双特异性抗体在癌症治疗中的应用

双特异性抗体（bsAbs）能够实现传统基于IgG的抗体无法达到的新型作用机制和/或治疗应用。双特异性抗体具有多种制剂形式，针对不同的靶点，并通过不同的分子机制发挥抗癌作用。本期主要概述双特异性抗体在癌症治疗领域的应用，包括由双特异性抗体介导的信号通路双重调节剂、肿瘤靶向受体激动剂、双特异性抗体-药物偶联物、双特异性T细胞、自然杀伤细胞和先天免疫细胞激活剂，以及双特异性检查点抑制剂和共刺激剂。

图1 双特异性抗体的作用机制.png

图1 双特异性抗体的作用机制

1. 信号通路双重调节剂：

(1) 双受体抑制：

许多参与细胞信号传导的细胞表面蛋白是抗体疗法的有效靶点。数十年前，针对这些蛋白质（包括表皮生长因子受体EGFR、HER2、血管内皮生长因子VEGF等）的研究，为几乎所有基于抗体的治疗药物研发奠定了基础。尽管针对单一明确信号传导靶点的抗体疗法效果显著，但疾病相关的表型往往由多条信号通路共同触发。因此，能够同时调节不同疾病相关信号受体和/或通路的双特异性抗体（bsAbs）可以达到更好的治疗效果。例如，Amivantamab（JNJ-61186372）靶向表皮生长因子受体（EGFR）和肝细胞生长因子受体（MET）。这两种受体均会触发非小细胞肺癌（NSCLC）的增殖，同时阻断这两种受体比仅阻断其中一条通路更能有效抑制NSCLC的生长。

(2) 配体-受体抑制：

受体活化可通过干扰受体二聚化或复合物形成，或通过阻断受体的配体结合位点来抑制。在癌症中，多个互补或代偿性通路的配体和受体往往共同促进肿瘤进展和治疗耐药性。双特异性抗体（bsAbs）可同时阻断两种不同的配体，或同时阻断一种配体及其对应的受体。针对血管内皮生长因子（VEGF）和血管生成素2（ANG2）的双重靶向，分别阻断参与血管生成的两条通路，已成为实体瘤领域多项临床试验的研究主题。vanucizumab 是一种针对 VEGFA 和 ANG2 的双特异性抗体，在临床前模型中与化疗联合使用时显示出抗肿瘤、抗血管生成和抗转移作用。

(3) 受体激活：

许多抗肿瘤反应是通过细胞表面受体的激活介导的，包括免疫反应或通过诱导凋亡引起的细胞死亡。一种癌症治疗方法是将受体激活配体（如生长因子、细胞因子和（共）免疫刺激配体）与抗体或抗体片段融合，从而实现其靶向递送，以诱导局部或组织特异性的激动作用，进而引发细胞反应。越来越多的此类抗体-配体融合蛋白正在进入临床试验阶段。还可以通过使用激动性抗体来激活受体。针对目标抗原和TNFRSF成员的双特异性抗体（bsAbs）已被证明可作为强效且具有肿瘤选择性的激动分子，模拟细胞表面展示的配体的活性。

2. 双特异性抗体-药物偶联物：

在利用双特异性单克隆抗体（bsAbs）进行细胞毒性药物或放射性物质等有效载荷的靶向递送方面，存在两种概念上不同的方法。第一种方法是“预靶向治疗”，利用双特异性单克隆抗体的其中一种结合特异性靶向肿瘤细胞，而另一种则用于随后在肿瘤上捕获有效载荷。GD2×DOTA可识别在癌症中高度表达的双唾液酸神经节苷脂GD2以及放射性有效载荷177Lu-DOTA并在肿瘤微环境（TME）中组装并留存于该处。

第二种方法通过双特异性抗体-药物偶联物（bsADCs）将细胞毒性有效载荷递送至肿瘤细胞，同时作用于肿瘤细胞表面上的两个表位或两个靶点，从而实现对肿瘤细胞的精准靶向。

3. 癌症免疫治疗：

(1) 免疫检查点抑制剂（CPIs）

将检查点抑制性抗体疗法扩展至双特异性抗体（bsAbs），可能有助于减少不良副作用，并增强单特异性抗体治疗的疗效。例如，可特异性结合HER2和PDL1的双特异性抗体能特异性地阻断表达HER2的肿瘤细胞中的PDL1活性，其治疗效果优于单独使用任一成分。

(2) 效应细胞结合抗体（包括TCEs和ICEs）

在过去二十年中，能够特异性结合肿瘤表面抗原和TCR的CD3ε链的TCEs（效应细胞结合物）主导了这一类单克隆抗体（bsAb）。新一代TCEs被设计为不含Fc部分，例如基于串联scFv的CD19×CD3ε双特异性T细胞结合物（BiTE）blinatumomab，该药物最初获得批准后2014年用于治疗B细胞前体急性淋巴细胞白血病（B-ALL）。

(3) 共刺激性双特异性抗体

一种高效、持久且局部特异的抗肿瘤免疫应答，需要共刺激和共抑制信号来严格调控细胞毒性T细胞、自然杀伤细胞和巨噬细胞的激活、分化与维持。TNFRSF家族成员（如4-1BB、CD40、OX40、TNFRSF18（也称为糖皮质激素诱导型TNFR相关蛋白，GITR）、CD27或CD30），以及CD28免疫球蛋白超家族成员（如CD28、CTLA4、PD1、可诱导性T细胞共刺激分子（ICOS）和B淋巴细胞及T淋巴细胞抑制因子（BTLA））及其相应的配体，在通过细胞间接触（例如抗原呈递细胞（APC）与T细胞之间的接触）实现局部作用时，发挥着重要的免疫调节信号传递作用。这些受体向T细胞提供所谓的“信号2”，该信号可通过肽-MHC-TCR相互作用或TCE交联TCR的方式，维持由TCR提供的“信号1”。靶向这些免疫调节通路可能增强免疫治疗效果。

4. 小结：

由于癌症的异质性和适应性特征，任何单一疗法都不可能成为通用的癌症免疫治疗手段。相反，抗体需要针对特定应用进行个性化设计，并需与其他疗法联合使用，以最大限度地提升其疗效和安全性。与其他抗癌药物类似，借助改进的诊断技术及新型研发模式，在疾病早期就将bsAbs和多特异性抗体类疗法应用于患者，将是实现治愈癌症患者的最终目标的关键所在。泰克生物科技（天津）有限公司基于噬菌体展示技术和酵母展示技术建立了完善的靶向抗体药物发现平台，能够为全球客户提供高质量的前期候选序列发现服务，同时能够提供配套的下游双特异性抗体设计与制备、体外验证（包括蛋白水平、细胞水平结合验证等多种定制化验证方案）、体内药效评估（动物模型实验及疗效评估）等一站式服务，为客户的科研项目提供有力的技术支撑。

参考文献：

[1] Klein, C., Brinkmann, U., Reichert, J.M. et al. The present and future of bispecific antibodies for cancer therapy. Nat Rev Drug Discov 23, 301–319 (2024).

[2] Seimetz, D., Lindhofer, H. & Bokemeyer, C. Development and approval of the trifunctional antibody catumaxomab (anti-EpCAM?×?anti-CD3) as a targeted cancer immunotherapy. Cancer Treat. Rev. 36, 458–467 (2010).

[3] Trinklein, N. D. et al. Eficient tumor killing and minimal cytokine release with novel T-cell agonist bispecific antibodies. mAbs 11, 639–652 (2019).

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