利用2A肽的FaBody平台解决IgG样双特异性抗体的轻链错配问题

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:Biotechnology Reports CS15.8

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  双特异性抗体(BsAbs)开发面临轻链(LC)错配难题,RemeGen团队创新性提出基于2A肽的FaBody平台。研究通过引入自切割2A肽(F2A/P2A/E2A/T2A)结合弗林蛋白酶(furin)共转染,显著提升IgG样BsAbs的正确组装效率(产量达235.8 mg/L),并验证T2A-RRKR组合在稳定性(Tm=73.5°C)、功能性和低免疫原性方面的综合优势。该研究为BsAbs药物开发提供了高效生产新策略,发表于《Biotechnology Reports》。

  

在生物医药领域,双特异性抗体(Bispecific antibodies, BsAbs)因其能同时靶向两个不同抗原或表位的特性,成为肿瘤和自身免疫疾病治疗的新宠。然而,这类"双靶向导弹"的制造过程却面临着一个棘手难题——轻链(Light chain, LC)与重链(Heavy chain, HC)的"配对错误"。就像组装乐高积木时拿错了零件,这种错配会导致抗体结构异常、功能丧失。更麻烦的是,传统单克隆抗体(monoclonal antibodies, mAbs)的生产工艺无法直接套用于BsAbs,使得目前全球获批的BsAbs药物寥寥无几。

RemeGen公司的研究团队独辟蹊径,从自然界中寻找灵感。他们注意到,口蹄疫病毒(FMDV)中的2A肽具有神奇的"自剪裁"特性——这个仅19-22个氨基酸的小片段能在翻译过程中自动断裂,使一条mRNA能产生多个独立蛋白。团队设想:能否将这种"分子剪刀"应用于BsAbs生产,精确控制轻链与重链的配对?

研究团队开发了名为FaBody(Furin-2A-Mediated bispecific Antibody Generation Platform)的创新平台。该平台巧妙地将2A肽与弗林蛋白酶(furin)识别序列结合,通过在抗体Fab区域两端插入这段"智能连接器",利用2A肽的自切割特性实现轻链的精准定位。就像给装配线加装智能机械臂,这套系统能显著减少"错装零件"的概率。

关键技术方法包括:采用ESMFold软件预测蛋白结构,HEK293SQ哺乳动物细胞表达系统进行瞬时转染,结合HPLC-SEC(高效液相色谱-尺寸排阻色谱)和质谱分析评估组装效率,通过表面等离子共振(SPR)和ELISA检测抗原结合活性,并运用AlphaMHC和WeADApt算法预测免疫原性风险。

研究结果方面:

  1. 1.

    2A肽对双特异性抗体表达的影响

    比较F2A、(GGGGS)n等6种连接方式发现,对称设计的d-F2A结构产量最高(235.8 mg/L),非还原SDS-PAGE显示其正确组装率达86.36%。有趣的是,2A肽介导的抗体与常规(GGGGS)n连接体相比,保持了相当的HER2/cMet结合活性。

  2. 2.

    抗体构建体的表征

    热稳定性测试显示d-F2A的Tm值达62.6°C,显著优于对照组。质谱分析证实存在17对二硫键(5对链间、12对链内),但轻链C端残留RAKR等氨基酸,提示需优化切割效率。

  3. 3.

    弗林共转染提升切割效率

    调整HC:LC:furin转染比例至1:1:2时,残留完整连接器的比例降至3%。将识别序列从RAKR改为RRKR后,最大残留氨基酸从4个减至3个,其中d-T2A RRKR表现最优。

  4. 4.

    不同2A肽比较

    四类2A肽中,T2A在产量(54.41 mg/L)、纯度(>50%)、Tm值(73.5°C)等指标均衡,且免疫原性风险最低。Western blot显示d-F2A RRKR对磷酸化cMet的抑制效果最佳。

  5. 5.

    FaBody平台的广泛应用

    该平台成功构建了CD3/CD20(κ-κ型)、CD3/GPC3(κ-λ型)、EGFR/PD-L1(λ-λ型)三种BsAbs,其中CM350-T2AR的Tm值较母本抗体显著提升,证实平台适配不同轻链组合。

这项研究的意义在于:首次系统评估了2A肽在BsAbs生产中的综合性能,建立了"自切割连接器+外源蛋白酶"的双重质量控制体系。特别是发现T2A-RRKR组合兼具高效切割(furin效率达98.4%)和低免疫原性的特点,为工业化生产提供了优选方案。相比现有技术(如elg、HOT-Ig等),FaBody平台引入的外源序列更少,且能保持抗体天然结构,这对推动BsAbs从实验室走向临床具有重要价值。未来通过构建furin稳定表达细胞株,或能进一步消除残余氨基酸,使这一"智能装配线"更加完美。

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