2023年，三优生物推出九大超亿万分子发现平台，为全球提供多样化的分子产生系统解决方案。其中，超万亿全人共同轻链抗体产生平台（超万亿共轻库或ST-CLC平台）已服务市场近3年，在双抗药物研发的黄金时代，超万亿共轻库平台凭借其独特的设计、高效的分子产生服务以及卓越的实际表现，正推动行业迈向新高度。本文将探索超万亿共同轻链抗体库的发展历程、它所配套的分子产生服务的特点与优势以及在实际应用中的卓越表现。
一、背景
在过去的二十年里，双抗药物在诊断和治疗应用领域日益受到关注。基因工程技术的引入彻底改变了双抗的开发格局，使得多种分子结构的设计成为可能，每种结构都具备独特的优势和局限性。与单克隆抗体相比，双抗的核心优势在于能够同时靶向两种不同的抗原，从而激活或抑制多重信号通路，显著提升对肿瘤或其他疾病的治疗效果。双抗的研究历史可以追溯到20世纪60年代，当时科学家通过重组两种不同多克隆血清的抗原结合片段（Fabs），成功构建了双特异性F(ab')2分子。1975年杂交瘤技术的诞生进一步推动了这一领域的发展，通过化学偶联两种单克隆抗体或融合两种抗体产生杂交瘤（即杂交杂交瘤），使得制备具有特定特异性的双抗成为可能。自2014年以来，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准了九项双抗药物的上市申请，用于治疗癌症、血液疾病和眼科疾病。
双抗的“分子动物园”中涵盖了约100种不同的结构形式，包括仅由两个抗体抗原结合位点组成的小分子、具有IgG结构的分子，以及由不同抗原结合部分与二聚化模块组合而成的复杂大分子。通过精密的分子设计和基因工程技术，研究人员成功解决了双抗在稳定性、溶解性及其他药物特性参数方面的技术难题。然而，重轻链错配的问题仍然是双抗制备的主要难题。为了解决双抗制备过程中的链错配问题，三优生物的超亿万共同轻链抗体产生平台应运而生。三优生物自主研发的超万亿共轻链双抗平台通过从1800+轻链中经过层层筛选获得2条优异轻链再与多样化重链组合，有效解决了传统双抗轻重链错配的问题。其结构与天然IgG抗体高度一致，不仅相比于各种非人体内存在的双抗构型具有更优异的成药性和安全性，还展现出高亲和力的特点，为双抗药物的开发提供了新的方向。
共同轻链抗体构型示例（图源oneClick+双抗平台，更多构型图请浏览www.oneclick-plus.cn）。
二、共轻库的发展历史
自2015年建立自主产权的噬菌体展示技术以来，三优生物在抗体库构建领域取得了显著进展。2017年，三优生物创新性地提出了共轻库概念，并于2018年成功搭建了十亿级共轻库平台，2019年完成技术验证。2020年，三优生物完成了万亿级全人共轻库的概念设计，于2023年建成并正式面向全球发布，创下当时的世界纪录。2024年，三优生物推出了oneClick+双抗设计平台。2025年，三优生物将启动三优智能超万亿全人共轻半合成库的概念设计，力求通过融合AI技术，将超万亿全人共轻库再推上一个新的高度。
三、组成
三优生物的共轻库库容量高达1.12E+12 CFU，是目前已知的全球最大库容的共轻库。共轻库是由噬菌体展示技术构建共同轻链的Fab抗体文库。此库包括2条优选轻链和多样化重链，共计6个子库组成。其中，轻链的选择标准基于人源轻链germline，特别是从人天然抗体轻链基因家族中轻链占比最高的IGKV3-11、IGKV3-20、IGKV1-39家族。而重链的选择标准是从人源重链germline中筛选，其中人天然抗体重链基因家族中IGHV3、IGHV4、IGHV1的重链占比最高。
优选轻链和多样化的重链通过Knob-into-hole（KIH）技术结合并构建共轻链抗体，而基于此标准构建的三优共轻库拥有自然且抗体表达量、多样性、和亲和力高的特点（具体示例请看下面章节）。
ST-CLC平台的优势
1）先导抗体数量多且多样性高
截至2025年，三优生物已完成30多个共轻库的筛选与验证，并从中精选了7个不同靶点作为案例展示。通过这些筛选，共成功获得了4942个具有独特序列的共轻链抗体克隆，平均每个靶点获得706个独特序列克隆。其中，先导分子的中位数超过300个，且各先导分子的重链序列差异显著，展现出高度的多样性。这些共轻链抗体均为全人源抗体，可直接用于双特异性抗体的开发，为创新药物研发提供了重要资源。
2）抗体蛋白表达量高和亲和力高
