【技术分享】修饰性抗体一次性说清楚

天然抗体（如未经改造的 IgG1 单抗）虽然特异性强，但在实际药物开发中往往存在半衰期不理想、效应功能不可控、无法同时结合两个靶点、无法携带细胞毒性药物等局限。修饰性抗体（Engineered/Modified Antibody）是指在天然抗体骨架基础上，通过基因工程、化学偶联或糖基化改造等手段，对抗体的Fab区、Fc区或糖链结构进行定向改造，从而赋予其增强效应功能、延长半衰期、双/多特异性结合、携带药物载荷等新特性的抗体分子。

目前主流的修饰策略大致可以归为四大类：

• Fc工程改造——调控效应功能（ADCC/CDC/ADCP）或血清半衰期
• 糖基化工程（Glycoengineering）——通过改变 Fc 糖链结构提升效应功能
• 定点偶联技术——用于抗体药物偶联物（ADC）的均一化生产
• 双/多特异性改造——使抗体同时结合两个及以上靶点

下面逐一拆解机制，看看每种策略目前走到了哪一步。

IgG 的 Fc 区通过与 Fcγ 受体（FcγR）、补体C1q及新生儿Fc受体（FcRn）的相互作用，分别决定了抗体的效应功能（ADCC、CDC、ADCP）和体内清除速率。通过对 Fc 区进行定点突变，可以像调节旋钮一样单独增强或减弱这些功能，而不影响抗体的抗原结合特异性。

半衰期延长突变是目前应用最成熟的 Fc 工程策略。IgG 通过胞饮作用进入细胞后，在内体酸性环境（pH 6.0）下与 FcRn 结合从而被"回收"、避免溶酶体降解，再于血液中性 pH（7.4）下解离释放。经典的 YTE（M252Y/S254T/T256E）和 LS（M428L/N434S）突变通过增强 Fc 在酸性 pH 下与 FcRn 的亲和力，显著延长了抗体半衰期，已被用于多款获批药物，包括抗 RSV 单抗 nirsevimab（Beyfortus®）和抗补体单抗 ravulizumab（Ultomiris®）等。

Figure 1. 高效FcRn介导回收的假设示意图

图源：https://doi.org/10.1186/s13036-025-00506-y

IgG1的Fc区在Asn297位点存在一个保守的N-糖基化位点，糖链结构的细微差异会显著影响抗体与 FcγRIIIa（NK 细胞表面受体）的结合亲和力，进而影响ADCC强度。其中，去除核心岩藻糖（afucosylation）是最成熟、也是唯一已获 FDA 批准应用于上市药物的糖工程策略：去岩藻糖基化可解除核心岩藻糖对 FcγRIIIa 结合位点的空间位阻，使 ADCC 活性最高可提升数十倍，而对抗原结合和补体激活基本没有负面影响。

Figure 2. 去岩藻糖基化 IgG1 抗体通过增强与 FcγRIIIA/B 的结合，显著提升 NK 细胞介导的 ADCC 效应及免疫细胞活化能力

图源：doi: 10.3389/fimmu.2022.929895

抗体药物偶联物（ADC）由抗体、连接子（linker）和细胞毒性载荷三部分组成。早期 ADC 多采用赖氨酸或半胱氨酸的随机化学偶联，导致药物-抗体比（DAR）分布不均一，进而影响稳定性和治疗窗。定点偶联技术——如通过基因工程在特定位点引入反应性半胱氨酸的 THIOMAB 技术，以及 GlycoConnect（糖基定点偶联）、AJICAP、微生物转谷氨酰胺酶偶联、AbClick等平台——可以精确控制偶联位点和 DAR 值，显著提升 ADC 的均一性、稳定性与安全窗口。

Figure 3. 第二代ADC中通过非天然氨基酸(UAA)掺入实现特定位点偶联的示意图

图源：https://doi.org/10.3390/pharmaceutics18070852

通过对重链/轻链配对进行工程化改造（如 knob-into-hole 结构、CrossMab 等），可以让一个抗体分子同时结合两个不同的抗原表位，其中最具代表性的应用是 T 细胞衔接器（T-cell engager, TCE）：一臂结合肿瘤相关抗原，另一臂结合T细胞表面的 CD3，通过物理拉近效应 T 细胞与肿瘤细胞、诱导免疫突触形成，从而激活非MHC限制性的细胞毒杀伤。

Figure 4. 抗体中是否含有Fc片段的结构、药代动力学和功能特性的比较

图源：DOI 10.3389/fimmu.2025.1679092