DuoBody?是一種多功能的生物技術(shù)平臺(tái)，用于生成雙特異性抗體，這些抗體能夠產(chǎn)生多種效果，包括同時(shí)招募免疫細(xì)胞和識(shí)別腫瘤細(xì)胞。

雙特異性抗體為多種雙重靶向應(yīng)用提供了一種靈活的解決方案。它們可用于細(xì)胞受體的阻斷、激活或下調(diào)；可用于招募并靶向T細(xì)胞；還可用于協(xié)助遞送毒性載荷。

DuoBody?技術(shù)平臺(tái)

Genmab的DuoBody?是一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)平臺(tái)，用于雙特異性抗體庫的高通量生成和篩選，采用的是雙特異性抗體格式。

DuoBody?平臺(tái)技術(shù)涉及三個(gè)基本步驟，用于生成穩(wěn)定的雙特異性人源IgG1抗體。首先，分別生產(chǎn)兩個(gè)IgG1抗體，每個(gè)抗體在第三恒定（CH3）結(jié)構(gòu)域中均含有單一匹配的突變（第409位賴氨酸突變?yōu)榫彼?，K409R；第405位苯丙氨酸突變?yōu)榱涟彼?，F(xiàn)405L），使用重組哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)（見下圖，步驟1）。隨后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的回收和純化流程對(duì)這些IgG1抗體進(jìn)行純化（見下圖，步驟2）。生產(chǎn)并純化后，在特定的實(shí)驗(yàn)室條件下將兩種抗體重新組合，這一過程稱為Controlled Fab-arm exchange，最終以非常高的產(chǎn)量（通常>95%）獲得雙特異性抗體產(chǎn)品（見下圖，步驟3以及生產(chǎn)示意圖）。

DuoBody?生產(chǎn)工藝：生成雙特異性抗體的3個(gè)步驟。

通過cFAE生產(chǎn)雙特異性抗體示意圖.圖片來源：doi:10.1038/nprot.2014.169

DuoBody?工藝既可以在發(fā)現(xiàn)規(guī)模上輕松進(jìn)行，也可以擴(kuò)展到商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模（見下圖）。

DuoBody?平臺(tái)采用的簡單后生產(chǎn)交換反應(yīng)，可用于生成雙特異性抗體庫。X和Y代表抗體庫。X+Y是需要進(jìn)行的生產(chǎn)次數(shù)，而X×Y是在發(fā)現(xiàn)過程中生成的不同雙特異性組合的數(shù)量。

如有需要，可以采用簡單的精制步驟來獲得本質(zhì)上純凈的DuoBody?產(chǎn)品。重要的是，通過DuoBody?平臺(tái)生成的雙特異性抗體完全保留了IgG1的結(jié)構(gòu)和功能（見下圖）。

數(shù)據(jù)來源：doi/10.1073/pnas.1220145110

此外，DuoBody?平臺(tái)還兼容額外的Fc工程突變，以滿足特定應(yīng)用的需求。DuoBody?平臺(tái)的便捷性和多功能性也已擴(kuò)展到小鼠（和大鼠）抗體，從而可以通過Controlled Fab-arm exchange高效生成替代性的雙特異性小鼠IgG1、IgG2a和IgG2b（以及大鼠IgG1、IgG2a、IgG2b和IgG2c分子）（見下圖）。

