了作用机制和临床效果,目前已有10余款产品获批上市,覆盖血液瘤、实体瘤等多个治疗领域。  
一、核心分子构型  
双特异性抗体的核心结构基础是天然抗体的抗原结合区(由重链可变区VH和轻链可变区VL组成),通过改造使单个抗体分子拥有两个独立、特异性不同的抗原结合位点。根据是否保留完整IgG骨架,可分为两大类:  
1.IgG样双特异性抗体  
结构特点:保留传统IgG抗体的完整骨架(2条重链+2条轻链,含Fc段),通过改造重链/轻链的可变区,使两个Fab段分别识别不同靶点。为避免重链错配产生单特异性副产物,通常采用「旋进-旋出(knob-into-hole)」技术:对重链CH3区进行突变,一条重链突出一个「旋钮(knob)」,另一条重链形成一个对应的「孔(hole)」,仅允许正确配对的重链结合,大幅降低副产物比例。  
亚型与特点:代表为双可变区IgG(DVD-IgG)、IgG双抗(IgG-BsAb)。优势是Fc段可介导ADCC(抗体依赖的细胞介导的细胞毒性)、ADCP(抗体依赖的细胞吞噬)等经典抗体效应功能,且可通过FcRn介导的再循环延长体内存续时间(半衰期可达2-4周),免疫原性相对较低;缺点是分子量较大(~150kDa),肿瘤组织穿透性弱于小片段抗体。  
代表药物:Amivantamab(EGFR/c-Met双抗,用于EGFR外显子20插入突变的非小细胞肺癌)、Teclistamab(BCMA/CD3双抗,用于复发/难治性多发性骨髓瘤)。  
2.非IgG样双特异性抗体  
无完整Fc段,由小片段抗体拼接而成,分子量更小、肿瘤穿透性更强,但通常缺乏Fc介导的效应功能,半衰期较短:  
双特异性T细胞衔接抗体(BiTE):由两个分别靶向不同抗原的单链抗体片段(scFv,由VH和VL通过柔性linker连接而成,分子量~25kDa)通过短肽linker连接,总分子量仅~55kDa。代表药物为Blinatumomab(CD19/CD3,获批双抗,用于B细胞急性淋巴细胞白血病),特点是肿瘤穿透性佳,但无Fc效应,半衰期仅2-4小时,需持续静脉输注,免疫原性相对较高。  
DART(双亲和再靶向)抗体:由两条多肽链组成,每条链包含两个scFv,通过二硫键稳定二聚体结构,分子量~60kDa,稳定性优于BiTE,半衰期可延长至数天,还可偶联毒素、放射性核素增强杀伤,代表药物为Moxetumomabpasudotox(CD22/CD3免疫毒素双抗,用于毛细胞白血病)。  
TandAb(串联双抗体):两个特异性不同的scFv串联在同一条多肽链上,形成二聚体,分子量~110kDa,多为四价结构,亲和力更高,半衰期长于BiTE/DART,无需复杂链配对设计,目前在淋巴瘤、实体瘤中均有大量在研产品。  
其他新型构型:包括基于纳米抗体改造的纳米双抗(分子量仅~15kDa,渗透性强)、双抗-ADC偶联物(双抗连接细胞药物,实现靶向递送)、四特异性双抗(可同时结合4个靶点,实现多重协同作用)等。  
二、核心作用机制  
根据靶点组合的不同,双特异性抗体的抗肿瘤作用可分为三大类:  
1.免疫细胞介导的肿瘤直接杀伤(成熟机制)  
靶点组合:一个位点结合肿瘤细胞表面特异性高表达抗原(如CD19、BCMA、CLDN18.2、EGFR等),另一个位点结合免疫细胞表面激活分子(常用为T细胞表面的CD3ε,也可靶向NK细胞表面的CD16)。  
作用过程:双抗作为「分子桥」将T细胞/NK细胞与肿瘤细胞拉近,形成免疫突触,激活T细胞的TCR/CD3信号通路,介导T细胞对肿瘤细胞的直接杀伤(TDCC,T细胞依赖性细胞毒性)。该机制无需依赖MHC-抗原呈递,可克服肿瘤MHC低表达导致的免疫逃逸,对血液瘤和实体瘤均有效。  
代表应用:CD19/CD3双抗Blinatumomab治疗B细胞急性淋巴细胞白血病的缓解率可达40%以上;BCMA/CD3双抗Teclistamab治疗多发性骨髓瘤的客观缓解率可达70%以上。  
2.肿瘤信号通路的协同阻断  
靶点组合:同时靶向两个肿瘤相关的驱动靶点,如EGFR/c-Met、HER2/HER3、VEGF/PDGFR等。  
作用过程:同步阻断两条致癌信号通路,抑制肿瘤增殖、侵袭和血管生成,同时IgG骨架的双抗还可介导ADCC效应,杀伤肿瘤细胞。相比单靶点抑制剂,可减少肿瘤的代偿性耐药。  
代表应用:EGFR/c-Met双抗Amivantamab治疗EGFR外显子20插入突变NSCLC的客观缓解率可达40%,是单靶点EGFR抑制剂的2倍以上。  
3.免疫微环境的多重调控  
靶点组合:包括两类:①同时靶向两个免疫检查点分子,如PD-1/LAG-3、PD-L1/CTLA-4、PD-1/TIGIT等;②靶向免疫检查点+肿瘤微环境抑制分子,如PD-L1/TGF-β、PD-L1/CD47等。  
作用过程:同步阻断两条免疫抑制通路,解除肿瘤微环境对T细胞的多重抑制,逆转T细胞耗竭状态,增强抗肿瘤免疫应答的强度和持久性。相比单药免疫检查点抑制剂,可显著提升免疫响应率,降低耐药风险。  
代表应用:靶向PD-1/LAG-3的双抗MGD013在晚期实体瘤中的客观缓解率较单药PD-1抑制剂提升近40%。  
三、优势与当前挑战  
核心优势  
作用机制灵活,可同时靶向两个通路协同增效,克服单药耐药;  
T细胞衔接型双抗无需MHC呈递,对低表达抗原的肿瘤也有效,制备和成本远低于CAR-T;  
部分构型可实现肿瘤局部激活(如仅当双抗同时结合两个靶点时才激活共刺激信号),显著降低脱靶毒性。  
待解决的挑战  
双抗分子设计复杂,链错配、稳定性问题仍待优化,生产成本远高于单抗;  
T细胞衔接型双抗易引发细胞因子释放综合征(CRS)等严重不良反应;  
实体瘤靶点异质性高、物理屏障强,双抗的肿瘤渗透效率仍有待提升。

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