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双特异性抗体:工程化抗体的精准靶向革命,从治疗到诊断的全场景赋能

双特异性抗体(Bispecific antibodies, bsAbs)作为新一代工程化抗体的核心代表,打破了传统单克隆

双特异性抗体(Bispecific antibodies, bsAbs)作为新一代工程化抗体的核心代表,打破了传统单克隆抗体(mAbs)“单一抗原结合” 的局限,通过基因工程技术在单个抗体分子中构建两个不同的抗原结合位点,实现对两种不同抗原表位的同时靶向。这种独特设计赋予其 “桥接” 功能,既能精准聚焦病变靶点、增强治疗特异性,又能克服传统化疗与单抗疗法面临的耐药性、非特异性毒性等痛点,在肿瘤治疗、自身免疫病干预、临床诊断及医学影像等领域展现出全方位的应用潜力,成为生物医学领域的研发热点与转化核心。

一、核心作用机理:两类双抗的靶向逻辑与功能差异

双特异性抗体的功能实现依赖其精准的作用机理设计,根据核心作用模式可分为两大类别,分别适配不同的疾病干预需求:一类是抗原交联型(antigen crosslinking)双抗,其两个结合位点靶向两种不同的抗原,通过信号阻断、受体调控或免疫逃逸抑制发挥作用。在肿瘤治疗中,这类双抗可同时靶向肿瘤细胞表面的关键驱动靶点,如 amivantamab 同时结合 EGFR 与 c-MET,通过阻断两条异常激活的信号通路、诱导受体降解,双重抑制肿瘤增殖;也可靶向免疫检查点分子,如 PD-1/CTLA-4 双抗,同时解除 T 细胞的双重免疫抑制,激活机体自身的抗肿瘤免疫应答。在传染性疾病领域,中和型双抗通过靶向病毒表面的不同关键抗原(如 HIV 的 gp120 与 gp41),形成 “双重封锁”,有效防止病毒通过抗原变异实现免疫逃逸,提升抗病毒效果。这类机制无需直接招募免疫细胞,核心优势在于增强靶向特异性与作用强度。

另一类是细胞桥接(Cell-Bridging)型双抗,核心功能是搭建免疫细胞与靶细胞的 “沟通桥梁”,以 T 细胞衔接器(T cell engager, TCE)为代表,还衍生出 NK 细胞衔接器(NKCE)、巨噬细胞衔接器(MCE)等多种类型。其设计逻辑是 “一端靶向肿瘤相关抗原(Tumor-associated antigen, TAA),一端靶向免疫细胞表面的激活分子”:例如靶向 T 细胞表面 CD3 或 NK 细胞表面 CD16 的双抗,可将免疫细胞直接招募至肿瘤细胞附近,形成 “免疫突触”,激活免疫细胞释放穿孔素、颗粒酶等杀伤分子,实现对靶细胞的特异性清除。经典药物 blinatumomab 便是这一机制的典型代表,通过桥接 CD3+ T 细胞与 CD19+ B 细胞,高效诱导 T 细胞介导的细胞毒性,在血液肿瘤治疗中展现出显著疗效。

二、多领域应用:从治疗到诊断的全面赋能

双特异性抗体的独特机制使其在多个医学领域实现价值落地,从疾病治疗到诊断成像,形成了多元化的应用场景:在癌症治疗领域,双抗是研发最为集中的方向,尤其在血液肿瘤(白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤)中进展迅速 —— 这类肿瘤细胞呈悬浮状态,易于与抗体接触,双抗的 “精准桥接” 优势得以充分发挥,多款药物已进入临床应用或后期研发阶段。相比之下,实体瘤治疗面临肿瘤微环境屏障、靶点异质性等挑战,仍是双抗研发的重点突破方向,目前研究多聚焦于优化抗体穿透性、靶向肿瘤微环境关键靶点等策略。

在自身免疫性疾病领域,双抗的设计核心是同时中和两种致病性细胞因子,例如靶向 TNF 与 IL-17A 的双抗,可同时阻断两条关键炎症通路,相较于两种单抗联用,不仅能提升疗效,还能通过协同作用减少单个细胞因子过度抑制带来的副作用,在类风湿关节炎、银屑病等疾病中展现出良好的应用前景。

在临床诊断领域,双抗凭借 “双抗原结合” 的特异性优势,成为高灵敏度检测技术的核心元件:其一端可特异性结合病原体抗原(如结核杆菌 LAM 抗原、乙肝表面抗原),另一端结合辣根过氧化物酶(HRPO)等信号酶,通过信号放大效应,可开发快速检测试纸条或 ELISA 试剂盒,实现对病原体的精准、快速筛查,大幅提升诊断效率。

在医学影像领域,双抗采用 “预靶向” 创新策略,解决了传统影像试剂信噪比低、肿瘤定位不精准的问题:先向患者注射能同时识别肿瘤抗原(如 CEA)和小分子肽(如 HSG)的双抗(如 TF2),待抗体在肿瘤部位富集且血液中多余抗体被清除后,再注射放射性标记(如 68Ga)的小分子肽(IMP288),该肽会与肿瘤部位的双抗特异性结合,实现高信噪比的肿瘤免疫 PET 成像,尤其擅长检测直径小于 1cm 的微小肿瘤,为肿瘤早期诊断与疗效评估提供了全新工具。

三、总结与展望

双特异性抗体通过工程化改造实现了 “一药双靶” 的精准调控,其核心优势在于兼顾靶向特异性与功能多样性,既突破了传统单抗的治疗局限,又拓展了抗体技术在诊断、影像等领域的应用边界。从肿瘤治疗的 “免疫桥接” 到自身免疫病的 “炎症双阻”,从临床诊断的 “精准检测” 到医学影像的 “微小病灶识别”,双抗正以多场景赋能的姿态,推动生物医学向 “精准化、高效化” 升级。

目前,双抗研发仍面临部分挑战:实体瘤的微环境穿透、抗体生产工艺的稳定性、长期安全性评估等问题,仍需通过蛋白质工程优化、给药策略创新等方式逐步解决。未来,随着合成生物学、AI 辅助抗体设计等技术的融合应用,双抗将朝着 “多靶点协同、低毒性、高稳定性” 方向发展,不仅将在更多疾病领域实现临床转化,还可能与细胞治疗、基因治疗等技术联合,构建更高效的疾病干预体系,成为生物医学领域的核心支撑技术之一。

图源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/579402653