这个困扰科学家30多年的难题,终于解决了

罗氏制药


生活中的“二合一”比比皆是:


二合一的咖啡

一冲即饮好方便


二合一的数据线

苹果安卓随意换


二合一的洗发水

一遍就好省时间



这些发明方便了我们的生活,更是懒人的福音,可谓功德无量~


而当“二合一”的概念来到生物医药领域时,意味着什么呢?今天小罗就来给大家介绍一下双特异性抗体(bispecific antibody)的故事。


(我是高科技的分割线



故事要从抗体开始说起了。


当人体遭到细菌或病毒等外来入侵时,免疫系统就会产生抗体,而这些外来入侵者则称之为抗原每一个抗体都能特异性地识别某一特定抗原,并通过靶向结合让抗原不能在我们身体里发威。抗体可以说是咱们人体免疫系统的特战队员



受此启发,科学家也开始使用人工合成的抗体作为很多疾病的治疗手段,比如肿瘤、自身免疫疾病等。对抗一种疾病经常需要针对不止一个靶点的抗体。因此,30多年以前,科学家开始探索研发同时针对两个靶点的药物——双特异性抗体



优势


相比单抗(单克隆抗体),双特异性抗体具有哪些优势呢?


1

对患者来说,只需吃一种药物就可代替以前的两种药物,同时副作用更小注射的次数更少


2

对医药公司来说,只需研发、生产一种药物就可代替以前的两种药物,药物上市的速度更快


3

更重要的是,某些案例表明,双特异性抗体可以实现两个单抗药物无法实现的一些机能


挑战


但是,生产双特异性抗体也面临巨大的技术挑战。抗体有两个相同的重(zhong)链和两个相同的轻链。



将两个不同的抗体合成一个双特异性抗体则需要两个不同的重链和两个不同的轻链。



如下图所示,如果随机让这些重链和轻链联结起来,就会产生 10 个不同的抗体,但其中只有 1 个是我们想要的,另外 9 个都是副产物。


注: 红色方框内黄色阴影部分的aABb组合就是双特异性抗体,bABa组合是同量异位抗体


很多副产物难以被分离出来,导致大规模生产我们想要的那 1 个双特异性抗体是非常困难的,甚至是不可能的。


创新与突破


1997 年,罗氏集团成员基因泰克公司的科学家发明了一种叫做“ knobs-and-holes ”(杵臼结构)的技术,在一个重链上嵌入一个球体,另一个重链上装上接口,从而解决了重链配对的问题。



通过这个技术,每次将两个单抗拆分组合后形成的新抗体就从原来的 10 个变成 4 个,其中有 1 个是我们想要的,从而大大提高了双特异性抗体的生产效率。



现在,罗氏的科学家又发明了一种叫做 CrossMAb 的技术。这一技术的运作过程类似于“乐高”:可以确保两条重链和两条轻链都能按照我们想要的结果正确配对联结,最后只产生 1 个我们想要的那个抗体,从而使大批量生产双特异性抗体终于成为可能。




在罗氏,大分子产品线的大约 80 %为复杂分子,其中就包括基于 CrossMAb 技术的双特异性抗体。第一个通过 CrossMAb 技术合成的双特异性抗体用于临床试验治疗眼科疾病,即将进行3期试验。未来,利用 CrossMAb 技术,我们还可以用来开发三特异性抗体。


国际抗体协会( AntibodySociety )执行董事 Janice Reichert 表示:


尽管目前有上百种制造双特异性抗体的不同方法,这些方法的效果是不一样的。CrossMAb 技术通用、稳健,合成的分子可用于研发,也可用于生产一旦解决了技术问题,能够大批量生产分子药物,我们就可以更加顺畅地帮助患者解决未来的生物制药需求。



困扰科学家们 30 多年的难题就这样解决了,

这就是创新的力量!



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