前言

在多特异性抗体设计中加入纳米抗体(VHH)结构的构想为药物的研发提供新方向，VHH与各种形式抗体的自由组合可产生多种纳米双抗结构。目前的双抗设计主要可以分为两大类，一种是基于片段型，另一种是基于IgG型。前者结构简单且没有Fc段，但是血浆半衰期相对较短，没有Fc段介导的ADCC效应等；后者是绝大多数双抗所选构建方式，选择完整IgG或FC段作为支架，以各种连接形式嫁接VHH，构建多特异性抗体分子。

纳米双抗结构

VHH-VHH结构

赛诺菲于2018年收购比利时Ablynx并将其能够灵活构建双价、三价等多特异性纳米抗体的技术平台Nanobody^®收入囊中。Ablynx研发的caplacizumab为全球首款纳米抗体药物，用于治疗成人获得性血栓性血小板紫癜（aTTP），该分子由AAA linker连接2个128氨基酸的抗vWF人源化的VHH组成，是最简单的纳米双抗结构，通过与vWF结合延长其半衰期。

图1  caplacizumab蛋白结构图

南京融捷康RC1416是Fc融合的靶向IL-4Rα×IL-5的双纳米抗体药物，于2023年3月在中国获批临床，针对适应症为中重度哮喘附加维持治疗，是国内首个申报临床的自免双抗。同年4月获得美国FDA临床试验申请批准，实现了临床开发策略上的海内外同步，目前均处于临床Ⅰ期研究阶段。

VHH-VHH(ALB)-VHH结构

Ablynx研发的Ozoralizumab于2022年9月在日本上市，是全球首款获批上市的双特异性纳米抗体。Ozoralizumab是一款人源化的三价双特异性纳米抗体，含有两个靶向TNF-α的VHH（结合两个亚型）和一个靶向人HSA的VHH（延长半衰期）。Ozoralizumab与人TNF-α具有高亲和力，通过中和人TNF-α能够有效抑制肿瘤坏死因子受体与TNF-α的相互作用。

图2  Ozoralizumab结构示意图

Sonelokimab^[1](M1095)是由Avillion和默克开发的人源化三特异性半衰期延长的纳米抗体，大小约40kDa，三个VHH结构域通过灵活的甘氨酸-丝氨酸间隔共价连接。Sonelokimab的两个结构域可选择性地与IL-17A和IL-17F高亲和力结合，从而抑制IL-17A/A、IL-17A/F和IL-17F/F二聚体。第三个中心结构域可与人血清白蛋白结合，从而使sonelokimab进一步富集于炎症水肿部位。此产品目前处于临床IIb期研究中，其公布数据显示出起效快、持久、耐受等优异效果，有望发展成为新一代新型生物药。

图3  Sonelokimab结构示意图

VHH-VHH(ALB)-ScFv结构

HPN424是一种约50 kda的TriTAC(三特异性T细胞激活结构)，由Harpoon生产。它可以同时结合T细胞上的CD3和前列腺癌细胞上的前列腺特异性膜抗原(PSMA, FOLH1)，引导T细胞杀死前列腺癌细胞。HPN424的第三个结构域与血清白蛋白非共价结合，延长其血清半衰期。

图4  HPN424结构示意图

道尔生物基于 HTS-VHHBody 技术平台筛选，并通过 MultipleBody^®技术平台设计的靶向 CLDN18.2、CD3 和 HSA 的多特异性抗体DR30318产品也采用此结构，其在体外实验中展现出了强效的 T 细胞介导的抗肿瘤药效，是潜在的新一代抗肿瘤候选药物。该产品正在进行临床前研究工作。

VHH-FC-VHH结构

药明生物SDArBody是专门基于VHH搭建的多特异抗体技术平台。人源化(亲和力成熟优化)后的VHH可以自由组装生成SDArBody多特异性抗体。基于该平台，药明生物开发了多款双抗药物，包括：W3669（PD-L1×LAG3）^[2]、W3659（PD-1×LAG3）^[3]、WT1126（PD-L1×TGF-β）^[4]等，其格式是VHH-铰链-CH2-CH3-连接物-VHH，其中所述铰链-CH2-CH3是IgG4或IgG1的Fc片段。

图5  W3669^[2]和WT1126^[4]结构示意图

启愈生物Q-1802产品是全球首个获批美国IND的Claudin18.2/PD-L1双特异性抗体药，并于2022年获得国药监局临床批准。Q-1802一方面可以通过Claudin18.2 抗体介导的效应细胞杀伤肿瘤，另一方面通过PD-L1抗体阻断PD-1信号，同时激活天然免疫和适应性免疫反应，其在临床前各方面均有出色表现，目前处于Ⅱ期临床。

