背景
与传统的全长单克隆抗体相比，工程抗体格式，例如片段抗体，双特异性抗体可能会提供更好的治疗效果，但是这些非天然分子转化为成功的疗法可能会受到可开发性挑战的阻碍。
2024年10月4日诺和诺德公司在mAbs上发表了一篇名为“A comparative study of the developability of full-length antibodies, fragments, and bispecific formats reveals higher stability risks for engineered constructs”的研究，该研究分析了64种靶向肿瘤坏死因子（TNF）的不同抗体构建体，其中包括了8种不同的分子格式家族，包括全长抗体、各种类型的单链可变片段（scFvs）和双特异性抗体。研究发现天然全长抗体格式的整体可开发性较高。双特异性抗体、轻链C末端带有scFv片段的抗体和单链Fv抗体片段（scFv）具有中等可开发特性，而更复杂的形式，例如scFv- scFv、具有一个Fab交换的双特异性mAb scFv和双抗体格式总体上更具挑战性总体来说可开发性具有挑战，并且他们还具有碎片化和聚集倾向的风险。
抗体库特征
基于肿瘤坏死因子（TNF）特异性的两种商业抗体格式，即adalimumab和certolizumab，建立了完整抗体格式库。通过产生双臂与TNF结合的双异位分子来评估双特异性抗体化合物。在11种常规抗体中，差异是基于包括在可变结构域或Fc区域内的单一突变。通过测量与活性、制造和稳定性相关的15种生物物理特性，并使用AI计算对抗体的可开发性进行了评分。
生物物理性质评估
通过评估64种TNF结合剂，与其他形式相比，scFv和scFv-scFv的效力有所提高。Fc-FcRn互作用，对于保证较长的体内半衰期至关重要，因为Fc结构域在被细胞内化时能够循环利用。对于具有Fc结构域的所有格式，使用表面等离子共振（SPR）分析来分析Fc-FcRn相互作用，观察到重新格式化后没有显着差异。双特异性的抗体纯化后纯度低，需要额外的纯化单元步骤会导致成本增加和最终产量降低，这可能对双特异性抗体的开发构成挑战。
生物物理稳定性
常规抗体和双特异性抗体的热稳定性通过溶解温度（Tm）和聚集起始温度（Tagg）进行表征。胶体稳定性通过分子的自相互作用参数（kd）评估，全长单克隆抗体的kd值最高。使用经典搅拌应力测定和纳米粒子实验评估了期界面稳定性。总体而言，传统mAb的平均性能优于其他形式抗体。
长期稳定性
在4°C、30°C和40°C下对整个文库进行了为期一年的长期稳定性评估。所有分子在4°C下均未观察到变化。在30°C下，除了scFv-scFv片段外，大多数变体在聚集方面是稳定的，同时观察到几个分子有5-8%的片段化。在40°C加速条件下观察到显着的聚集和断裂，全长抗体的表现通常优于片段和双特异性抗体。
使用标记风险方法进行实验和计算可开发性排名
通过评估不同抗体格式的可开发性风险，发现全长IgG的标记数量非常有限，双特异性biAb和scFv具有中等可开发性，而mAb-scFvbiAb、双特异性biscFv/biscFv-Fc、片段scFv-scFv和双特异性片段Fab-scFv-Fc和diAb格式可开发性风险较高。
基于生物物理特性的可开发性风险评估。更能影响整体可开发性风险的测定是长期稳定性研究以及胶体和界面稳定性。双特异性片段和片段显示出最不利的可开发性特征。
计算可开发性预测工具TAP的结果与实验数据存在一定程度的一致性。TAP预测大多数抗体变体在三个结构性指标（PPC、PNC和PSH）上具有较低风险，但在结构性Fv电荷对称性参数（SFvCSP）指标上，大部分变体被评为中等或高风险。这表明这些变体在可开发性方面存在一定风险，与实验结果一致。
总结
实验和计算可开发性评估结果表明，与传统抗体相比，替代抗体构建体通常具有更高的不稳定性，特别是在聚集和断裂方面，需要进一步优化。这突出了当前抗体可开发性评估领域需要解决的一些重要挑战。可开发潜力强烈依赖于格式，并且作为片段不稳定的分子可以通过突变进行优化或以另一种格式开发。
