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雙特異性抗體（?BsAbs）?，?是一種能夠同時(shí)特異性結(jié)合兩個(gè)抗原或抗原表位的人工抗體。?無(wú)論是在研發(fā)端還是市場(chǎng)銷(xiāo)售端都展現(xiàn)出了較大的潛力，?是目前醫(yī)藥行業(yè)的重要發(fā)展方向。
根據(jù)不同結(jié)構(gòu)可將BsAb結(jié)構(gòu)分為兩類(lèi)：不含F(xiàn)c片段的BsAb（非lgG樣BsAb）與含F(xiàn)c片段的BsAb（lgG樣BsAb）。BsAb的藥代動(dòng)力學(xué)特征與分子量、物理化學(xué)性質(zhì)（包括電荷）等其他結(jié)構(gòu)特征息息相關(guān)。本文將主要從結(jié)構(gòu)特征出發(fā)，講解不同結(jié)構(gòu)特征的雙特異性抗體的PK特征。
PART 01
lgG樣和非lgG樣BsAb的分布及消除
基于全長(zhǎng)IgG分子的BsAb的處置與經(jīng)典單克隆抗體類(lèi)似，BsAb具有可忽略的口服生物利用度，由于低滲透性通過(guò)腸壁和高胃腸道蛋白酶活性，因此通常采取腸外給藥途徑，特別是靜脈和皮下給藥，是BsAb最常用的給藥途徑。
BsAb的分布是由它們的分子量、物理化學(xué)性質(zhì)（包括電荷）和其他結(jié)構(gòu)特征（如與Fc受體的結(jié)合）決定的。靜脈注射IgG樣BsAb后，通常觀察到呈雙指數(shù)下降的藥代動(dòng)力學(xué)特征，其分布容積等于或略大于血漿體積（3-8L）。
BsAb從體循環(huán)到組織間隙的轉(zhuǎn)運(yùn)與其他蛋白類(lèi)藥物類(lèi)似，主要通過(guò)對(duì)流轉(zhuǎn)運(yùn)而非擴(kuò)散，從而遵循從血管間隙到組織間隙的單向轉(zhuǎn)運(yùn)，隨后從組織間隙轉(zhuǎn)運(yùn)回血管內(nèi)的過(guò)程由淋巴系統(tǒng)介導(dǎo)。
許多抗體藥物的靶點(diǎn)位于血管外，因此組織穿透性成為影響治療效果的關(guān)鍵因素，尤其在實(shí)體瘤。實(shí)體瘤的環(huán)境不同于正常組織，其血管組織不良導(dǎo)致血流緩慢和流變學(xué)不穩(wěn)定。缺乏功能性淋巴引流導(dǎo)致組織液壓力高，進(jìn)一步限制了對(duì)流轉(zhuǎn)運(yùn)。因此，典型的單抗（150kDa）很難擴(kuò)散到實(shí)體瘤中。
腫瘤穿透的另一個(gè)重要決定因素是與抗原的親和力，對(duì)于更深的腫瘤穿透，適度的結(jié)合親和力優(yōu)于高親和力。與全長(zhǎng)單克隆抗體相比，更小的雙特異性結(jié)構(gòu)（55-60kDa），可以有更好的滲透。
圖1 蛋白類(lèi)藥物從血管至組織的過(guò)程
與其他蛋白質(zhì)療法類(lèi)似，BsAb通過(guò)分解代謝消除，產(chǎn)生肽和氨基酸，這些肽和氨基酸被重新用于蛋白質(zhì)合成。這種非特異性蛋白水解可在全身進(jìn)行，尤其是內(nèi)皮細(xì)胞和網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的細(xì)胞。因此，細(xì)胞內(nèi)攝取是先決條件，通常由胞飲作用或內(nèi)吞過(guò)程促進(jìn)。除了非特異性的清除途徑外，BsAb在與其中一個(gè)靶標(biāo)結(jié)合后也可能經(jīng)歷典型的靶標(biāo)介導(dǎo)的藥物處置（TMDD），其中靶標(biāo)結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)攝取和隨后的溶酶體降解。由于該過(guò)程在治療濃度下可以達(dá)到飽和，并且可能構(gòu)成某些BsAb的主要消除途徑，因此經(jīng)常觀察到低劑量時(shí)清除率較高、半衰期較短、高劑量時(shí)清除率較低、半衰期較長(zhǎng)的非線性藥代動(dòng)力學(xué)行為。
