近年来,关于双抗药物结构、生物合成技术研究的不断深入,全球双抗药物市场也迎来了爆发期。未来,双抗药物是否会替代单抗药物?双抗热门靶点有哪些?多抗市场前景如何?
双抗:1+1>2
双抗,全称“双特异性抗体”(BsAb),能够同时靶向两个抗原或者一个抗原的两个不同表位,能在靶细胞和功能分子或细胞之间架起桥梁,激发具有导向性的免疫反应。
图1 双抗的发展历程(来源:生物报)
通常使用的单抗为Y型结构(点击回顾单抗结构),其可变区用来识别各种各样的不同结构的抗原。双抗的结构在单抗上进行调整,其设计至少体现在可变区的复杂性上,一般有2种选择:
1)有2个可变区,来识别2个表位;
2)同一个可变区域,但能识别2个表位(该模式下实际开发比较少)。
目前已经设计出约30种基础框架,主要划分为:
1)是否含有Fc结构?
有Fc结构域的抗体结构更类似天然的IgG,在血液中更稳定;同时效用更强,能激活补体相关的信号通路,以及诱导抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。
无Fc结构域的抗体结构,稳定性差,以及无法激活补体相关的信号通路。
因此,根据结构的不同,双抗可以分为两类:不含Fc片段的双特异性抗体(非IgG样双特异性抗体)和含Fc片段的双特异性抗体(IgG样双特异性抗体)。
2)基础组成的结构单元以及组合
基础结构单元分为单域抗体(SDA)、可变区(Fv)、单链可变区、抗原结合区、单链抗原结合区这5种。识别表位1*识别表位2的组合有15种。
3)识别抗原的数量/比例
双抗,根据单个分子识别抗原的数量组合,又分为1+1,1+2,2+2等,进一步丰富了双抗的种类。
双抗的作用机制
图4 BsAbs作用机制(来源:生物报)
BsAb靶向两种抗原或抗原表位,可以同时阻断或激活其介导的生物学功能,或使表达两种抗原的细胞相互接近,从而增强两者间的相互作用,并以不同的作用机制介导多种特定的生物学效应。目前,普遍认为BsAb的药效学或生物学作用机制主要包括以下类型:
1、桥联细胞:
BsAb的一个抗原结合部位与肿瘤细胞上表达的特异性抗原结合,而另一个抗原结合部位桥联并激活效应细胞,如巨噬细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞、细胞毒性T淋巴细胞等。
2、桥联受体:
BsAb可以同时特异性阻断多条信号通路、蛋白或新生血管的生成,或通过桥联受体加强信号通路从而增强抗肿瘤效果。此外,BsAb还可能通过将受体A和受体B桥联在一起,激活受体下游信号通路,将两个受体桥联在一起,产生全新生物学信号及功能。
3、桥联因子:
BsAb可以用于促进蛋白复合物与膜受体蛋白复合物的形成,提高抗体药物偶联物或激动性抗体的活性。
双抗药物的优缺点
与单克隆抗体相比,双抗增加了一个特异性抗原结合位点,因而特异性更强、更能准确靶向肿瘤细胞并降低脱靶毒性。具体而言,双抗主要存在三大优势,包括:
两个抗原结合位点可以结合肿瘤细胞和免疫细胞,重新定向免疫细胞,将免疫细胞募集至肿瘤细胞周围,增强对肿瘤的杀伤力;
可以同时阻断两种不同的信号通路,从而增强细胞杀伤毒性;
与两种不同的细胞表面抗原结合后,相对而言可能潜在增加结合特异性,降低脱靶等引起的副作用。
在当前临床治疗中,除了单独使用单抗治疗,还采取以下两种策略:一是通过单抗与其他药物的联用,实现多信号通路阻断。二是开发双特异性抗体,以期实现只用一种药物达到甚至超过药物联用的效果。双抗有望保留联合疗法的疗效,并建立优于联合疗法的安全性。
双抗会取代单抗?
目前,双抗药物还有诸多的问题需要逐个击破,包括疗效、安全性和商业化的问题。
安全性问题:双抗的两个靶点如何去协同,是双抗开发的一大难点,除了像CD3这种一边招募一边杀灭肿瘤、拉近空间机制的双抗,如何去平衡两个靶点毒性,该按照哪一个靶点的给药剂量来做,这些都是临床上需要考虑的,而对于晚期肿瘤患者,试验方的的试错机会不多。
生产问题:与单抗不同,双抗在自然界并不存在,而是完全人造的产物,在工艺开发时遇到的蛋白表达量、稳定性和功能上的问题也会比较大。靠着各种低能键结合的双抗,最后如何去进行纯化分离,回收率要到多高才能拉低生产成本。这使得相比于单抗,双抗成本有一个阶梯式升高,而问题是,这多出来的成本,最终转化到生存获益上,到底值不值?
价格问题:双抗药物的价格问题或是其商业化的一大瓶颈。
已上市的双抗药物
鉴于双抗药物潜在的疗效和安全性优势,国内外企业纷纷布局双抗领域,目前,全球共获批15款双抗,涉及的靶点包括CD3、CD19、CD20、EGFR、cMET、PD-1、CTLA-4和BCMA等,探索的适应症包括血液瘤、多发性骨髓瘤、血友病和非小细胞肺癌等。
图6 全球已上市双抗(来源:公开信息)
2023年已有2款产品全球销售额超过10亿美元,其中Roche的艾美赛珠单抗销售额高达46.2亿美元,全球双抗的销售额正在高速增长。2022年至今国内双抗交易持续升温,今年以来已发生7起相关交易,双抗商业化前景还是值得期待的。
三抗、多抗
在四抗药物研发领域,我国百利药业已有3款产品进入临床阶段,分别是GNC-038(PD-L1/4-1BB/CD3/CD19)、GNC-039(PD-L1/4-1BB/CD3/EGFRⅧ)和GNC-035(PD-L1/CD3/4-1BB/ROR1)。GNC-038是百利药业GNC(Guidance navigation and control)平台下首个进入临床的候选药物,也是全球首个成功获批临床的四抗,该药目前正在进行Ⅱ期临床试验。
多特异性抗体疗法具有一定前瞻性,具备“靶向免疫治疗+抑制逃逸”的协同效应,但也存在一定的局限性,例如高度刺激免疫系统可能引发细胞因子释放综合征(CRS)。在CRS中,许多T细胞会同时被激活,导致免疫系统的细胞过度释放细胞因子这种信号分子,引发炎症。
参考来源:
1、单抗VS双抗:孰优孰劣?
https://mp.weixin.qq.com/s/mmN6eap46-Uem3knzsuxxQ
2、双特异性抗体的分类及作用机制
https://mp.weixin.qq.com/s/y9q8ADZQWCc-bQEWFkDU3A
3、推荐学习 | 双抗和多抗药物研发进展
https://mp.weixin.qq.com/s/Rs3gb0DUGvl9jHic2Q0RGQ
5、研报分享| 东方医药专题:双抗交易火热,国产创新成果丰富
https://mp.weixin.qq.com/s/jy2Cx7fgKCPgQbT0xB79IA