通过分析70个共轻链抗体（CLC）和65个上市或者在研单克隆抗体（mAb）的表达量，三优成功展示了共轻库候选抗体表达量显著优于单克隆抗体，其中共轻链抗体表达量的平均值为123.9 µg/mL，而已上市或在研单克隆抗体的瞬转表达量平均值为74.23 µg/mL。
通过ELISA方法检测人源库（hRAL）和共轻库候选抗体的结合活性显示共轻库候选抗体亲和力更高。人源库候选抗体EC50在0.01-0.1之间的占比为94.44%，而共轻库候选抗体EC50在0.001-0.01之间的占比为78.95%。
3）共轻链抗体热稳定性高、成药性好
通过分析30个共轻链抗体和24个上市或者在研单克隆抗体的Tm值，三优成功展示了共轻库候选抗体热稳定性远远优于单克隆抗体，其中共轻链抗体Tm的平均值为70.88℃，而已上市或在研单克隆抗体的Tm的平均值为61.05℃。
通过分析人源库36个候选抗体和共轻库38个候选抗体的等电点显示共轻库候选抗体等电点更偏离中性质，具有更好的成药性。人源库候选抗体等电点的范围为6.73-8.51，均值为7.73，而共轻库候选抗体等电点的范围为7.27-8.60，均值为8.08。
4）全面成药性评价体系
此外，三优共轻链抗体产生系统解决方案还包括抗体表达量及生化理化特性的多维度分析，其中包括纯度及浓度测定，一级结构分析和亲和力及亲和力动力学分析等多个检测，确保候选分子具有优秀的成药性。
四、应用
共轻库平台配备了以客户需求为中心，模块化、多样化和定制化的业务体系，在治疗领域、研究领域、诊断领域、检测领域等方面均可应用。在治疗领域，可适用于肿瘤细胞治疗，细胞免疫治疗，基因治疗等双抗分子发现；在研究领域，可适用细胞分选，膜蛋白，跨膜蛋白等各种热门、筛选难度大的靶点应用抗体发现；在诊断领域，可适用于病原微生物诊断，免疫诊断，核酸分子诊断，肿瘤标志物等相关诊断产品开发，比传统诊断更特异，信噪比更低，简单快捷；在检测领域，可为各大检测公司提供检测试剂，助力精准医疗。
服务流程
客户提供靶点抗原或基因序列，三优生物根据信息制备抗原原材料，然后通过高通量海选、筛选、真核表达鉴定系统，产生独家定制先导抗体，再根据客户需求进行体外成药性评估、动物模型药效评价及药代动力学、最后完善生产工艺。让客户一步获得针对同一个靶点不同表位或不同靶点的共轻链双抗。
五、5T4靶点案例
1）背景：
5T4是一种由TPBG基因编码的高度糖基化的跨膜糖蛋白，其胞外区包含8个富含亮氨酸的重复区域，两侧为富含半胱氨酸的区域。5T4在正常成人组织中极少表达，但在大多数肿瘤细胞中呈现高水平表达，例如在95%的非小细胞肺癌、肾癌和胰腺癌中均检测到其高表达。此外，5T4的表达水平与结肠癌、胃癌等低治愈率肿瘤的预后直接相关。
截至目前，全球共有5款针对5T4的抗体药物处于临床研究阶段，其中活跃的有3项，分别是Asana Bio和Byondis开发的抗体药物偶联物（ADC），以及Genmab开发的CD3双特异性抗体。
在肿瘤细胞中，5T4与CXCR4共同定位于细胞膜，促进对CXCL12的应答，从而激活ERK/AKT信号通路，导致肿瘤的转移和扩散。抗体药物通过特异性识别肿瘤细胞，并借助激活杀伤性免疫细胞（如双特异性抗体）或偶联细胞毒性药物（如ADC）来发挥其肿瘤杀伤作用。这种机制为肿瘤治疗提供了新的策略和潜在的治疗靶点。
2）三优生物抗5T4抗体发现技术路径：超万亿人源共同轻链库筛选并进行上述抗体验证及制备流程。
3）关键结果：
i. 细胞水平结合活性分析：FACS展示了候选单克隆抗体Ab1和Ab2在5T4过表达细胞上亲和活性优异。
ii. 表位分组及结构分析：BLI法显示Ab1与Benchmark（BM）竞争结合5T4抗原蛋白，Ab2与其他两个抗体均不竞争结合5T4靶点蛋白。结果表明，Ab1和BM结合同一组表位，而Ab2结合另外一组表位。
iii. 共轻链双表位抗体亲和力检测：BLI法展示了共同轻链双表位双抗（CLC01结合了Ab1和Ab2）与5T4抗原蛋白结合活性提高到6.42E-10，显著提高抗原蛋白亲和力。
iv. 共轻链双表位抗体细胞结合活性：FACS法展示了CLC01与5T4阳性肿瘤细胞的亲和活性，MFI上平台提高到大于20000，共轻链双表位双抗显著提高肿瘤细胞FACS活性。
六、总结展望
三优生物的超万亿共同轻链抗体库平台是双抗药物发现的强大引擎。在现有超万亿共轻库的基础上，三优生物将结合智能化技术，开发出第二代共轻库——智能超万亿共轻抗体库，并不断拓展共轻抗体的应用，开创人类重组共轻抗体库的新高度。