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差异化抗体药物发现:从差异化和多样化免疫方案开始

2019.08.02

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新药研发趋势


       单从幸存者角度去评估,2017年发表在《美国医学会杂志·内科学卷》上的一项研究,重点研究了各有一种抗癌药获批上市的10家公司的研发成本,一种抗癌新药从研发到上市所用时间的中值为7.3年,而成本中值是6.48亿美元1。随着药物研发技术的更新和药物研发流程的成熟,针对单个靶点成功上市药物从研发到上市所用时间必然会趋于缩短,且向头部企业集中。

     新药研发是一件高投入高风险的事情,即使对于对头部企业来说,在研药物能够在短时间内上市也包含了运气成分,对于大多数新药研发药企,特别是新兴的药企来说,Better-in-class/Best-in-class 是远比First-in-class 来得实际的竞争策略。在抗体发现阶段,杂交瘤作为抗体发现的源头技术,差异化和多样化免疫方案将是实现Better-in-class/Best-in-class战略的基础。


CD20上市抗体新药中Me-better代表和抗体对应的识别表位


        CD20在正常生理组织和肿瘤组织的特征表达使CD20可以作为一个很好的B细胞疾病相关的靶点。从第一个靶向CD20的抗体药物Rituximab于1997年上市开始,平均每4-5年均有针对CD20靶点新的抗体分子上市,其中2002/2003年上市的两个抗体均为放射性标记疗法;2009年Ofatumumab上市,能够结合CD20胞外的大小Loop;2013年 Obinutuzumab上市,有和Rituximab不同的结合表位,且去糖基化增强ADCC功能;2017年Ocrelizumab上市,开拓了Multiple sclerosis新的适应症,是抗体新药研发朝着Me-Better方向发展的代表。抗体是否发挥其治疗性的效果与其作用的表位有着非常强的相关性。对于靶向CD20的上市抗体的表位研究,以及表位和功能的相关性已有非常多的资料,Klein C.etc 的综述性文章中对上市抗体作用的抗原表位和发挥功能做了总结,如下图:

CD20.png

从CD20上市抗体的案例进行抽象化总结可以得到以下的结论:

1.针对不同抗原表位的抗体可能发挥差异性的功能如Rituximab和Obinutuzumab (GA101 )

2.针对不同抗原表位的抗体可能发挥类似的功能如Rituximab和Ofatumumab 

3.针对部分重叠的抗原表位,可能会有不同的适应症方向如Rituximab和Ocrelizumab


新药研发阶段的B7H3抗体和对应的识别表位


 最近天境生物以1.5亿美元拿下MacroGenics全新肿瘤免疫药B7-H3单抗enoblituzumab中国开发权,Enoblituzumab是一款经过免疫分子优化的、针对B7-H3靶点的全新单克隆抗体,由MacroGenics采用独家Fc优化技术开发,具有独特的抗体优势和治疗潜力。全球尚无此类药物获批,Enoblituzumab代表了全球领先的B7-H3抗体药物。Enoblituzumab又称之为MGA271,由克隆BRCA84D人源化和Fc优化而来。关于Enoblituzumab的早期文献报告十分具体,BRCA84D是由一系列表达B7H3的肿瘤细胞系混合免疫小鼠得到,同时免疫得到抗体可以分为如下表所示没有B7H3重叠表位的七类!



B7H31.png


BRCA84D的具体表位MacroGenics并未做具体的说明,在诸多不同表位的抗体中MacroGenics选择了BRCA84D作为后续的临床开发的表位必然有深层次的原因,笔者猜测可能会和BRCA84D识别的特殊抗原表位有关。B7H3抗原在大多数的人体组织中都有中等丰度的表达,从该文献免疫组化的结果分析,BRCA84D在正常组织和肿瘤组织中对于B7H3的识别是差异化的,有着类似于第二代CD47抗体性质。

       另一款在临床阶段的B7H3抗体是Y-mAbs Therapeutics的放射性标记抗体omburtamab,omburtamab由克隆8H9人源化和亲和力成熟而来,计算机模拟和定点突变的结果显示omburtamab和B7H3的结合位点在B7H3的FG LOOP上,具体到氨基酸是126-129位的IRDF。B7H3作为IgG like的蛋白,类似于抗体的主要的活性位点在FG LOOP即CDR3一样,omburtamab很可能靶向的是B7H3的功能表位,发挥拮抗B7H3免疫抑制的功能4。

