新型抗體之星！納米抗體開發(fā)的競爭格局(羊駝納米抗體)

新型抗體之星！納米抗體開發(fā)的競爭格局

2016年09月20日訊 納米抗體（Nanobody）近年來發(fā)展迅速。自從1993年首次發(fā)現(xiàn)重鏈抗體，其抗原結(jié)合域納米抗體就受到了廣泛關(guān)注，關(guān)于納米抗體的研究文獻呈系數(shù)增加。

那么何為納米抗體？在駱駝和羊駝體內(nèi)會產(chǎn)生一種獨特的抗體：缺失輕鏈的重鏈抗體（HcAb）。通常把源于這種抗體的可變區(qū)片段稱為納米抗體。

納米抗體具有高親和力和高特異性的特點，而免疫原性（盡管非人源，但免疫原性很低）和毒性則非常低，且不像單鏈抗體（single-chain antibody fragment，scFv）那樣容易粘連。

當然，納米抗體存在半衰期短的劣勢，需要采取延長半衰期的改造措施，如Fc融合、PEG化、白蛋白融合等。

納米抗體的特殊結(jié)構(gòu)特征，使得其應(yīng)用范圍大為拓展：1）納米抗體結(jié)構(gòu)簡單，可以利用大腸桿菌和酵母進行高效表達。納米抗體也可以在益生菌如乳酸菌中高效表達，即Lactobody。2）由于是單域抗體，很容易與其他分子偶聯(lián)，如連接放射性同位素、連接毒素制備Immunotoxin等。3）適合作為胞內(nèi)抗體表達，即Intrabody，可以靶向胞內(nèi)乃至核內(nèi)蛋白。Chromobody是一種特殊的胞內(nèi)抗體，結(jié)構(gòu)為納米抗體與熒光蛋白融合，從而可以用于監(jiān)測胞內(nèi)生化過程。此外，納米抗體也可以應(yīng)用于藥物遞送系統(tǒng)中。

A

先頭部隊

臨床階段品種進展

⒈自身免疫病

Vobarilizumab（ALX-0061）

靶向：IL-6R

進展：Ⅱ期臨床

Vobarilizumab包含兩個結(jié)構(gòu)域，抗IL-6R納米抗體和抗白蛋白納米抗體，后者賦予Vobarilizumab延長的半衰期。

IL-6在嚴重炎癥性疾病中起到重要作用，靶向IL-6/IL-6R的抗體已經(jīng)上市。而靶向IL-6R的Vobarilizumab有望成為best-in-class的產(chǎn)品，現(xiàn)處于Ⅱ期臨床，適應(yīng)癥包括RA、SLE。

根據(jù)Ⅱ期臨床結(jié)果和其他同類藥物的臨床研究數(shù)據(jù)，Vobarilizumab的藥效（ACR50）顯著高于其他同類藥物。

Vobarilizumab現(xiàn)由Ablynx與艾伯維合作開發(fā)，里程碑金額8.4億美元，其中預(yù)付款1.75億美元。

Ozoralizumab（ATN-103）和ATN-192（長效版本）

靶向：TNF

進展：ATN-103（Ⅱ期臨床）；ATN-192（Ⅰ期結(jié)束）

TNF-α抗體顛覆了自身免疫病的治療方案，Ablynx開發(fā)了人源化、trivalent的雙特異性納米抗體Ozoralizumab。在日本授權(quán)Taisho（大正制藥）開發(fā)，處于Ⅱ期臨床研究，在大中華區(qū)授權(quán)億騰醫(yī)藥開發(fā)，處于臨床前研究。

Ozoralizumab含有3個納米抗體結(jié)構(gòu)域，其中2個靶向TNF，1個與白蛋白結(jié)合延長藥物半衰期。

藥學研究顯示Ozoralizumab是一種TNF高親和力的抗體，Ⅱ期臨床結(jié)果顯示DAS28消退率38%，EULAR響應(yīng)率97%。

ATN-192經(jīng)過PEG修飾，是Ozoralizumab的長效化版本，Ⅰ期臨床已經(jīng)成功結(jié)束。

ALX-0761

靶向：IL-17A、IL-17F

進展：Ⅰb臨床

ALX-0761也是一種三價的納米抗體，靶向IL-17A、IL-17F以及白蛋白（延長半衰期）。某些適應(yīng)癥如銀屑病等，IL-17靶點抗體已經(jīng)證實優(yōu)于TNF-α，F(xiàn)DA已經(jīng)批準了2個IL-17抗體Cosentyx、Taltz。

ALX-0761已經(jīng)成功完成Ⅰa臨床，Ⅰb劑量爬坡試驗正在進行中。2013年6月，Ablynx將ALX-0761授權(quán)給默克。

ALX-0962

靶向：IgE

進展：停止開發(fā)

IgE靶點抗體已經(jīng)證實在過敏性哮喘中有效，奧馬珠單抗是唯一上市的IgE抗體。Ablynx開發(fā)了靶向IgE的納米抗體，同樣與白蛋白結(jié)合的納米抗體融合延長半衰期。