數(shù)據(jù)來源：DOI:10.1038/s41598-017-02823-9

DuoBody?平臺(tái)的生物學(xué)意義

DuoBody?平臺(tái)基于對(duì)抗體自然生物學(xué)的深入理解，旨在創(chuàng)造創(chuàng)新的治療方法。

DuoBody?平臺(tái)的靈感來源于對(duì)IgG4 Fab臂交換這一自然發(fā)生過程的廣泛了解。要理解Fab臂交換的過程，回顧人免疫球蛋白G（IgG）抗體的結(jié)構(gòu)組成至關(guān)重要。人IgG抗體分為四個(gè)亞類：IgG1、IgG2、IgG3和IgG4，它們具有不同的結(jié)構(gòu)和功能特性。大多數(shù)IgG亞類是對(duì)稱的，包含兩個(gè)相同的抗原結(jié)合位點(diǎn)，因此這些抗體是單特異性的（即只能結(jié)合一種特定的表位）。人IgG4分子也是由B細(xì)胞產(chǎn)生的單特異性抗體。然而，一旦它們被B細(xì)胞分泌后，就可以參與一種獨(dú)特的Fab臂交換過程，在此過程中它們會(huì)變成雙特異性的。這一動(dòng)態(tài)且隨機(jī)的過程涉及從一個(gè)IgG4抗體中重組Fab臂（由一條重鏈與一條輕鏈結(jié)合而成），與另一個(gè)IgG4抗體的Fab臂進(jìn)行交換。因此，形成了具有不同抗原特異性的Fab臂的IgG4抗體。

人體內(nèi)的所有IgG4分子都參與了這種自然發(fā)生且持續(xù)不斷的Fab臂交換過程。在人類中，能夠參與Fab臂交換是IgG4所固有且獨(dú)特的特性。有趣的是，雙特異性抗體因此在人體免疫中自然產(chǎn)生?；趯?duì)IgG4 Fab臂交換的機(jī)制的廣泛研究，發(fā)現(xiàn)鉸鏈區(qū)和CH3結(jié)構(gòu)域在Fab臂交換中都起著關(guān)鍵作用。更具體地說，鉸鏈區(qū)第228位的絲氨酸（S228）和CH3結(jié)構(gòu)域第409位的精氨酸（R409）（見下文）被證實(shí)是允許IgG4抗體參與Fab臂交換的關(guān)鍵氨基酸殘基。

鉸鏈區(qū)第228位的絲氨酸（S228）是允許IgG4抗體參與Fab臂交換的關(guān)鍵氨基酸殘基

• 體外實(shí)驗(yàn)：在存在GSH的情況下，野生型IgG4（如IgG4-EGFR和natalizumab）發(fā)生了Fab臂交換，而含有S228P突變的IgG4（如IgG4S228P-EGFR）則沒有發(fā)生交換。

IgG4-CD20與IgG4-EGFR（a、f）、IgG4S228P-EGFR（b、g）、natalizumab（c、h）、gemtuzumab（d、i）和TGN1412（e、j）。數(shù)據(jù)來源：DOI: 10.1038/nbt.1553

• 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：只有含有野生型IgG4分子的混合物（如IgG4-EGFR和natalizumab）在小鼠血液中產(chǎn)生了雙特異性抗體，而含有S228P突變的IgG4（如IgG4S228P-EGFR）或IgG1分子的混合物則沒有產(chǎn)生雙特異性抗體。

IgG4-CD20/IgG4-EGFR（開放圓圈）、IgG4-CD20/IgG1-EGFR（開放正方形）、IgG4-CD20/IgG4S228P-EGFR（閉合圓圈）、IgG4-CD20/natalizumab（閉合正方形）和IgG4-CD20/gemtuzumab（閉合三角形）。數(shù)據(jù)來源：DOI: 10.1038/nbt.1553

• 藥代動(dòng)力學(xué)模型中的S228P突變：S228P突變通過穩(wěn)定核心鉸鏈區(qū)，顯著減少了治療性IgG4抗體與內(nèi)源性IgG4之間的Fab臂交換，從而提高了藥物的穩(wěn)定性和安全性。

數(shù)據(jù)來源：DOI: 10.1038/nbt.1553

CH3結(jié)構(gòu)域第409位的精氨酸（R409）是人類 IgG4 發(fā)生 Fab 臂交換的關(guān)鍵 CH3 決定因素

• 解離常數(shù)（KD）：通過CH3-CH3相互作用的KD值看出，IgG4的KD值約為4.8×10^-8 M，而IgG4-R409K的KD值約為8.0×10^-9 M，表明R409K突變顯著增強(qiáng)了CH3-CH3的相互作用。只有當(dāng)CH3–CH3相互作用足夠弱時(shí)，才會(huì)發(fā)生高效的Fab臂交換。

數(shù)據(jù)來源：DOI: 10.4049/jimmunol.1003336

• Fab臂交換效率：在體外實(shí)驗(yàn)中，野生型IgG4在24小時(shí)內(nèi)可達(dá)到約50%的雙特異性抗體生成效率，而R409K突變體則無法檢測(cè)到雙特異性抗體的生成。

