三重特異性抗体（トリスペシフィック）の製造とは？鎖のペアリングという難所
三重特異性抗体とは何か
三重特異性抗体（trispecific antibody1つの抗体分子が3つの異なる標的抗原に同時に結合できるよう人工的に設計された抗体の総称。）は、3つの異なる標的に同時に結合できるように設計した抗体です。1つの標的に結合する通常の抗体、2つに結合する二重特異性抗体（バイスペシフィック）のさらに先にあたります。
がん免疫の分野で特に期待されており、たとえば「腫瘍抗原 × T細胞（CD3）× さらにもう一つ（別の腫瘍抗原や、T細胞を強める共刺激分子、あるいは半減期を延ばすアルブミン結合薬物が血中の主要輸送タンパク質であるアルブミンと可逆的に結合することで、見かけの分子サイズが増し腎排泄が遅延する現象。など）」を1分子で狙う設計が検討されています。3つの機能を1つに束ねることで、より選択的に・強くがんを攻める狙いです。現時点では承認品はまだありませんが、複数の候補が臨床で進んでおり、近い将来の実用化が視野に入っています。
三重特異性の価値は「3つの標的を1分子で束ねる」こと。しかしその複雑さがそのまま製造の難しさになります。とくに、複数種類の重鎖・軽鎖を"正しい組み合わせ"だけで組み立てる「鎖のペアリング」が最大の難所です。
最大の難所：鎖のペアリング
抗体は重鎖抗体を構成する2種類のポリペプチド鎖のうち分子量が大きい方で、抗体の基本骨格と主要な機能領域を担う。と軽鎖抗体を構成する2種類のポリペプチド鎖のうち分子量が小さい方で、重鎖と対になって抗原結合部位を形成する。が組み合わさってできています。1種類の抗体なら組み合わせは1通りですが、3つの異なる結合部位を1分子に入れる三重特異性分析法において、共存する不純物・分解物・添加剤などが存在しても目的成分だけを正確に測定できる能力。では、複数種類の重鎖・軽鎖が混在します。これらが正しい組み合わせだけで組み上がる保証がない——間違った組み合わせ（ミスペア）の副産物が大量にできてしまう、というのが根本問題です。これを「鎖のペアリング（chain pairing抗体を構成する複数の重鎖・軽鎖が正しい組み合わせで会合すること。多重特異性抗体では誤った組み合わせ（ミスペア）が生じやすく、製造上の最大課題となる。）問題」と呼びます。
対策として、抗体の設計段階で正しいペアだけが組み合うように工夫します。代表的には、重鎖どうしが正しく対になるように立体的な凹凸を設計する手法（いわゆるknobs-into-holes抗体重鎖の界面に立体的な「凸（knob）」と「凹（hole）」の変異を導入し、異なる重鎖どうしを選択的にヘテロ二量体化させる設計手法。型の発想）や、種特異的なペアリングを利用して正しい組み合わせを促す設計などが知られています。設計で「正しく組む確率」を上げておかないと、下流の精製がいくら頑張っても目的物を取り出しきれません。
製造・精製が難しい理由
| 通常の抗体 | 二重特異性二種類の異なる標的に同時に結合できるよう設計した抗体。 | 三重特異性 | |
|---|---|---|---|
| 結合する標的 | 1 | 2 | 3 |
| 鎖の組み合わせ | 単純 | 複雑 | さらに複雑 |
| ミスペア多重特異性抗体の製造時に、意図しない重鎖・軽鎖の組み合わせが形成されてしまう現象で、不純物となる副産物を生じさせる。副産物 | ほぼ無し | 生じうる | 生じやすい |
| 精製の負担 | 標準的 | 高い | 非常に高い |
複雑な分子ほど、発現（きちんと作られるか）・精製（目的の組み合わせだけを取り出せるか）・品質管理遺伝子治療製品の品質・安全性・有効性を保証するために製造・出荷の各段階で実施する試験・管理の総体。（正しい構造かを確認できるか）のすべてが難しくなります。ミスペアや凝集体タンパク質分子どうしが結合してできた高分子量の集合体です。有効性や免疫原性に影響するため、その含量を測ります。詳しく →などの目的物関連不純物を、プロテインA捕捉後の中間・仕上げ精製でどう分けるか、凝集体の分析や電荷異性体でどう構造を確認するか——通常の抗体製造よりはるかに作り込みが要ります。
なぜCDMOが狙うのか
多重特異性抗体二重特異性・三重特異性抗体など、2つ以上の異なる標的に同時に結合できるよう設計された抗体分子の総称。は、まさに「複雑ゆえに外部の専門力が要る」領域です。発現・精製・品質管理のいずれにも先端的な工夫が必要で、これを引き受けられるCDMO医薬品の開発・製造を他社から受託する企業。設備投資を負わずに専門能力を使える。には差別化の機会があります。分子設計は開発企業が持っていても、それを安定して・高純度製品にどれだけ目的物質だけが含まれ、不純物や変性体が少ないかを示す指標です。抗体では単量体の割合やサイズの異なる成分の量などを見ます。詳しく →で・スケールして作るプロセス開発とGMP医薬品を一定の品質で安全に造るために守るべき製造・品質管理の基準（適正製造規範）です。詳しく →製造は、経験と設備の蓄積がものを言う世界だからです。二重特異性で培った多重特異性の製造ノウハウを、三重特異性へ広げる動きが進んでいます。
まとめ
- 三重特異性抗体1つの抗体分子が3つの異なる標的抗原に同時に結合できるよう人工的に設計された抗体の総称。＝3つの標的に同時結合する抗体。がん免疫で期待大だが承認品はこれから。
- 最大の難所は「鎖のペアリング抗体を構成する複数の重鎖・軽鎖が正しい組み合わせで会合すること。多重特異性抗体では誤った組み合わせ（ミスペア）が生じやすく、製造上の最大課題となる。」。設計段階で正しい組み合わせを促さないと、ミスペア副産物が大量に出る。
- 発現目的タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞内で転写・翻訳させ、機能的なタンパク質として産生させる工程。・精製・QCすべてが難しく、多重特異性の製造ノウハウを持つCDMOに機会がある。
