设计双特异性抗体具有挑战性，会产生不需要的副产物。作为复杂分子的简单平台，CrossMAb技术解决了这些问题。
作者劳拉·弗雷泽，纽约时报畅销书作家
三十多年前，就在科学家们开始开发治疗性抗体(突破性的药物，可以精确地结合单一目标)之后不久，他们开始思考能同时击中两个目标的药物的潜在优势:双特异性抗体。
如果一个分子可以击中两个目标，患者就可以服用一种药物而不是两种药物，潜在的副作用更少，承受的注射次数也更少。制药公司可以通过生产一种分子而不是两种分子，通过一组临床试验，而不必测试一种药物组合，从而更快地将一种药物组合推向市场。最有趣的是,似乎有情况提供两个功能在一个分子可以实现相同的功能在两个药物不可能,同时绑定到肿瘤细胞和交付等有毒负载,或招募免疫细胞靠近癌细胞为了杀死他们。
罗氏大分子研究全球负责人Stefan Weigand表示:“双特异性抗体提供了单抗体无法获得的新作用模式。”但双特异性抗体的问题是它们很难被设计出来。单目标抗体的美妙之处在于，它们接近于自然产生的分子，因此身体通常接受它们而没有什么副作用;但是你添加的分子越多，身体就越不喜欢它们，这可能意味着更多不必要的副作用。“现在有数百种不同的方法来制造双特异性抗体，”Stefan Weigand说，“但很少有方法能进入后期临床试验，部分原因是，虽然许多方法只是在纸上工作，但它们与最初的抗体相差甚远。”这可能会影响到方方面面，从分子制造的难度和在这一过程中的稳定性，到患者最终对药物的耐受程度。
工程双特异性抗体的基本问题是如何保证零件的正确组装，只提供所需的分子，同时省略不需要的副产物。经典抗体有两个相同的重链和两个相同的轻链。但是将两种不同抗体的功能结合成一种双特异性抗体需要两种不同的重链和两种不同的轻链。然后细胞随机组装这些链，产生10种不同的抗体——只有一种是我们想要的产物。其余的是不需要的副产品，需要净化。Weigand说，有些副产物很容易被分离，而不是关键的。但其他药物很难分离，而且在毒理学和副作用方面至关重要，这使得大规模生产即使不是不可能，也是困难的。
抗体协会的执行理事Janice Reichert说:“这是使双特异性抗体整个领域延迟多年的关键问题。”“人们无法有效地制造出足够高质量的分子来进行临床研究。”
Knobs-and-holes
1997年，基因泰克科学家保罗·卡特(Paul Carter)是“旋钮和孔洞”技术的主要发明者，该技术解决了两个重链正确配对的问题，这是简化双特异性抗体生产的重要第一步。然而，轻链仍然随机地与重链相连。现在产生的抗体不是10个，而是4个。从那时起，几家公司开发了多种技术来制造双特异性抗体，而不会产生多余的副作用。赖歇特说:“人们花了好几年的时间来研究他们的技术和制造方法。”
有很多可行的技术，但是对于任何一种双特异性抗体来说，困难的部分是让它们通过第三阶段试验，并使它们在患者群体中安全有效。
虽然有许多双特异性药物处于不同的开发阶段，但全世界只有三种双特异性药物获得批准，其中一种后来退出了市场。然而，人们对这些分子的兴趣和希望是明确的。
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一种只产生一种双特异性分子的新技术
现在，罗氏在双特异性技术上又向前迈进了一步，开发了下一代双特异性抗体工程:CrossMAb，这种技术可以生产一种双特异性分子，而不是十种，也不是四种，这正是科学家们所需要的。工程师们必须解决防止轻抗体链以他们不想要的方式与重抗体链结合的问题。Weigand将这一过程描述为类似于组装乐高积木的过程:通过在重链和轻链之间交换分子块，两个不同的臂分别结合到一个特定的轻链上。通过这种精巧的工程技术，罗氏已经开发出一种技术，可以将两种抗体结合起来，创造出他们想要的双特异性抗体——几乎没有副作用。
Weigand说:“这是为数不多的方法之一，它产生的分子基本上与天然抗体没有区别，除了它与两种抗原结合。”“这就是其中的诀窍——事后看来，这很简单。”
这种分子与天然抗体相似，这意味着人体的防御系统不太可能将其识别为外来物质。由于分子不需要经过漫长的纯化过程，它们更容易和更快地进行修补。有一个细胞系和一个生产过程;一开始只有一个分子。“我们可以非常迅速地准备数百种双特异性抗体供实验室检测，以选择可能的最佳组合。”该技术的简单性将使其生产和规模更快——最终将更快地将药物送到患者手中。1
CrossMAb平台是如此强大和简单，它也可以用于开发三特异性抗体-有三个目标。2它还可以支持经典抗体的各种复杂添加。Crossmab技术是一种强大的工具，可以扩展治疗蛋白质格式景观。“这造成了额外的多样性来解决其他方法中前所未有的生物学”Weigand说。
交叉单抗分子是未来可以添加其他功能的基本构件。一种是脑穿梭机——一种跨越血脑屏障的双特异性抗体，可以将抗体输送到目标3.神经系统疾病，如阿尔茨海默氏症或帕金森氏症，允许比系统小分子更低的药物剂量。另一种是一个额外的臂，通过结合一个靶向癌症的抗体臂和一个靶向免疫细胞的抗体臂来帮助激活或抑制免疫细胞，这取决于疾病。最终，简单而强大的CrossMAb构建块将使开发个性化医疗保健药品变得更加容易——这些药品是为满足特定的生物需求而设计的，而不是试图针对多种疾病(如癌症)开发一种药物。
与此同时，用于眼科的首个单抗分子即将进入3期临床试验，如果黄斑水肿的治疗证明明显比现行标准更有效，将提交FDA批准。在罗氏，大分子产品组合目前由大约80%的复杂分子组成，包括基于CrossMAb技术的双特异性药物。
在这些柔性抗体的未来，仍有许多工程挑战。“Despite the beauty of the technology, our molecules are getting more and more complex, and the more they deviate from a standard antibody as it is produced by the body’s defense, the higher risk of side effects that are hard to test and predict,” Weigand says. But starting with a simple technology will help.
“虽然有一百种不同的方法来制造双特异性抗体，但它们并不都是一样的，”Janice Reichert说。“CrossMAb技术在多功能、健壮性方面具有优势，而且分子是可开发和可制造的。一旦你解决了技术问题，能够大量制造这种分子，那么世界就是你的了。”