摘要:最近翻到阿斯利康2026年剛發表的一篇研究,精準戳中了我們做三特異性抗體(trisAb)開發的最大痛點:結構越復雜,CHO細胞里的表達量越低,錯配雜質越多,細胞株開發簡直像開盲盒。
他們針對一個帶突觸門控的三特異性T細胞銜接器(TriMab),前后試了3種載體設計方案,最終把產量從最初的45mg/L,拉到了近3g/L,還把錯配雜質幾乎清零。今天就把這里面的踩坑細節、核心改動,掰開揉碎了跟大家聊。
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先聊聊這個讓我們頭疼的TriMab分子
做過多特異性抗體的朋友都懂。
鏈的數量越多,正確配對的難度,就呈指數級上漲。這個TriMab分子,更是把復雜度拉滿了。
它有2條不對稱的重鏈(HC),分別是帶hole突變的HC1,和帶knob突變的HC2,用knobs-into-holes(KiH)技術保證重鏈異源二聚化。HC1上還帶了RF突變,能降低hole-hole二聚體和蛋白A的結合。
除此之外,它還有3條完全不同的輕鏈(LC),LC1結合HC1,LC2和LC3都結合HC2。為了保證輕鏈正確配對,還做了靜電導向突變和定點二硫鍵改造。
哪怕做了這么多工程化改造,真放到CHO細胞里穩定表達,還是出了大問題。
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圖1 本研究使用的TriMab抗體結構示意圖
前兩套方案,踩了一模一樣的致命坑
最開始,他們沿用了常規單抗、雙抗的載體思路,做了第一套方案(VA1)。
VA1用了兩個載體:一個雙HC載體,把knob HC放在hole HC的上游,帶GS篩選標記;另一個是三LC載體,順序是LC2、LC1、LC3,帶puro篩選標記。兩個載體共轉染CHO細胞。
結果直接翻車。轉染恢復周期被拉到了22天,而單抗對照只需要14天。最終fed-batch的滴度,最高只有45mg/L,還出現了大量高聚體(HMWS)、half knob和knob-knob二聚體雜質。
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圖2 VA1方案穩定細胞池的構建與表征
他們以為是LC和HC共轉染,導致了表達的時間差,又做了第二套方案(VA2):先轉三LC載體,篩出穩定池后,再轉雙HC載體。
結果并沒有好轉。轉染恢復還是要19天,最終滴度最高只有60mg/L,錯配雜質依然大量存在。
測了mRNA才發現,兩套方案都有同一個致命問題:knob HC的mRNA表達量遠高于hole HC,LC1的mRNA水平被LC2、LC3遠遠甩開。鏈的表達都不平衡,談什么正確配對?
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圖3 VA2方案穩定細胞池的構建與表征
只改了兩個設計,效果直接天翻地覆
說起來真的有意思,他們沒有加新的元件,也沒有換宿主細胞,只是改了兩個載體設計的細節,就徹底翻盤了。這就是第三套方案(VA3)。
第一個改動,是把雙HC載體里的基因順序掉了個個,把hole HC放到了knob HC的上游,依然保留GS篩選標記。
第二個改動,是把三條輕鏈拆開了。LC3和LC2放在一個帶puro篩選標記的雙LC載體里,LC1單獨放在一個不帶任何篩選標記的載體里。
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圖4 VA3方案穩定細胞池的構建與表征
結果直接超出預期。轉染恢復周期縮短到了18天,細胞池的最終滴度最高做到了191mg/L,是前兩套方案的4倍多。
更驚喜的是產品質量。half knob雜質在三個細胞池里都完全檢測不到,knob-knob二聚體也幾乎清零,高聚體水平也降到了3%以內。
再測mRNA,hole HC的表達量終于超過了knob HC,LC1的mRNA水平也和另外兩條輕鏈持平,甚至更高。鏈的表達平衡了,配對自然就對了。
單克隆篩選,才看清之前的坑到底有多深
穩定池的結果再好,最終還是要落到單克隆細胞株上。這一步,更是把前兩套方案的缺陷暴露得明明白白。
他們從VA1里篩了117個克隆,只有3個能檢測到TriMab表達,最高滴度不到60mg/L。VA2篩了63個克隆,只有1個有表達。
而VA3篩了87個克隆,有8個能穩定表達,最高滴度直接做到了1119mg/L,是前兩套方案的十幾倍。
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圖5 三套方案來源單克隆細胞株的表征
他們把VA3里表達最好的6個克隆,放到AMBR15生物反應器里做14天fed-batch培養。結果更是亮眼。
最優的克隆7,最終滴度直接沖到了2928mg/L,也就是近3g/L,細胞比活度(qP)達到了23.5pg/cell/day。克隆8的滴度也做到了2365mg/L,遠超行業通用的2g/L達標線。
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圖6 VA3來源克隆在AMBR15生物反應器中的培養表現
更關鍵的是產品質量。克隆6-9的高聚體都控制在5%以內,低分子雜質低于10%,完整質量分析顯示,正確配對的目標產物占比超過95%,沒有檢測到輕鏈錯配的雜質。
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圖7 VA3來源克隆表達TriMab的產品質量分析
結尾
其實做細胞株開發這么久,很多時候我們總盯著宿主細胞改造、培養基優化、培養工藝參數,卻常常忽略了最上游的載體設計。
坦白講,這篇文章最打動我的,不是最終近3g/L的滴度,而是他們沒有用什么花里胡哨的新技術,只是回歸到了最基礎的轉錄平衡上。
對于復雜的多特異性抗體,讓每條鏈都能均衡、穩定地轉錄表達,比盲目堆基因拷貝數、加篩選壓力,要有用得多。
當然,這套方案也不是萬能的。不同的分子結構,肯定還要做對應的調整,但至少給我們指了個很實在、可落地的方向。
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