對(duì)于正常單克隆抗體和IgG樣BsAb，與新生兒受體（FcRn）的相互作用可以阻止它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)攝取后被溶酶體降解。 類(lèi)似于內(nèi)源性IgG和單抗，這種回收途徑也延長(zhǎng)了消除IgG樣BsAb。 然而對(duì)于缺乏Fc結(jié)構(gòu)域的BsAb，其無(wú)法與FcRn回收途徑相互作用，因此半衰期比全長(zhǎng)單克隆抗體短得多。 例如H22xKi-4，分子量為104 kDa，在霍奇金淋巴瘤患者中的半衰期僅為11.1小時(shí)，而大多數(shù)單克隆抗體半衰期則為2-3周。
圖2 FcRn保護(hù)免疫球蛋白G (IgG)免受溶酶體降解
除了FcRn結(jié)合外， IgG樣BsAb的Fc結(jié)構(gòu)域也可以與免疫細(xì)胞上的Fcγ受體結(jié)合， 這種相互作用有助于單克隆抗體的效應(yīng)功能，如ADCC，但這種相互作用也影響了它們的藥代動(dòng)力學(xué)行為，因?yàn)闃?gòu)成了額外的消除途徑。 糖鏈修飾和先進(jìn)的蛋白質(zhì)工程技術(shù)已被用于修飾單靶向和雙特異性單克隆抗體Fc結(jié)構(gòu)域與FcRn和Fcγ受體的結(jié)合親和力，以調(diào)節(jié)其藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)行為。
完整的單克隆抗體和lgG樣BsAb的消除與腎臟代謝及排泄無(wú)關(guān)，但較小分子量的BsAb（＜69kDa）可經(jīng)過(guò)腎小球?yàn)V過(guò)（隨著分子量的降低， 腎濾過(guò)作用越來(lái)越重要），隨后通過(guò)細(xì)胞內(nèi)攝取進(jìn)入腎小管細(xì)胞和溶酶體降解進(jìn)行分解代謝，導(dǎo)致半衰期短。
PART 02
BsAb的免疫原性
免疫原性也可以對(duì)任何治療性蛋白的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)產(chǎn)生重大影響，包括雙特異性結(jié)構(gòu)。與治療性蛋白結(jié)合的抗藥抗體的形成在靶點(diǎn)相互作用方面可能具有中和或非中和作用，但即使是非中和的抗藥抗體也可能通過(guò)免疫復(fù)合物的形成及隨后的降解觸發(fā)治療性蛋白的額外清除途徑，從而降低治療活性。然而，與單特異性單克隆抗體和IgG樣BsAb相比， 基于單鏈可變抗體片段（scFv），如串聯(lián)scFv和diabodies，由于分子中缺乏Fc結(jié)構(gòu)域，通常免疫原性較低。 非IgG樣BsAb由于體積小，更不容易引起免疫反應(yīng)。因此與經(jīng)典單克隆抗體相比，在免疫原性方面可能具有實(shí)質(zhì)性的臨床優(yōu)勢(shì)。
PART 03
非IgG樣BsAb案例——Blinatumomab
Blinatumomab（倍利妥?）是靶向CD19和CD3的細(xì)胞銜接分子（BiTE），它的一端與B細(xì)胞表面表達(dá)的CD19結(jié)合，另一端與T細(xì)胞表面表達(dá)的CD3結(jié)合。 2020年12月，倍利妥?獲得中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）批準(zhǔn)，用于治療成人復(fù)發(fā)或難治性前體B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病。
圖3 Blinatumomab作用機(jī)制
建議的Blinatumomab方案是連續(xù)靜脈輸注4周，在兩個(gè)周期之間有2周的無(wú)治療期。推薦初始劑量為9μg/天。在第一個(gè)周期的第2周到第4周增加劑量至28μg/天。所有后續(xù)周期劑量均為28μg/天。建議在第一個(gè)周期的前9天和第二個(gè)周期的前2天住院。每個(gè)Blinatumomab治療周期開(kāi)始前1小時(shí)需要靜脈注射20mg地塞米松。