根据文献记载MacroGenics和Y-mAbs抗体靶向 B7H3的表位示意图总结如下:


B7H3.png     


差异化抗体药物发现


       做生物工艺的人都熟悉质量源于设计这句话,生物工艺阶段产品的质量是由工艺设计决定,产品质量的测定和表征是对工艺设计和实施结果的真实呈现,类比下来,抗体新药的临床药效源于抗体药物发现阶段的设计和实施,在抗体研发领域,要做到Better-in-class/Best-in-class,在药物研发初期差异化地抗体发现策略就显得尤为重要。差异化的抗体发现技术最好的方式更多的抗原表位的储备,由于临床实验结果很难预测,更多的抗原表位的储备能够有效的抵消后期临床前研究甚至临床研究的风险,加大新药研发和Me-Better的成功率。

       免疫技术是抗体新药发现的源头技术,差异化地抗体发现策略从差异化和多样化免疫方案开始。以B7H3抗原为例,可取的免疫方案设计和原因如下:

1. 表达B7H3的肿瘤细胞系免疫(能够得到特异性针对肿瘤上B7H3表达的表位)

2. 2Ig,4Ig B7H3蛋白分别免疫(得到各种可能的B7H3蛋白表位)

3. 2Ig,4Ig B7H3-hFc 蛋白的免疫 (Fc Tag能增强免疫,得到更多的蛋白表位 )

4. 2Ig B7H3 Ig-like V domain片段蛋白的后期免疫 (得到B7H3功能表位)

5. Cynomolgus B7H3 蛋白的后期免疫 (增强能够和Cynomolgus B7H3结合抗体的免疫,更大概率得到既能和人又能和Cynomolgus B7H3的表位)


      配合多样化的免疫方案需要有多样化的筛选手段,可取的筛选手段如下:

1. 采用2Ig,4Ig B7H3蛋白进行筛选(通用手段) 

2. 采用正常组织进行负向筛选 (能够得到特异性针对肿瘤上B7H3表达的表位) 

3. 采用2Ig B7H3 Ig-like C domain片段蛋白进行负向筛选,Ig-like V domain片段蛋白进行正向筛选(得到B7H3功能表位) 

4. 采用Cynomolgus B7H3进行正向筛选(得到既能和人又能和Cynomolgus B7H3的表位) 

5. 采用B7H3氨基酸突变蛋白进行筛选确认,鉴定功能表位。


“抗体新药的差异化源于抗原蛋白设计”- 恺佧生物隆重推出“不成功零收费”差异化抗原蛋白设计制备CRO服务,助力中国创新型差异化抗体药物发现


       抗体新药的研发往往受限于市面上能够提供的抗原,在最应该具有差异化和多样化的阶段只做了有限的研究发现。恺佧生物作为行业靶点蛋白知名的CRO定制的专业供应商,基于结构设计的SAMSTM创新型功能重组蛋白生产平台,为客户提供快速和高效的蛋白定制CRO服务,助力客户差异化抗体药物发现。

        恺佧生物在过去一年多时间内已为国内抗体药研发公司交付了上百个困难抗原蛋白CRO项目,接近100%的项目成功率和客户回头率。基于对于我们重组蛋白设计和生产平台的信心和实践数据以及更好地助力国内飞速发展的创新型抗体药研发产业,恺佧生物隆重推出创新型差异化重组抗原蛋白CRO服务,限时推广“不成功零收费”市场活动。我们承诺,在成功交付蛋白前,不收取任何收费!

        主要活动规则如下:

1) 本活动只面向财务健康的国内创新药研发企业客户

2) 合作客户必须书面确认在蛋白研发验证成功后,至少有1mg的采购量。在蛋白成功交付前,不需向恺佧支付任何费用。

3) 双方签订保密协议后提出项目设计需求。从项目启动开始,标准项目节点为4周内交付小样测试,测试合格后两周内交付毫克级蛋白。

4) GPCR以及一些特殊高难度的蛋白不在此活动范围内。

5) 本市场活动截止日期为2019年12月31日。恺佧生物对上述活动拥有解释权。