你知道吗?在医学领域,有一种神奇的 “抗癌武器” 正崭露头角,它就是双特异性抗体(Bispecific Antibodies,简称 BsAbs)。这可不是一般的抗体,普通的单特异性抗体只能识别和结合一种抗原,而双特异性抗体就像拥有 “双重火力”,能同时瞄准两种不同的抗原或抗原表位,在肿瘤免疫治疗、自身免疫疾病、感染性疾病等好多领域,都展现出独特的优势。
今天,咱们就来深入了解一下这个 “厉害角色”。
一、发展历程:从概念萌芽到临床应用
双特异性抗体的故事,要追溯到上个世纪 60 年代。当时,科学家们就有了一个大胆的想法:要是能把不同抗体的特异性整合到一个分子里,不就能发挥更大的作用了吗?这就是双特异性抗体概念的雏形。
在早期探索阶段(1960s - 1980s)
,科学家们尝试用化学交联和杂交瘤融合技术来制备 “双特异性杂交抗体”。可那时候技术有限,做出来的抗体纯度不高,稳定性也差,就像一个还不太成熟的 “试验品”。
到了 1990 年代 - 2000 年代
,基因工程技术的出现,给双特异性抗体的发展带来了转机。科学家们利用这项技术,设计出了好多新的抗体形式,像 “双臂” 结构(diabodies)和 “三抗体”(triabodies),这些新抗体稳定性更好,表达效率也更高。1995 年,首个三功能抗体 Catumaxomab 诞生了,这可是个重要的里程碑,标志着双特异性抗体开始进入临床应用阶段。
最近这些年(2010s 至今)
,双特异性抗体迎来了爆发式发展。BiTE(双特异性 T 细胞接合抗体)技术成熟后,Blinatumomab 等药物相继上市。同时,各种新型结构的双特异性抗体不断涌现,比如 DART、TandAb、CrossMab 等等,它们在肿瘤免疫、感染性疾病和自身免疫疾病治疗方面大显身手。
二、结构解析:独特构造,各司其职
双特异性抗体的设计可不简单,既要能同时结合两种不同抗原,还要保证自身稳定、容易制造,并且有良好的生物活性。为了实现这些目标,科学家们设计出了各种各样的结构,主要可以分成下面这几类:
-
IgG 样双特异性抗体
:CrossMab 结构通过交换轻链或 CH1 结构域,解决了链错配的问题,还保留了 IgG 完整的结构,这样它在体内的半衰期就比较长,能发挥 Fc 介导的各种功能;Knobs-into-Holes(KiH)技术则是在 Fc 区引入 “凸” 和 “凹” 的突变,让不同的重链乖乖地正确结合在一起。
-
片段抗体(Fragment-Based BsAbs)
:BiTE 由两个单链可变片段(scFv)串联而成,它能像一座 “桥梁”,一头连着 T 细胞(CD3),一头连着肿瘤抗原(比如 CD19);DART 通过特殊的二硫键稳定结构,让抗体更稳定,和抗原结合得也更紧密。
-
多价双特异性抗体
:TandAb 有四个抗原结合位点,结合靶细胞的能力超强,特别适合肿瘤细胞密集的微环境,能更有效地对抗肿瘤。
三、作用机制:多管齐下对抗病魔
双特异性抗体能发挥神奇功效,靠的是这些独特的作用机制:
-
T 细胞介导的肿瘤杀伤(T-cell Redirection)
:双特异性抗体能同时抓住 CD3(T 细胞上的一种蛋白)和肿瘤抗原(像 CD19、BCMA 这些),让 T 细胞和肿瘤细胞紧紧挨在一起,形成免疫突触。这就好比给 T 细胞发出了攻击信号,激活 T 细胞释放穿孔素和颗粒酶,直接把肿瘤细胞 “消灭” 掉。
-
桥接不同细胞或分子(Bridging Mechanism)
:它还能把效应细胞(比如 NK 细胞、巨噬细胞)拉到靶细胞旁边,增强抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC),或者促进吞噬作用(ADCP),就像召集了一群 “帮手”,一起对抗敌人。
-
信号通路双重阻断(Dual Pathway Inhibition)
:有些双特异性抗体可以同时阻断肿瘤细胞里的两条重要信号通路(比如 EGFR 和 MET),这样就能打破肿瘤细胞的耐药机制,抑制肿瘤生长和转移。
-
功能模拟(Functional Mimicry)
:以 Emicizumab 为例,它能模拟凝血因子 VIII 的功能,把 FIXa 和 FX 连接起来,帮助 A 型血友病患者恢复凝血功能。
四、上市药物:对抗肿瘤的 “尖兵利器”
目前,已经有不少双特异性抗体药物获批上市,在抗癌战场上发挥着重要作用。这些药物根据作用机制,大致可以分成两类:
-
T细胞engagers 类
:像Catumaxomab、Blinatumomab、Tebentafusp、Mosunetuzumab 等药物都属于这一类。它们主要通过激活 T 细胞来杀伤肿瘤细胞,在白血病、淋巴瘤、黑色素瘤等多种癌症治疗中都有不错的表现。
-
Non-T细胞engagers 类
:比如 Amivantamab 和 Cadonilimab。Amivantamab 通过阻断肿瘤细胞的信号通路来发挥作用;Cadonilimab 则是通过调节免疫检查点,增强免疫系统对肿瘤细胞的攻击能力。
双特异性抗体作为生物医药领域的新兴力量,已经在疾病治疗方面取得了不少成果。随着技术的不断进步,未来它很可能会给更多患者带来新的希望,让我们一起期待吧!
参考文献:
Nature Reviews Drug Discovery, 2024, 23, 301–319.
Trends in Cancer, 2024, 10, 893-919.