Blinatumomab在劑量比例方面表現(xiàn)出線性藥代動(dòng)力學(xué)（圖4），在第1和第2周期5-90μg/m2/天的劑量范圍內(nèi)，連續(xù)輸注期間穩(wěn)定的Css顯示了與時(shí)間無(wú)關(guān)的清除率（圖5）。清除率（CL）、分布體積（Vz）和消除半衰期（T1/2）的平均值（SD）分別為2.92（2.83）L/h、4.52 （2.89）L和2.1 （1.42）h（見(jiàn)表1）。Blinatumomab從體內(nèi)清除較快，因此需要持續(xù)靜脈輸注以維持治療。
圖4 劑量遞增試驗(yàn)MT103-104中平均穩(wěn)態(tài)（Css）血清Blinatumab濃度與劑量的關(guān)系
注：在劑量比例化的統(tǒng)計(jì)分析中，使用個(gè)體的Css值，并通過(guò)受試者隨機(jī)效應(yīng)考慮同一受試者的重復(fù)測(cè)量。Blinatumumab暴露水平隨劑量近似線性增加（斜率= 1.07,95% CI: 1.03, 1.11）。
圖5 第1和第2周期中，連續(xù)靜脈注射15 μg/m2/天Blinatumab 平均（SD）血清濃度-時(shí)間曲線
表1 Blinatumab在NHL、MRD+ ALL和R/R ALL的成人受試者和R/R ALL的兒科受試者中持續(xù)靜脈輸注后的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)
表2 Blinatumab在NHL、MRD+ ALL和R/R ALL成人受試者以及R/R ALL的兒科受試者中的平均（SD）穩(wěn)態(tài)濃度（Css）
成人患者的體型（體重和體表面積[BSA]）不影響藥物清除率。基于BSA的平均Css值（起始為5μg/m2/d，逐步增至15μg/m2/d）和固定劑量（起始劑量為9μg/d，逐步增加到28μg/d）相似（表2）。基于BSA給藥方案的同等劑量水平下，成人和兒童患者的Css值具有可比性（表2）。不同疾病類(lèi)型（ALL和NHL）受試者的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)相似（表1）。
經(jīng)尿液排泄的未改變的Blinatumumab平均比例可以忽略不計(jì)（約為持續(xù)靜脈輸注給藥60μg/m2/天劑量的0.2%），表明Blinatumomab的腎臟排泄有限。
細(xì)胞因子的短暫釋放可能抑制CYP450酶，并引起藥物相互作用。Blinatumumab給藥后觀察到的細(xì)胞因子升高是短暫的。在藥物輸入開(kāi)始后2日內(nèi)觀察到細(xì)胞因子升高，但升高的細(xì)胞因子水平會(huì)在24-48小時(shí)內(nèi)恢復(fù)至基線水平，并且在后續(xù)治療周期中，發(fā)生細(xì)胞因子升高的患者較少，且強(qiáng)度低于第一個(gè)治療周期的最初48小時(shí)。預(yù)計(jì)細(xì)胞因子升高和最大CYP抑制將發(fā)生在建議的住院期間（即第一個(gè)周期的前9日和第二個(gè)周期的前2日發(fā)生）。在住院期間，對(duì)于同時(shí)接受CYP450底物治療的患者，應(yīng)考慮潛在的藥物相互作用，尤其是治療指數(shù)較窄的。在這些病人中，需監(jiān)測(cè)毒性或藥物濃度。根據(jù)需要調(diào)整伴隨藥物的劑量。
PART 04
小結(jié)
總結(jié)一下lgG樣和非lgG樣BsAb的PK特征：
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lgG樣BsAb的PK特征與單克隆抗體相似，從體循環(huán)進(jìn)入組織的主要方式為對(duì)流轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)入細(xì)胞的方式為胞飲及受體介導(dǎo)的內(nèi)吞。因其具有Fc片段，可以發(fā)揮Fc介導(dǎo)的效應(yīng)功能，包括與FcRn受體結(jié)合，使其在血清中的半衰期相對(duì)較長(zhǎng)，與細(xì)胞表面Fcγ受體結(jié)合具有ADCC和CDC效應(yīng)。消除會(huì)經(jīng)歷非特異消除及特異性的靶標(biāo)介導(dǎo)的消除。
