抗體藥物的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用:AI加速創(chuàng)新之路
抗體藥由于其更強的靶向性、安全性和長效性等獨特優(yōu)勢,在腫瘤、自免和病毒感染等疾病領(lǐng)域的治療中的應(yīng)用越來越廣泛。據(jù)分析機構(gòu) Global Market Insights 報道,全球抗體藥物市場在 2021 年已突破 1861 億美元,并將在未來幾年維持高增長率,預(yù)計在2028年達(dá)到 4456 億美元。
抗體藥物在腫瘤治療中持續(xù)突破
以 PD-1/PD-L1 和 CTLA-4 抑制劑為代表的單抗仍是治療基石,其開發(fā)逐步聚焦于老靶點深化、新靶點探索以及與抗血管生成藥、ADC等聯(lián)合策略。雙特異性抗體(BsAb)近年來發(fā)展迅速,三年內(nèi)已有8款獲 FDA 批準(zhǔn),創(chuàng)新靶點組合與獨特臨床價值不斷顯現(xiàn)??贵w藥物偶聯(lián)物(ADC)藥物深刻改變治療格局,正向非內(nèi)化 ADC、雙抗 ADC(如 BL-B01D1 出海成功)及新型毒素(拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑等)拓展。新興的抗體-寡核苷酸偶聯(lián)物(AOC) 也展現(xiàn)潛力。
抗體藥物革新自身免疫病治療,實現(xiàn)精準(zhǔn)免疫調(diào)控
通過靶向關(guān)鍵炎癥因子和免疫細(xì)胞,顯著改善療效:
1. 阻斷炎癥通路:TNF-α抑制劑(如英夫利昔、阿達(dá)木單抗)結(jié)合 TNF-α,有效緩解類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)癥狀(緩解率60%-70%);
2. 清除致病細(xì)胞:抗 CD20 抗體(如利妥昔單抗)清除B細(xì)胞,降低SLE患者自身抗體水平(降50%+),狼瘡腎炎完全緩解率達(dá)40%;
3. 干預(yù)細(xì)胞因子:抗 IL-6R 抗體(如托珠單抗)改善RA和SLE全身癥狀及活動度(降40%+)。
其他領(lǐng)域
抗體藥物也在傳染?。ㄈ鏑OVID-19、埃博拉、RSV的中和抗體)、心血管代謝(如PCSK9抑制劑降脂,探索心衰、血栓靶點)及神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ绨邢駻β/tau蛋白的阿爾茨海默病研究、靶向神經(jīng)生長因子的疼痛管理探索)中展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。
這些治療突破的實現(xiàn),得益于抗體發(fā)現(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展與優(yōu)化。從靶點驗證到候選分子的篩選,一系列核心平臺的創(chuàng)新極大地加速了抗體藥物的研發(fā)進(jìn)程。
從靶點抗原到抗體發(fā)現(xiàn)
01. 靶點驗證與抗原制備
靶點驗證是所有工作的起點,通過基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù),識別并證實某個靶點(如膜蛋白、細(xì)胞因子等)在疾?。ㄈ缒[瘤、自身免疫?。┲衅痍P(guān)鍵作用,且是抗體干預(yù)的理想目標(biāo)??乖苽溆糜诿庖呋蚝Y選的靶分子(抗原),高難度靶點的抗原制備需精準(zhǔn)匹配其天然狀態(tài)與功能環(huán)境,任何偏差將直接導(dǎo)致抗體失效。
02. 抗體發(fā)現(xiàn)——三大路徑
目前常見的抗體發(fā)現(xiàn)技術(shù)主要包括:雜交瘤技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)和單B細(xì)胞抗體篩選技術(shù)。不同技術(shù)適用于不同場景:傳統(tǒng)雜交瘤適合快速研發(fā),噬菌體展示適合人源化需求,單B細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因動物保留天然特性,AI技術(shù)的賦能可以加速創(chuàng)新靶點的開發(fā)。
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動物免疫與雜交瘤技術(shù): 經(jīng)典方法,可獲得天然全人源抗體(轉(zhuǎn)基因小鼠)或人源化抗體,但周期長,通量有限。
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體外展示技術(shù)(噬菌體/酵母/核糖體展示):構(gòu)建大容量庫,通過多輪“吸附-洗脫-擴增”篩選高親和力結(jié)合物。
