近年來,治療性抗體藥物爆發式增長。僅在腫瘤研究領域,2015年期間就有14種治療性抗體藥物獲得了FDA批準,用于新的治療或新的適應癥。此外,超過300種治療性抗體藥物目前陸續進行臨床試驗。生物標記物發現數量增加,會推動越來越多的治療性抗體藥物進入市場,競爭也將更加激烈。因此,為了最大程度提升治療性抗體藥物開發項目的成功率,有必要對治療性抗體藥物發現過程中的每一環節進行深入考察。
首先,靶點的選擇最為重要。預期治療靶點的特征將決定治療性抗體藥物發現過程中的許多關鍵決策。下表列出了需要仔細考慮和了解的靶點關鍵特征。
靶點特性 | 考慮事項 | 可行解決方案 |
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表達譜和組織可及性 |
靶點是否有廣泛的表達?
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如何抵達靶點?
- 經靜脈內給藥
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靶點組織的質量如何?
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分子特征 |
靶點是否膜結合或可溶的?
- 膜結合抗原會造成困難,如GPCR。
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靶點是否內化?
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靶點是否與內源性蛋白高度同源?
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預期治療機制 |
針對免疫系統的操作?
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上調/下調靶點功能?
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嘗試中和或清除抗原?
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治療性抗體藥物在進入體內研究階段之前,應在體外進行充分表征。動物實驗成本高昂而且費時費力。如果能在體外獲得必要指標,則能為給藥方案、分析能力和療效評估提供依據,從而加快下游研究的進程。這些標準包括:
抗體表征
解離常數(KD)
抗體親和力(1/KD)可預測給藥濃度。
受體激活或阻斷濃度
確立EC50或IC50將決定所需的體內濃度。
基礎分析測定
蛋白質印跡測量變性蛋白質
靶點和效應作用通過蛋白質印跡密度測定法來進行確認。
用純化蛋白來開展酶聯免疫吸附測定(ELISA)
可用于測量治療性抗體藥物的循環水平。
熒光激活細胞分選(FACS)用于測量完全成熟的受體
體內療效的實現取決于抗體能否識別內源性表達狀態。
細胞和組織的免疫組織化學(IHC)或免疫熒光(IF)
可視化觀察治療的病理效果并推動對進一步研究的新觀察。
其他測量
抗體依賴性細胞介導細胞毒性或補體依賴性細胞毒性(ADCC/CDC)
從某種程度上看,抗體募集免疫功能的能力可以通過體外測定來加以預測。如果體外ADCC/CDC研究控制得當,但結果呈陰性,那體內研究也恐難成功。
親和力(1/KD)可能是了解體外-體內轉化過程的最關鍵表征。與EC50或IC50一起,親和力指標可以確定出推動抗體結合及后續效應所需的預期循環濃度范圍。此外,了解治療性抗體藥物在典型免疫測定中的性能表現不僅可以驗證其功能,還可以為體內試驗的必要測量奠定良好的基礎。在量化抗體結合性能的同時,還應明確建立衡量治療效果的激活和功能測定。在向體內研究過渡期間可能會遇到一些困難,因為與相對簡單的體外系統相比,完整的生物系統往往會使結果變得模糊不清。可通過在樣品(即血清、組織)中加入待測量的抗原或信號標記物的方式來為體內評估做好準備并多加練習。對樣品中的加標濃度進行滴定,可確定測量系統的靈敏度。這項工作可以測試樣品處理過程,并有助于指導修改工作,防止化驗結果產生混淆。在開始體內研究前進行的每一次優化,都意味著得到一個真貴的樣本,而少了一個要克服的障礙。
正式進入體內研究之前的最后準備工作之一是擴大治療性抗體的生產規模。盡管這一階段處在藥物發現過程的下游,但在治療性抗體藥物發現計劃中仍應及早考慮這一點,因為在整個研究過程中都應當使用完全相同的材料。不同的治療性抗體技術適用于不同規模的生產。根據所需治療性抗體的最終量,可以腹水或體外轉瓶的形式擴增雜交瘤細胞、噬菌體展示、抗體庫或組合進行。
一旦生產出足量的治療性抗體藥物并做好分析測定的準備以后,即可開始體內研究。體內研究將發現:
捕獲和測量抗體循環水平的最佳方式是使用抗獨特型(anti-ID)抗體。Anti-ID抗體只識別目標的抗體。
體內研究大多能夠揭示治療性抗體藥物的PK和PD特點。體內研究還可以揭示脫靶效應,體外分析測定則無法報告脫靶效應。脫靶效應可能需要對靶點、抗體設計或整體治療策略進行重新評估,以消除這些意外的障礙。
在抗體藥物發現的某個階段,應該考慮進行抗體測序。獲取實用抗體的序列有著顯著的益處。首先,雜交瘤細胞儲備樣品只能在幾輪復制中存活,即便是備用的儲備樣品也有可能遭受災難性的損失。抗體測序則可將序列保存在計算機中。鑒于我們的最終目標是生成可用于人類的治療性抗體,因此抗體測序還有助于實現抗體人源化。人源化抗體可在臨床試驗中使用,和/或在人源化小鼠模型中進行進一步試驗,從而清楚了解其安全性和療效。此外,抗體測序可以實現批間一致性并能通過重組抗體(rAb)技術來實現擴大研究所需的大規模生產。最后,抗體測序也是申請專利和保護任一潛在新型有用抗體的知識產權所必需的。盡管可以通過傳統的雜交瘤策略來獲得抗體序列,但從一開始就采用rAb技術可能更符合邏輯。這些都是需要根據預算、時間、范圍和所掌握的技術進行評估的考慮因素。
金斯瑞提供了治療性抗體藥物發現服務的完整平臺,從先導抗體生成到優化再到最終任意規模生產的每一步需求。我們的幾項行業領先的服務項目包括:
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