双特异性抗体（bispecific antibody，BsAb）是一类可以同时结合两个不同抗原或者同一抗原上的两个不同抗原表位的抗体分子。相比传统单抗，具有2个靶点的双特异性抗体策略的优势在于其特异性更强、更能准确靶向肿瘤细胞以及降低脱靶毒性。BsAb独特的生物学机理，使得BsAb已成为抗体工程领域的研究热点，在肿瘤免疫治疗及自身免疫疾病等领域具有广阔的应用前景。据统计，全球已有超过110种双抗处于临床开发阶段，约180种BsAb处于临床前开发阶段。
图1.全球双抗研究情况
图2.已上市双抗药物一览
桥联免疫细胞（T细胞，NK细胞）与肿瘤细胞，通过招募和激活免疫细胞杀伤肿瘤细胞 (图3a)。Trion 的Catumaxomab和安进的Blinatumomab均是应用了该作用机制。
肿瘤等疾病的发生往往涉及多条信号通路，单一信号通路阻断往往不能完全抑制疾病的进程，反而还容易导致其他补偿通路的激活。双特异性抗体可以特异性阻断多条信号通路，达到更好的抑制疾病的效应 (图3b、c)。
借助抗体双价结构，介导蛋白复合物形成，发挥生物学效应等。2017年上市的靶向凝血因子IXa和X的双特异性抗体Emicizumab应用了该作用机制 (图3d)。
图 3. 双抗的一些工作机制[1]
目前双抗研发中存在一定的难度, 如寻找合适的靶点，经济有效的生产手段，以及最关键的——达到治疗效果并通过临床验证。基于抗体研发的困难，遵循双抗设计的三原则和六个要素将显著降低双抗研发的风险和提高成功率。
三原则包括：
1. 双抗分子结构设计应该由生物学机理驱动，以能实现其预期的生物学功能为前提，兼顾有效性和安全性；
2. 双抗的格式应该和生物学机理匹配；
3. 选择一个可以进入临床研究的理想双抗分子。
而理想的双抗分子需要满足六个要素：a)理想的临床疗效；b)合适的安全性；c)合理的药代动力学；d)合理的理化特性；e)生产性，即易于临床和商业化生产；f)尽可能小的免疫原性。
图4. 双抗设计的三原则和六要素[2]
双抗药物研究中涉及的靶点达到上百种，其中CD3是最主要的靶点之一。在T细胞表面，CD3分子与TCR以非共价键结合形成TCR/CD3受体复合物。CD3包括四种亚型，分别为CD3δ, CD3ε, CD3γ 和 CD3ζ，其中CD3δ/CD3ε, CD3γ/CD3ε以异源二聚体形式和TCR的α/β链形成TCR-CD3复合物。靶向CD3的抗体药物通常识别形成天然异源二聚体的CD3ε，从而激活T细胞，使其行使肿瘤杀伤功能。然而，在重组表达生产 CD3ε/CD3δ，CD3ε/CD3γ异源二聚体蛋白的过程中，由于极易形成单体、同源二聚体以及不同组成比例的复合物或聚集体等杂质，蛋白产品性质不均一，无法保证异源二聚体蛋白的结构和功能，并造成较大批间差异，是双抗药物开发的瓶颈之一。
图5. 双特异性抗体靶点网络图
ACROBiosystems优化开发了高度均一的高活性CD3δ/ CD3ε, CD3γ/ CD3ε系列产品，经非还原电泳和MALS技术严格确认为1:1异源二聚体，在抗体药物的开发和筛选、抗体药物的鉴定和质控、以及临床血药浓度分析等不同的应用技术平台中均表现出优异的性能，经双特异性临床抗体验证完全符合药物开发要求，可加速抗体药物的开发进程。
除了CD3系列蛋白外，ACROBiosystems已针对双抗多种热门靶点开发了不同种属、不同标签的产品，适用于免疫、抗体筛选、SPR、细胞活性检测等实验。此外，ACROBiosystems还可提供双特异性抗体的亲和力检测服务。
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图6 Human CD3E&CD3D Heterodimer Protein, His Tag&Tag Free (Cat. No. CDD-H52W1) on SDS-PAGE under reducing (R) and non-reducing（NR）condition. The purity of the protein was more than 85% and around 35-43 kDa verified by SEC-MALS.
图7 Bispecific T-cell Engager (CD3 X BCMA) immobilized on CM5 Chip can bind Human CD3E&CD3D Heterodimer Protein, His Tag&Tag Free (Cat. No. CDD-H52W1) with an affinity constant of 31.8 nM as determined in a SPR assay.
图8 Loaded Human 4-1BB, Fc Tag (Cat. No.41B-H5258) on Protein A Biosensor, can bind Human 4-1BB Ligand, His Tag (Cat. No. 41L-H5249) with an affinity constant of 1.3 nM as determined in BLI assay.
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参考文献：
[1] Labrijn A F, Janmaat M L, Reichert J M, et al. Bispecific antibodies: a mechanistic review of the pipeline[J]. Nature Reviews Drug Discovery, 2019, 18(8):1-24.
[2] Siwei N, Zhuozhi W, Maria M C, et al. Biology drives the discovery of bispecific antibodies as innovative therapeutics[J]. Antibody Therapeutics, 2019, (1):1.
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