數(shù)據(jù)來源：DOI: 10.4049/jimmunol.1003336

• 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在小鼠模型中，注射IgG4-EGFR和IgG4-CD20混合物后，3小時(shí)即可檢測(cè)到雙特異性抗體，24小時(shí)達(dá)到峰值，表明IgG4在體內(nèi)也能發(fā)生Fab臂交換。

基于以上對(duì)IgG4 Fab臂交換機(jī)制的深入理解，Genmab開發(fā)出了用于生成穩(wěn)定雙特異性IgG1抗體的強(qiáng)大平臺(tái)：DuoBody?平臺(tái)。

自主思考時(shí)間

IgG4的Hinge區(qū)的S228和CH3結(jié)構(gòu)域的R409與IgG1的結(jié)構(gòu)差異？

Hinge區(qū)：IgG1的鉸鏈區(qū)在第228位為脯氨酸（P228），其環(huán)狀結(jié)構(gòu)限制了多肽鏈主鏈的自由旋轉(zhuǎn)，賦予了鉸鏈區(qū)更高的剛性和穩(wěn)定性，從而限制了二硫鍵的靈活性，使得IgG1鉸鏈區(qū)結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固。相比之下，IgG4在該位點(diǎn)為絲氨酸（S228），其較小且極性的側(cè)鏈?zhǔn)广q鏈區(qū)更加靈活，易于發(fā)生鏈間二硫鍵的解離和重組，進(jìn)而促進(jìn)Fab臂的交換。因此，IgG1抗體由于P228帶來的剛性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性且不會(huì)發(fā)生Fab臂交換，更適合用于開發(fā)穩(wěn)定的單特異性抗體藥物。

CH3結(jié)構(gòu)域：在IgG的CH3結(jié)構(gòu)域中，重鏈界面之間存在著多種非共價(jià)相互作用力，包括疏水作用（例如F405、L368、V397等形成的疏水核心）、氫鍵（例如谷氨酰胺Q347、蘇氨酸T366等構(gòu)成的氫鍵網(wǎng)絡(luò)）以及靜電相互作用。IgG1的CH3結(jié)構(gòu)域在409位為賴氨酸（K409），通過穩(wěn)定的靜電相互作用增強(qiáng)了CH3結(jié)構(gòu)域界面的緊密結(jié)合；而IgG4的409位為精氨酸（R409），其較長且?guī)д姾傻膫?cè)鏈增加了CH3結(jié)構(gòu)域界面間的靜電排斥，破壞了界面的穩(wěn)定性，從而促進(jìn)了IgG4 Fab臂交換的發(fā)生。

基于Genmab的Duobody平臺(tái)上市的雙特異性抗體藥物

Teclistamab（商品名：Tecvayli?）

原研單位：強(qiáng)生公司（Johnson&Johnson）

靶點(diǎn)：BCMA和CD3。

BCMA：B細(xì)胞成熟抗原，主要在惡性漿細(xì)胞和正常漿細(xì)胞中高表達(dá)，是治療多發(fā)性骨髓瘤的重要靶點(diǎn)。

CD3：T細(xì)胞表面的膜抗原，與T細(xì)胞抗原識(shí)別受體（TCR）結(jié)合，激活T細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)T細(xì)胞重定向。

上市時(shí)間

? 歐盟：2022年8月25日。

? 美國：2022年10月25日。

? 中國：2024年6月18日。

適應(yīng)癥：Teclistamab主要用于治療復(fù)發(fā)或難治性多發(fā)性骨髓瘤（R/R MM）成人患者。

Epcoritamab（Epkinly?）

原研單位：艾伯維與Genmab達(dá)成協(xié)議，共同開發(fā)和商業(yè)化epcoritamab。

靶點(diǎn)：CD20和CD3

CD20（B細(xì)胞表面抗原CD20）主要在成熟B細(xì)胞上表達(dá)，調(diào)控其激活、分化和增殖，并參與B細(xì)胞受體（BCR）信號(hào)通路的調(diào)控，是B細(xì)胞淋巴瘤和白血病等惡性腫瘤的重要治療靶點(diǎn)，而在前B細(xì)胞和漿細(xì)胞上則不表達(dá)。

