双特异性抗体的研发难点梳理和前景展望

       如今，在生物制剂的研发大潮中，抗体药物正处于发展爆发期。主要的单抗药物多年占据全球生物药市场比重超过一半，尤其近年来PD-1/L1免疫抑制剂在癌症治疗领域的突破性成果更是进一步推动了其快速发展。在此基础上，双/多特异性抗体、抗体药物偶联物（ADC药物）等创新策略更是让人们看到了该领域进一步发展的巨大潜力。相比传统单抗，具有2个或2个以上靶点的多特异性抗体策略的优势在于更加精准靶向和更强治疗效果，这也充分激发了研发热情。[4]但由于研发壁垒高，其获批上市的药物远远少于单抗。截止目前，在市的仅有2款双特异性抗体，进入Ⅲ期临床试验的项目亦是凤毛麟角。

  双抗研发的三座大山  

    双特异性抗体（bispecific antibody,BsAb，简称“双抗”）是指一个抗体分子同时靶向两个抗原或者靶向一个抗原的两个不同的抗原表位。双特异性抗体与普通抗体相比增加了一个特异性抗原结合位点，因而与普通抗体相比，特异性更强、更能准确靶向肿瘤细胞以及降低脱靶毒性。

图1：双抗具备1+1>2的治疗效果(以肿瘤治疗为例)
来源：中泰证券研究所

    基于双抗靶向两个疾病抗原的抗体联合应用时带来较好的协同效应，促进了人们对于“双抗”的热衷。在全球，包括罗氏、辉瑞、安进在内的跨国药企多有布局。我国则至少有21个双抗正在进行临床试验。

表1.国内外双抗研发格局（来源：生物制药小编）

    然而，从第一个双抗药上市这十多年时间，至今只有三款双抗获批上市。其中，首款被用于治疗恶性腹水的双特异性抗体catumaxomab（靶向CD3和EpCAM）由于商业化原因，在2017年退出市场。其他的多处于临床研究阶段。

表2.全球批准的三种双抗（参考来源：生物制品圈）

究其原因，结构设计、技术平台和评价模型导致了双抗研发较为困难：

·结构设计

    最早的双特异性抗体是通过化学偶联或者细胞融合的方式，将2个不同重链( H) 和2个不同的轻链( L) 组合。但是，这种随机组合方式可以产生 16 种不同的组合，很难从中分离出目标组合（即“链交换问题”）。随后的几十年中，双特异性抗体主要是围绕如何在有效组合 2个不同抗原识别位点的同时提高目标抗体均一性和产量开展合理的结构设计。

图2.双特异性抗体的结构（来源：文献1）

·合适的临床前评价模型

    另外，合适的临床前评价模型也是双抗研发绕不开的难题。在开发之初，需要平衡和协调两个靶点的安全性、有效性。但常规动物模型因无与人相当的靶点结合特性，如靶点的表达情况与人不相同，结合能力不同，药理作用有差异，人源化动物模型上下游信号与人有差异，导致临床前评价模型很难正确评价靶点设计的合理性、药理作用以及毒理作用，增加了对评价靶点设计合理性的难度。
    目前的临床前评价模型通常采用替代分子、人源化动物和MABEL方法，这些模型虽能在一定程度上反映双抗的作用机制、药理作用、毒性靶点和毒性现象，但因种属靶点表达、结合能力、药理作用、药物PK和种属的差异，临床前评价获得的有效剂量、毒性剂量和毒副反应，一般不能直接进行临床剂量的转换，甚至会产生一定程度的误导，增加临床研究的风险。
    因此，还需开发更合适的双抗体临床前评价模型和方法，或者放开对高等级灵长类动物，如黑猩猩等动物的试验限制，从而更好的进行双抗的临床前评价。

·技术平台

    双抗开发还面临的另一难题是制备技术平台，如业内老话“单抗比靶点，双抗比平台”。现阶段开发的双特异性技术平台各具特色，目前已有数十种，但仍需要不断地摸索和优化，开发出兼具成药性、生产工艺可行性和可放大性的平台技术，同时，还要考虑生产平台的通用性。

表3.含/不含Fc片段的双抗技术平台一般性特点对比

    当然，即使双抗的研发目前还存在尚未突破的难点，依然不可否认双特异性抗体在临床上有望成为针对癌症、自身免疫和传染病的下一代生物疗法，具有单一靶点抗体无法达到的功能，以及成为创新药的潜力。

                                                                  双抗前景：爆发前的宁静   

    首先就靶点而言，在单抗靶点数量有限的情况下，双特异性抗体增加了靶点的可选择性。对于如今药物研发企业普遍面临的靶点不够用的困境，双靶点的组合则能在一定程度上解决该问题，使生物制药公司的管线得以极大扩充。因此，国内药企也一直在积极布局该领域。

    而国内目前以PD-1/PD-L1、CTLA-4及HER2为靶点的项目居多，如康宁杰瑞的KN046作为双靶向免疫治疗药物，目前已开展4个2期试验，相同靶点的还有康方药业的AK104，信达生物的IBI318。此外，在BCMA、4-1BB、C-MET等靶点上国内企业也有所布局。总体上，双抗靶点的扩展空间仍较大。

表4.国内双抗在研情况

    其次，与单一靶点的抗体药物（单抗）相比，BsAb不仅具有可比拟的靶点结合、抑制、中和、携带毒素、ADCC和CDC的功能，此外因它可设计同时结合“肿瘤靶点 + 免疫细胞靶点”、“肿瘤靶点 + 肿瘤靶点”、“免疫靶点 + 免疫靶点”、“炎性靶点 + 炎性靶点”、“血管生长因子 + 络氨酸激酶受体”、“病毒靶点 + 病毒靶点”等组合，所以具有细胞间或蛋白间连接桥梁的特殊作用，可招募更多的免疫细胞靶向于肿瘤细胞或对疾病靶点的多重交联抑制作用，从而获得比单抗更好的治疗效果，或对单一靶点抗体药物没有足够反应的疾病提供额外的治疗选择，能达到单抗或单抗组合疗法无法达到的治疗效果。[5]
    据相关数据，BsAb杀伤肿瘤效果显示为普通抗体的100-1,000倍，用量最低可降为普通抗体的1/2000，因为是极具前景的肿瘤药物开发领域，在药效和价格上也比一般抗体更具竞争优势。

表5.已上市及在研的抗肿瘤双特异性抗体药物（来源：参考6）

    除肿瘤适应症外，科学家们也在不断探索双特异性抗体在其它疾病领域的治疗潜力，如HIV感染、病毒和细菌感染、骨质疏松症、糖尿病、自身免疫缺陷病等。

表6. 非肿瘤相关适应症双特异性抗体在研情况（典型）

    作为一种前沿技术，双特异性抗体在合理评价动物模型、临床前研究策略等方面还存在诸多挑战。然而，随着众多临床研究推进，双特异性抗体项目不同效应机制逐步获得验证等问题得到解决，可以期待双特异性抗体为新型药物设计和开发提供新的发展机遇。