VHH-IgG/VHH-IgG-VHH结构

Nano-YBODYTM是友芝友专门用作开发VHH对称型四价双特异性抗体的平台。基于该平台，友芝友开发了Y400（VEGF×ANG2）和Y332[6]（VEGF×TGF-β）并获得临床批准。其中Y400药物的所有权利及资产转让给康哲眼科。Y332采用IgG-VHH双抗结构，可以几乎完全抑制VEGF和TGF-β的生物功能，包括免疫抑制和激活TGF-β信号通路，单独或与PD1阻断联合治疗可显著抑制肿瘤生长。

图7  Y332结构示意图^[7]

和铂医药HBICE^®分子可以同时特异性地识别肿瘤细胞上的肿瘤相关抗原和免疫细胞上的CD3分子或其他共刺激分子。利用该平台，和铂医药开发了HBM7008（B7H4×4-1BB）^[7]、HBM7020（BCMA×CD3）、HBM7022（2+1CLDN18.2×CD3）等产品，其中HBM7008是针对这两个靶点的全球唯一一款双特异性抗体，凭借其新型生物学作用机制和双抗设计，有望避免4-1BB引发的肝毒性风险，目前已处于Ⅰ临床阶段。

图8  HBM7008结构示意图

另外，HBICE^®平台拥有非常良好的灵活性，可以设计出具有不同结构和结合方式的分子，以实现那些依靠组合疗法无法实现的分子作用机制。

图9  HBICE平台纳米双抗结构示意图

金斯瑞蓬勃生物的SMABody双特异性抗体平台由单域抗体融合单克隆抗体构成，该平台使用三种接头序列（E-linker、G15-linker、G9-linker）将单域抗体分别连接到单克隆抗体重链或轻链的N或C端，从而产生一系列双特异抗体。基于该平台，金斯瑞开发了CD47×LAG-3、PD-L1×LAG-3、CD47×PD-L1等多款产品。

图10  SMABody平台纳米双抗结构示意图

VHH-TCR结构

Ablynx开发的另一款产品GPC3/TCR VHH SAR444200是一种T细胞接合剂，通过在病灶处募集T细胞介导免疫细胞杀伤达到治疗目的。于2023年7月在中国获批临床，目前在美国处于临床Ⅱ期研究阶段。

结语

目前双抗在分子设计上的门槛已经降低，一方面KIH专利技术等已经过期，可以直接使用；另一方面，很多基于scFv融合、纳米抗体融合、类抗体融合的双抗不需要采用底层技术。双抗的难点主要在于机制的协同性，以及配合机制进行相应的双抗结构设计，采用合适的技术，随着技术平台的成熟，双抗药物的研发越发顺利。

VHH可以与各种形式的抗体片段组合构建出多样性的多特异性抗体结构，满足不同疾病的治疗需求。此外，VHH的结构相对简单，不存在VH和VL融合错误比例过高导致的生产难度大的问题，使得生产工艺更加稳定可靠。VHH的加入使得多抗药物的设计更加灵活，生产更加高效稳定，能够有效应对药物研发过程中的挑战，为新型治疗药物的开发提供了新的方向和机遇。目前投入纳米双抗生产的企业越来越多，未来或出现赛道拥挤现象，因此药企需提前布局适应症靶点等，避免同质化竞争加剧的情况。

参考文献：

[1] Mark A Weinberg,et al.IL17A/F nanobody sonelokimab in patients with plaque psoriasis:a multicentre,randomised,placebo-controlled,phase 2b study.[J]VOLUME397,ISSUE10284,1564-1575

[2] 药明生物. 新型抗PD-L1_抗LAG-3双特异性抗体及其用途.202011027436 .1 [p].2020 .09 .25

[3] 药明生物. 靶向PD-1和LAG-3的双特异性抗体.202080031036.X [p].2020.04.24

[4] 药明生物. 针对PD-L1和TGFβ的双功能抗体.202080099688.7 [p].2020 .12 .07

[5] Yong Hong , B-Y. Ryoo ,et al.Phase I/II open-label study on an anti-GPC3 T cell engager, SAR444200, in patients with advanced solid tumors: Preliminary dose escalation results.[J]Annals of Oncology,1046

[6] Mengke Niu , Ming Yi,et al.Synergistic efcacy of simultaneous anti-TGF-β/VEGF bispecifc antibody and PD-1 blockade in cancer therapy.[J]Journal of Hematology & Oncology,(2023) 16:94

[7] Musheng Bao,et al.Innovative B7H4×CD3＆B7H4×4-1BB Bispecifics for Solid Tumor Therapies.[J]Harbour Biomed

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