雙特異性抗體（bsAbs）是下一代抗體類生物藥，其可以同時識別兩種特異性表位或抗原，通過橋接免疫細胞、雙信號阻斷/激活、低脫靶風險和克服單抗耐藥性等機制提高治療效果。Non-IgG-like雙特異性抗體是抗體片段組成的新型bsAbs，主要包括TandAb（tandem diabody）、BiTE（bi-specific T-cell engager）、DART（dual affinity retargeting）和Nanobody等形式，具有結(jié)構(gòu)簡單，免疫原性低，易于生產(chǎn)和腫瘤組織滲透性高等特點，在腫瘤免疫治療中具有良好的臨床應(yīng)用前景。
然而Non-IgG-like雙特異性抗體不含有全長抗體的Fc端，因此無法發(fā)揮Fc介導(dǎo)的免疫效應(yīng)功能，如抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒作用（ADCC）、抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞吞噬作用（ADCP）和補體依賴的細胞毒作用（CDC）；另外，該類新型雙特異性抗體由于分子量小，在體內(nèi)的半衰期短，需要頻繁給藥才能達到治療效果。
近日，江南大學(xué)生物工程學(xué)院糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點實驗室吳志猛教授研究團隊提出一種新策略--設(shè)計和合成了一種鼠李糖（Rha）修飾的雙特異性納米抗體，提出將人體血清中存在的天然抗Rha抗體募集至腫瘤細胞表面，或與抗Rha抗體形成免疫復(fù)合物，分別達到激活Fc介導(dǎo)的免疫殺傷和延長半衰期的目的。
在這項工作中，該團隊以EGFR×HER2 bsNb 7D12-C7b為模型，通過化學(xué)酶法制備了三種含不同長度PEG連接臂的bsNb-Rha偶聯(lián)物：7D12-C7b-PEG1-Rha（R1）、7D12-C7b-PEG3-Rha（R2）、7D12-C7b-PEG6-Rha（R3）。結(jié)果表明，Rha功能化的bsNb-Rha偶聯(lián)物保留了與EGFR和HER2抗原的高親和力。此外，三種bsNb-Rha偶聯(lián)物均可以特異性地將抗Rha內(nèi)源性抗體募集到EGFR或/和HER2陽性的腫瘤細胞表面，并在體外引發(fā)ADCC、ADCP和CDC免疫活性。此外，構(gòu)效關(guān)系研究表明：PEG連接臂的長度在bsNb-Rha偶聯(lián)物的功能發(fā)揮中具有重要作用，連接臂為PEG3的R2偶聯(lián)物表現(xiàn)出最強的抗Rha抗體募集和殺傷水平。
該團隊進一步比較了單特異性納米抗體7D12-Rha、C7b-Rha和雙特異性抗體R2的體外抗腫瘤活性。研究表明，在高表達EGFR的A431（EGFR+）和高表達HER2的SKBR3（HER2+）細胞中，R2表現(xiàn)出與單特異性納米抗體相當?shù)目鼓[瘤活性；而在EGFR和HER2雙陽性的A431（EGFR+/HER2+）的腫瘤細胞中，R2的抗腫瘤活性顯著高于單特異性納米抗體。
最后，本研究對候選物R2進行了體內(nèi)藥代動力學(xué)和抗腫瘤活性研究。藥代動力學(xué)結(jié)果顯示，在抗Rha抗體存在的情況下，雙特異性抗體R2的半衰期為56.2 h，較未Rha功能化的bsNb提高了112倍。在A431（EGFR+/HER2+）荷瘤小鼠中則發(fā)現(xiàn)， bsNb-Rha偶聯(lián)物R2的腫瘤抑制率（TGI：68.9%）明顯優(yōu)于未Rha功能化的bsNb 7D12-C7b（TGI:3.3%）、以及兩種單特異性納米抗體7D12-Rha（41.6%）和C7b-Rha（46.7%）。此外，腎毒性指標等結(jié)果表明bsNb-Rha偶聯(lián)物R2具有良好的安全性。該工作為開發(fā)新型基于抗體片段的bsNb藥物提供了新思路。
論文信息
Chemoenzymatic Synthesis of a Rhamnose-Functionalized Bispecific Nanobody as a Bispecific Antibody Mimic for Cancer Immunotherapy
Haofei Hong, Han Lin, Dan Li, Liang Gong, Kun Zhou, Yanchun Li, Hangyan Yu, Kai Zhao, Jie Shi, Zhifang Zhou, Zhaohui Huang, Zhimeng Wu*
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202208773
