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雙特異性抗體（?BsAbs）?，?是一種能夠同時特異性結(jié)合兩個抗原或抗原表位的人工抗體。?無論是在研發(fā)端還是市場銷售端都展現(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)構可將BsAb結(jié)構分為兩類：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的藥代動力學特征與分子量、物理化學性質(zhì)（包括電荷）等其他結(jié)構特征息息相關。本文將主要從結(jié)構特征出發(fā)，講解不同結(jié)構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IgG分子的BsAb的處置與經(jīng)典單克隆抗體類似，BsAb具有可忽略的口服生物利用度，由于低滲透性通過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、物理化學性質(zhì)（包括電荷）和其他結(jié)構特征（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)下降的藥代動力學特征，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)運與其他蛋白類藥物類似，主要通過對流轉(zhuǎn)運而非擴散，從而遵循從血管間隙到組織間隙的單向轉(zhuǎn)運，隨后從組織間隙轉(zhuǎn)運回血管內(nèi)的過程由淋巴系統(tǒng)介導。
許多抗體藥物的靶點位于血管外，因此組織穿透性成為影響治療效果的關鍵因素，尤其在實體瘤。實體瘤的環(huán)境不同于正常組織，其血管組織不良導致血流緩慢和流變學不穩(wěn)定。缺乏功能性淋巴引流導致組織液壓力高，進一步限制了對流轉(zhuǎn)運。因此，典型的單抗（150kDa）很難擴散到實體瘤中。
腫瘤穿透的另一個重要決定因素是與抗原的親和力，對于更深的腫瘤穿透，適度的結(jié)合親和力優(yōu)于高親和力。與全長單克隆抗體相比，更小的雙特異性結(jié)構（55-60kDa），可以有更好的滲透。
圖1 蛋白類藥物從血管至組織的過程
與其他蛋白質(zhì)療法類似，BsAb通過分解代謝消除，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行，尤其是內(nèi)皮細胞和網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的細胞。因此，細胞內(nèi)攝取是先決條件，通常由胞飲作用或內(nèi)吞過程促進。除了非特異性的清除途徑外，BsAb在與其中一個靶標結(jié)合后也可能經(jīng)歷典型的靶標介導的藥物處置（TMDD），其中靶標結(jié)合導致細胞內(nèi)攝取和隨后的溶酶體降解。由于該過程在治療濃度下可以達到飽和，并且可能構成某些BsAb的主要消除途徑，因此經(jīng)常觀察到低劑量時清除率較高、半衰期較短、高劑量時清除率較低、半衰期較長的非線性藥代動力學行為。
對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在細胞內(nèi)攝取后被溶酶體降解。 類似于內(nèi)源性IgG和單抗，這種回收途徑也延長了消除IgG樣BsAb。 然而對于缺乏Fc結(jié)構域的BsAb，其無法與FcRn回收途徑相互作用，因此半衰期比全長單克隆抗體短得多。 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，而大多數(shù)單克隆抗體半衰期則為2-3周。
圖2 FcRn保護免疫球蛋白G (IgG)免受溶酶體降解
除了FcRn結(jié)合外， IgG樣BsAb的Fc結(jié)構域也可以與免疫細胞上的Fcγ受體結(jié)合， 這種相互作用有助于單克隆抗體的效應功能，如ADCC，但這種相互作用也影響了它們的藥代動力學行為，因為構成了額外的消除途徑。 糖鏈修飾和先進的蛋白質(zhì)工程技術已被用于修飾單靶向和雙特異性單克隆抗體Fc結(jié)構域與FcRn和Fcγ受體的結(jié)合親和力，以調(diào)節(jié)其藥代動力學和藥效學行為。
完整的單克隆抗體和lgG樣BsAb的消除與腎臟代謝及排泄無關，但較小分子量的BsAb（＜69kDa）可經(jīng)過腎小球濾過（隨著分子量的降低， 腎濾過作用越來越重要），隨后通過細胞內(nèi)攝取進入腎小管細胞和溶酶體降解進行分解代謝，導致半衰期短。
PART 02
BsAb的免疫原性
免疫原性也可以對任何治療性蛋白的藥代動力學和藥效學產(chǎn)生重大影響，包括雙特異性結(jié)構。與治療性蛋白結(jié)合的抗藥抗體的形成在靶點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免疫復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。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質(zhì)性的臨床優(yōu)勢。
PART 03
非IgG樣BsAb案例——Blinatumomab
Blinatumomab（倍利妥?）是靶向CD19和CD3的細胞銜接分子（BiTE），它的一端與B細胞表面表達的CD19結(jié)合，另一端與T細胞表面表達的CD3結(jié)合。 2020年12月，倍利妥?獲得中國國家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）批準，用于治療成人復發(fā)或難治性前體B細胞急性淋巴細胞白血病。
圖3 Blinatumomab作用機制
建議的Blinatumomab方案是連續(xù)靜脈輸注4周，在兩個周期之間有2周的無治療期。推薦初始劑量為9μg/天。在第一個周期的第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。建議在第一個周期的前9天和第二個周期的前2天住院。每個Blinatumomab治療周期開始前1小時需要靜脈注射20mg地塞米松。
Blinatumomab在劑量比例方面表現(xiàn)出線性藥代動力學（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顯示了與時間無關的清除率（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MT103-104中平均穩(wěn)態(tài)（Css）血清Blinatumab濃度與劑量的關系
注：在劑量比例化的統(tǒng)計分析中，使用個體的Css值，并通過受試者隨機效應考慮同一受試者的重復測量。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力學參數(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?；贐SA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）?；贐SA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）。不同疾病類型（ALL和NHL）受試者的藥代動力學參數(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（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給藥后觀察到的細胞因子升高是短暫的。在藥物輸入開始后2日內(nèi)觀察到細胞因子升高，但升高的細胞因子水平會在24-48小時內(nèi)恢復至基線水平，并且在后續(xù)治療周期中，發(fā)生細胞因子升高的患者較少，且強度低于第一個治療周期的最初48小時。預計細胞因子升高和最大CYP抑制將發(fā)生在建議的住院期間（即第一個周期的前9日和第二個周期的前2日發(fā)生）。在住院期間，對于同時接受CYP450底物治療的患者，應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)進入組織的主要方式為對流轉(zhuǎn)運，進入細胞的方式為胞飲及受體介導的內(nèi)吞。因其具有Fc片段，可以發(fā)揮Fc介導的效應功能，包括與FcRn受體結(jié)合，使其在血清中的半衰期相對較長，與細胞表面Fcγ受體結(jié)合具有ADCC和CDC效應。消除會經(jīng)歷非特異消除及特異性的靶標介導的消除。
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非lgG樣BsAb的分子量小、組織穿透性強、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介導的再循環(huán)機制，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的雙抗還可以通過腎臟濾過被消除，藥物的半衰期普遍較短。
PART 05
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PK: ELISA、MSD、Simoa、cell based；
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PD：RO、可溶性靶點蛋白(Total、Free)等；
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免疫原性：ADA，NAb（LBA/cell-based);
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細胞因子：MSD、Luminex、CBA、ELISA；
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參考文獻：
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