双特异性抗体：药代动力学和免疫原性研究中的挑战

什么是双特异性抗体？

双特异性抗体 (BsAbs) 是经工程化改造的抗体，具有同时结合两个靶点（抗原或表位）的独特能力，表现出卓越的疗效、特异性和安全性。正在开发的 BsAbs 的适用范围涵盖细胞间桥接、邻近效应、双靶点抑制以及依赖于两种抗原类型的细胞靶向。 它们已成为癌症治疗领域关注的焦点；尽管如此，近年来，更多的 BsAbs 也已在其他治疗领域推出。

抗体由可结晶片段区 (Fc)（与细胞受体和补体相互作用的恒定区）和抗原结合片段区 (Fab)（包含可变重链和可变轻链；该区域是识别靶点的区域）组成。

BsAbs 经工程化改造，在 Fab 区域拥有两条不同的臂，具有各自不同的可变轻链和重链，每条臂都能识别特定的靶点，从而使其能够同时结合两种抗原。在工程化改造 BsAbs 时，一个主要的考虑因素是确保 Fab 区域两条不同的重链和轻链正确组装。此外，对 BsAbs Fc 区的改造可促进并增强其稳定性，改变免疫功能，并延长其半衰期。

在 BsAbs 的开发过程中，选择最佳候选药物至关重要。 这种选择基于理化性质、格式、特异性、药代动力学 (PK) 和预期的治疗效果。

BsAbs 开发中通常考虑哪些参数？

为确保安全性、质量和疗效，分析程序必须评估四个主要类别的若干关键质量属性 (CQAs)：

• 安全性：内毒素、支原体、免疫原性（ADA、NAb）、病原体存在。

• 质量：糖基化、聚集、宿主细胞蛋白 (HCP)、宿主细胞 DNA (HCDNA)。

• 鉴定与纯度：大小、氨基酸序列、聚糖分析（ELISA、LC-MS、SEC-HPLC、SDS-PAGE）。

• 效力：靶点结合（ELISA、SPR）、细胞反应和细胞毒性（细胞分析、ADCC）。

BsAbs 开发中的临床前和临床考虑因素

药代动力学 (PK)

 

BsAbs 带来了独特的药代动力学挑战，影响着对 PK 概况、给药方案、半衰期和清除率的评估。由于 BsAbs 在胃肠道中的稳定性较低且肠壁渗透性较差，因此它们不适合作为口服候选药物。相反，BsAbs 可以通过静脉注射 (IV)、腹腔注射 (IP) 或皮下注射 (SC) 给药。

它们的分子大小和其他理化性质直接影响其分布和组织渗透。 BsAbs 的 Fc 区域负责维持和增强全身存在，从而减少频繁给药的需求。

由于 PK 概况和线性可能与传统的单克隆抗体 (mAbs) 不同，因此 PK 生物分析研究必须准确确定需要测量哪种或哪些分析物，无论是总抗体、单个活性臂还是结合复合物，这一点至关重要。

药效学 (PD)

 

作为安全性评估的一部分，可以测量特定的生物标志物和细胞因子。 这是剂量递增阶段的关键步骤，因为增加剂量可能会引起细胞因子释放综合征 (CRS)。

免疫原性风险

 

与传统 mAbs 的标准 ADA 分析相比，评估抗药物抗体 (ADA) 的挑战性要大得多。 传统的多层级方法必须在确认阶段接受额外的表征步骤，以绘制针对双特异性分子每个单独功能域的反应图谱。

合规框架

开发稳健的生物分析方法需要严格遵守国际监管框架。关键指南包括：

• ICH M10：生物分析方法验证指南。

• EMA 指南：治疗性蛋白质药代动力学临床研究指南，包括特别强调产品相关杂质的详细表征（例如 2017 年指南的第 7.4 节）。

• FDA 指南：双特异性抗体开发项目行业指南 (2021) 和 2019 年指南框架（包括第 IV.A.3 节）。

BsAbs PK 和免疫原性挑战：Kymos 经验

诚然，由于 BsAbs 的结构复杂性和双靶点结合特性，与传统的单克隆抗体相比，它们带来了额外的分析挑战。

根据我们的经验，在方法开发过程中需要特别注意。重要的是要彻底评估潜在的靶点干扰。此外，选择最合适的分析格式、仔细表征关键试剂并确保在所需生物基质中具有足够的分析性能也至关重要。

通过我们的 BsAb 项目，我们在应对与这些分子相关的常见挑战方面积累了宝贵的经验。通过全面且注重细节的分析方法开发与优化，我们相信可以建立稳健可靠的 PK 和 ADA 分析。这为成功开发可应用于临床前和临床项目的其他 BsAbs 分析方法铺平了道路。

Kymos 集团如何协助 BsAbs 的开发？

Kymos 集团提供一整套分析能力，以支持复杂生物制品的生物分析和 CMC 要求：

• CMC 和理化性质：抗体表征、分子大小、序列测定和微生物检测。

• 功能和效力测试：通过 ELISA 或 SPR 进行靶点结合和蛋白质相互作用，以及细胞毒性和基于细胞的效力分析。

• 临床前和临床生物分析：通过配体结合分析 (LBA) 进行药代动力学水平评估。

• PD 和生物标志物：用于追踪不同细胞因子、因子和白细胞介素的多重检测能力。

• 高级免疫原性：总结合 ADA 分析、详细的结构域表征和中和抗体 (NAb) 检测。

双特异性抗体的一站式解决方案

我们通过合并我们专业的临床前和临床 CRO 能力，为客户的项目提供全包式协助，在统一的监管框架下涵盖 PK、免疫原性、生物标志物和彻底的结构表征。

结论

治疗性抗体的开发正通过 BsAbs 的工程化改造来克服传统单克隆抗体 (mAbs) 的局限性。它们的双靶点作用机制使其能够有效地作用于复杂的疾病通路。然而，这一独特特征及其复杂的结构架构，强调了对疗效和安全性属性进行彻底、可靠调查的绝对必要性。随着针对更多临床病症的新工程策略不断涌现，这一不断发展的领域在开发的每个阶段都需要稳健的分析支持和先进的技术。

参考文献

• Tetsuya Wakabayashi, Taichi Kuramochi (2025) 双特异性抗体的发现与开发。Protein Expr Purif. 2025 Dec:236:106787. doi: 10.1016/j.pep.2025.106787. Epub 2025 Aug 5.

• Ding Y, Andrien B, Sarkar M and Aimone M (2024). 双特异性抗体的工艺开发、制造和临床支持：化学、制造和控制方面的考虑。BioProcess International 22(11–12).

• 美国卫生与公众服务部食品药品监督管理局药物评估与研究中心 (CDER) (2021)。双特异性抗体开发项目行业指南。美国生物制品评估与研究中心 (CBER) 药物质量/CMC。

• Choi et al. (2024). 已获批双特异性抗体的作用机制和药代动力学。Biomol Ther (Seoul) 2024 Oct 25;32(6):708–722. doi: 10.4062/biomolther.2024.146.