上市時(shí)間

? 美國：2023年5月19日，F(xiàn)DA批準(zhǔn)Epcoritamab（Epkinly）上市。

? 日本：2023年9月，Epcoritamab在日本獲批。

? 歐洲：2023年9月，Epcoritamab在歐洲EMA獲批。

適應(yīng)癥

Epcoritamab在美國、日本和歐洲均獲批用于治療接受過兩線及以上系統(tǒng)治療后復(fù)發(fā)或難治性的彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤（DLBCL）及相關(guān)亞型患者，其中美國還批準(zhǔn)其用于濾泡性淋巴瘤（FL）患者。

Amivantamab（Rybrevant?）

原研單位：楊森生物（Janssen Biotech，強(qiáng)生公司旗下）與Genmab合作開發(fā)。

靶點(diǎn)：EGFR和c-MET。

EGFR（表皮生長因子受體）：是一種酪氨酸激酶受體，廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞類型中，參與細(xì)胞增殖、分化和存活等生物學(xué)過程。在多種癌癥（如肺癌、結(jié)直腸癌等）中，EGFR基因突變會(huì)導(dǎo)致其異常激活，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長和存活。

c-MET（間充質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化因子）：是一種受體酪氨酸激酶，參與細(xì)胞增殖、遷移和存活等過程。c-MET基因的異常激活（如擴(kuò)增、突變或過表達(dá)）在多種癌癥（如肺癌、胃癌、肝癌等）中較為常見，與腫瘤的侵襲性和預(yù)后不良密切相關(guān)。

上市時(shí)間

? 2021年5月21日，美國FDA批準(zhǔn)Amivantamab（商品名Rybrevant）上市。

? 2025年2月，Amivantamab在中國獲批上市。

適應(yīng)癥

Amivantamab主要用于治療攜帶EGFR外顯子20插入突變或EGFR exon19del/L858R突變的局部晚期或轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者，包括單藥治療經(jīng)鉑類化療進(jìn)展的患者，以及聯(lián)合卡鉑和培美曲塞用于一線治療或特定突變經(jīng)EGFR-TKI治療進(jìn)展的患者。

Talquetamab（Talvey?）

原研單位：強(qiáng)生公司（Johnson&Johnson），由其旗下楊森制藥（Janssen Pharmaceuticals）開發(fā)。

靶點(diǎn)：GPRC5D和CD3

GPRC5D（G蛋白偶聯(lián)受體C類5成員D）是一種在多發(fā)性骨髓瘤（MM）細(xì)胞中高表達(dá)的孤兒受體，主要在毛囊等硬角化組織中表達(dá)，其激活可促進(jìn)細(xì)胞增殖、生存和遷移，與MM患者的不良預(yù)后相關(guān)。

上市時(shí)間

? 2023年8月：美國FDA加速批準(zhǔn)Talquetamab（商品名：Talvey）上市。

? 2023年8月：歐盟委員會(huì)有條件批準(zhǔn)Talquetamab上市。

? 2024年7月：在韓國獲批上市。

? 2025年2月：在中國獲批上市。

適應(yīng)癥

Talquetamab獲批用于治療既往接受過至少三線治療（包括蛋白酶體抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑和抗CD38抗體）的復(fù)發(fā)或難治性多發(fā)性骨髓瘤（R/R MM）成人患者。

總結(jié)

基于Genmab的Duobody平臺(tái)開發(fā)的雙特異性抗體藥物在腫瘤治療領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，已有4款藥物獲得FDA批準(zhǔn)上市，分別針對(duì)不同的腫瘤靶點(diǎn)，為患者提供了新的治療選擇。

歡迎加入我的知識(shí)星球，可免費(fèi)下載每次直播的原始文獻(xiàn)和PPT，小藥邀請(qǐng)你到知識(shí)星球一起學(xué)習(xí)！

公眾號(hào)已建立“小藥說藥專業(yè)交流群”微信行業(yè)交流群以及讀者交流群，掃描下方小編二維碼加入，入行業(yè)群請(qǐng)主動(dòng)告知姓名、工作單位和職務(wù)。