一、核心测定方法
1.表面等离子体共振(SPR)技术
原理:通过芯片表面固定靶点蛋白(如VEGF),实时监测双抗分子与靶点的结合与解离过程,生成结合动力学曲线。
应用案例:罗氏制药开发的Faricimab(全球首款眼科双抗)采用Biacore系统,通过CM5芯片偶联VEGF蛋白,捕获不同浓度双抗后,注入Ang-2抗原,分析R1(VEGF结合活性)和R2(双抗数量及活性)信号变化。实验显示,R2信号随双抗浓度增加呈S曲线,浓度高于10 μg/mL时信号负增长,表明SPR可精准确定最佳进样浓度。
优势:无需标记样本、实时在线测量、减少实验变量,线性相关性R²=0.9997,准确性达97%,偏差仅2%。
2.双抗夹心ELISA法
原理:利用两种特异性单克隆抗体分别捕获和检测双抗分子,形成“夹心”结构,通过酶标仪读取信号强度。
应用案例:
狂犬病疫苗效价检测:以单克隆抗体制备的双抗夹心ELISA法检测狂犬病毒糖蛋白G含量,与NIH法(传统动物实验)结果呈正相关(lgED50范围2.60-2.78 vs 2.55-2.85),且具有重复性好、成本低、快速等优势。
乙型脑炎疫苗效价检测:双抗夹心ELISA法测得的中和指数与蚀斑减少中和试验法结果无统计学差异(t=0.0793, P>0.05),灵敏度差异显著(F=56.25, P<0.01),但成本更低、操作更简便。
优势:适用于大规模筛查,可间接反映双抗分子活性。
3.细胞桥接实验
原理:模拟双抗分子在体内的作用机制,通过桥接靶细胞和效应细胞(如T细胞),检测细胞杀伤或激活效应。
应用案例:T细胞双抗(如anti-CD3×anti-TAA)通过形成免疫突触激活T细胞,释放穿孔素和颗粒酶B裂解靶细胞。结合实验(ELISA/SPR)与细胞杀伤实验联合使用,可全面评估双抗分子的生物活性。
优势:直接反映双抗分子的功能活性,适用于临床阶段生物测定。
二、关键技术参数与优化
1.浓度依赖性分析
通过SPR技术确定双抗分子的最佳进样浓度。例如,Faricimab实验中,当进样浓度高于10 μg/mL时,R2信号呈负增长,表明高浓度可能导致芯片表面位点饱和或非特异性结合。
2.特异性验证
使用单型亲本抗体或同型对照进行测试。Faricimab实验中,单型亲本抗体或同型对照无信号响应,而处理后的抗体活性降低,证明效价测定方案具有强特异性。
3.数据分析模型
采用slope-ratio、parallel-ratio、parallel line model等模型分析数据。例如,Faricimab实验中,通过不同模型验证线性相关性(R²=0.9997)、准确性(97%)和偏差(2%)。
三、不同开发阶段的应用策略
1.早期开发阶段
结合实验:使用ELISA或SPR技术评估双抗分子与靶点的结合能力,筛选高亲和力克隆。
案例:在双抗细胞株开发中,利用Protein A芯片进行滴度测定,结合三明治法评估克隆表达水平及纯度,筛选出高产且组成正确的双抗克隆。
2.临床前阶段
生物活性测定:开发基于细胞桥接实验的生物测定方法,监测双抗分子诱导细胞杀伤或激活的效应。
案例:T细胞双抗通过报告基因法检测效应细胞激活,结合细胞杀伤实验评估靶细胞杀伤效果。
3.临床阶段
复杂生物测定:开发能够反映双抗分子作用机制(MoA)的生物测定方法,如凝血酶生成分析(归巢双抗)或荧光示踪检测(体内分布)。
案例:归巢双抗通过荧光示踪检测其在体内和细胞内的分布,评估靶向递送效率。
四、挑战与未来方向
1.技术挑战
双靶点活性平衡:需同时优化双抗分子对两个靶点的结合亲和力,避免单一靶点过度结合导致活性失衡。
标准化与监管审批:缺乏统一的图像分析流程和设备性能参数标准,需通过监管审批以推动临床转化。
成本与可及性:高端设备(如Biacore)价格较高,基层医院普及率有限。
2.未来趋势
多模态融合:结合MRI、超声等技术,实现结构-功能-分子信息的同步获取。
人工智能辅助:利用深度学习算法优化图像重建与分析,提升诊断效率与准确性。
微型化与便携化:开发手持式设备,拓展至基层医疗与床旁诊断。