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B細(xì)胞測序: 對免疫后動物或感染/康復(fù)期患者的B細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞分選和測序(尤其是NGS),直接獲取天然配對的輕重鏈序列。
03. 抗體篩選與功能鑒定
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初級篩選: 對雜交瘤上清或展示庫輸出的候選分子進(jìn)行高通量檢測(如ELISA, FACS),快速篩選出能與抗原結(jié)合的克隆。
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次級篩選:對初篩陽性的克隆進(jìn)行更深入的功能性分析,評估其親和力、特異性、功能活性。
04. 抗體工程與優(yōu)化
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人源化: 對非人源(如鼠源)抗體進(jìn)行改造,降低其免疫原性。常用CDR移植(CDR grafting)等方法。
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親和力成熟: 通過定點突變或鏈改組等技術(shù),進(jìn)一步提高抗體與抗原結(jié)合的親和力。
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效能優(yōu)化: 通過改造Fc段,增強或減弱其介導(dǎo)的ADCC、CDC等效應(yīng)子功能,以適應(yīng)不同治療需求。
抗體發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)
01. 表位識別的精準(zhǔn)性
傳統(tǒng)的篩選技術(shù),如免疫和定向進(jìn)化,仍然難以精確定位目標(biāo)抗原上最有效或最特異的表位,這限制了下游抗體的性能。
02. 開發(fā)可行性
初始的抗體候選分子常常存在開發(fā)可行性差的問題,如不穩(wěn)定或低表達(dá)而導(dǎo)致下游開發(fā)階段失敗率升高。
03. 結(jié)構(gòu)觀察瓶頸
傳統(tǒng)方法如X射線晶體學(xué)和核磁共振(NMR)波譜學(xué)耗時且通量低,在蛋白質(zhì)工程工作流程中造成障礙。
AI驅(qū)動的抗體發(fā)現(xiàn)解決方案
進(jìn)入21世紀(jì),抗體發(fā)現(xiàn)技術(shù)已邁入以高通量單細(xì)胞技術(shù)和人工智能(AI)驅(qū)動進(jìn)步為特征的新時代。作為AI賦能合成生物學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,泓迅生物提供全面、高質(zhì)量的AI驅(qū)動抗體發(fā)現(xiàn)解決方案。
利用先進(jìn)的AI驅(qū)動抗體設(shè)計工具,我們能夠準(zhǔn)確預(yù)測抗原結(jié)合位點。我們將深度學(xué)習(xí)與分子動力學(xué)模擬相結(jié)合,以優(yōu)化抗體結(jié)構(gòu)并預(yù)測關(guān)鍵性質(zhì),提供了一條加速蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測與分析的新途徑。這為生物制劑開發(fā)賦能,帶來更高的準(zhǔn)確性、效率和可擴展的洞察力,助力理性藥物設(shè)計。
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超高速開發(fā):AI驅(qū)動抗體發(fā)現(xiàn)周期從傳統(tǒng)6-12個月縮短至6-8周。
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攻克難成藥靶點:通過生成式AI設(shè)計傳統(tǒng)方法無法獲得的抗體(如針對構(gòu)象表位、GPCR靶點)
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成本壓縮:濕實驗成本降低50%+(通過AI預(yù)篩減少80%無效實驗)
為什么選擇泓迅
泓迅生物作為合成生物學(xué)賦能技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一,建立了全面的抗體工程一站式服務(wù)平臺,提供基于抗體“讀”(測序&設(shè)計)-“寫”(合成&表達(dá))一“編”(親和力成熟&人源化&耦連)的全方位技術(shù)服務(wù),為科研院所和生物制藥公司提供高效、高品質(zhì)、高性價比的工程抗體及技術(shù)支持。
領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢—AI密碼子優(yōu)化分析(專利技術(shù))