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非lgG樣BsAb的分子量小、組織穿透性強(qiáng)、免疫原性較低（不含F(xiàn)c區(qū)域）。但不含F(xiàn)c區(qū)域的雙抗藥物不具備FcRn介導(dǎo)的再循環(huán)機(jī)制，除了與lgG樣BsAb具有相同的非特異性和特異性消除外，分子量＜69kDa的雙抗還可以通過(guò)腎臟濾過(guò)被消除，藥物的半衰期普遍較短。
PART 05
熙寧生物|精翰生物臨床藥理服務(wù)平臺(tái)
熙寧生物|精翰生物臨床藥理服務(wù)平臺(tái)，在創(chuàng)新藥（藥物類(lèi)型包含生物大分子及小分子）的臨床藥理學(xué)服務(wù)方面經(jīng)驗(yàn)豐富。可提供各類(lèi)型臨床藥理學(xué)服務(wù)，包含PK NCA分析、實(shí)時(shí)分析指導(dǎo)劑量爬坡（SMC會(huì)議支持）、臨床藥理學(xué)研究設(shè)計(jì)、方案撰寫(xiě)、完整數(shù)據(jù)PK/PD統(tǒng)計(jì)分析及CSR的撰寫(xiě)。能夠按照CDISC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)編程，提供符合NMPA、FDA標(biāo)準(zhǔn)的交付成果。
熙寧生物|精翰生物在雙/多特異性抗體藥物的檢測(cè)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，目前70+個(gè)管線，85+個(gè)臨床試驗(yàn)，包含多個(gè)I期、II期、III期、國(guó)際多中心臨床，可為客戶提供一站式分析檢測(cè)服務(wù)：
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PK: ELISA、MSD、Simoa、cell based；
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PD：RO、可溶性靶點(diǎn)蛋白(Total、Free)等；
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免疫原性：ADA，NAb（LBA/cell-based);
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細(xì)胞因子：MSD、Luminex、CBA、ELISA；
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生物標(biāo)志物：IHC、生化指標(biāo)、腫瘤、感染、自免、NGS基因突變等。
在雙/多特異性抗體藥物領(lǐng)域，熙寧|精翰有著行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
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高質(zhì)量高效率：在劑量遞增階段，能夠做到最快3天提交數(shù)據(jù)；在II、III期，全自動(dòng)化工作站能夠做到2-3天完成1000支樣品分析；
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凍存全血檢測(cè)RO技術(shù)：穩(wěn)定性3-12個(gè)月，大幅降低運(yùn)行難度、運(yùn)輸和檢測(cè)成本;
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豐富的自主產(chǎn)權(quán)方法學(xué)：Biomarker，如MSD10因子、PD-L1、Claudin18.2 IHC，HER2 IHC&FISH、T細(xì)胞亞群等；
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