藥學研究結(jié)果顯示，ALX-0962對IgE的親和力是奧馬珠單抗的5倍，且對過敏原敏感性有消除作用。但隨后的評估認為差異性不夠明顯而決定放棄進入臨床研究開發(fā)。

2.癌癥

ALX-0651

靶向：趨化因子CXCR4

進展：停止開發(fā)

ALX-0651靶向趨化因子CXCR4的兩個表位，是第一個進入臨床的針對GPCR的生物藥物。由于與標準療法相比沒有展現(xiàn)更好的藥效，已經(jīng)停止開發(fā)。

TAS266

靶向：DR5

進展：停止開發(fā)

DR5是癌細胞上誘導細胞死亡的關(guān)鍵受體，但許多靶向DR5的在研藥物宣告失敗，主要是由于傳統(tǒng)抗體對DR5的聚集和激活程度不夠。TAS266是四價的納米抗體，可以高效激活DR5，體內(nèi)試驗顯示具有較強的抗腫瘤活性?？上У氖?，由于意外的肝毒性已經(jīng)停止開發(fā)，這種肝毒性可能是由于TAS266的免疫毒性引起。

3.血液疾病

Caplacizumab（ALX-0081）

靶向：vWF

進展：Ⅲ期臨床

靶向vWF的A1 domain，用于治療血小板減少性紫癜（TTP），目前處于Ⅲ期臨床研究階段。由于市場上并無該疾病的治療藥物，Caplacizumab成為同類第一的藥物，2009年獲得孤兒藥資格。

Ⅱ期臨床研究TITAN中，Caplacizumab可以顯著降低aTTP引起的發(fā)病率和死亡率。

Ablynx預(yù)計Caplacizumab在2018年上市。

4.病毒感染

ALX-0171

靶向：呼吸道合胞病毒

進展：Ⅱ期臨床

ALX-0171靶向呼吸道合胞病毒（RSV），用于治療RSV感染，為一種吸入劑，劑型上有明顯優(yōu)勢。

ALX-0171是一種三價的納米抗體，其活性明顯高于帕利珠單抗。

Ablynx大力推進ALX-0171在嬰兒群體的應(yīng)用，RSV感染對于嬰兒來說非常常見，但目前沒有可用的藥物，Synagis只用于高危嬰兒的RSV感染預(yù)防。

ARP1

靶向：輪狀病毒

進展：Ⅱ/Ⅲ期臨床

輪狀病毒（RV）引起的腹瀉對于兒童來說是一個嚴重的問題，每年有超過1.25億例發(fā)病數(shù)。納米抗體ARP1已經(jīng)證實在鼠體內(nèi)有效，Ⅰ期臨床已經(jīng)成功結(jié)束，目前在印度開始了Phase Ⅱ/Ⅲ期臨床，尚未披露結(jié)果。

5.骨科疾病

ALX-0141（EDP406）

靶向：RANKL

進展：Ⅰ/Ⅱ臨床

ALX-0141為一種三價納米抗體：2個靶向RANKL的納米抗體和1個與白蛋白結(jié)合的納米抗體。靶向RANKL的抗體狄諾塞麥已在骨質(zhì)疏松適應(yīng)癥取得成功，ALX-0141目前已經(jīng)授權(quán)億騰醫(yī)藥開發(fā)，新代碼為EDP406。

6.神經(jīng)退行性疾病

BI1034020

靶向：Aβ

進展：停止開發(fā)

BI1034020為三價納米抗體，靶向Aβ，小鼠體內(nèi)試驗證實顯著降低游離Aβ。但在Ⅰ期臨床研究中第一例病人即發(fā)生嚴重副作用，導致該項目停止開發(fā)。

B

拓展指引

在研項目研究方向

除了進入臨床研究階段的納米抗體，還有諸多在研納米抗體應(yīng)用于不同的治療范圍。

⒈抗腫瘤

傳統(tǒng)抗體已經(jīng)在癌癥領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，尤其是靶向治療時代的開啟。傳統(tǒng)抗體含有Fc域，可以通過ADCC、CDC活性等殺死癌細胞。但傳統(tǒng)抗體的分子量高達150kDa，穿透性較差，有時難以到達目標組織。同時，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導致高成本，亦導致抗體藥物可及性難以保證。

Fc域的缺失使得安全性得以提高，在作為純粹的免疫調(diào)節(jié)分子時，納米抗體的有效性也會提高。納米抗體的小分子量，使其容易滲透到某些難以達到的癌變組織，分布均一性更好。

作用機制上，納米抗體可以作為純粹阻斷劑，可以偶聯(lián)毒素等，也可以形成納米顆粒在癌變區(qū)域滲透進組織。

藥企相繼開發(fā)了靶向EGFR、HER2、VEGFR2、c-Met、CXCR7等抗腫瘤納米抗體。

2.抗感染

抗病毒感染：納米抗體可以通過阻斷病毒-細胞結(jié)合、病毒進入、病毒包被等過程，防止病毒擴散。

抗細菌感染：抗生素是治療細菌感染的主要途徑，但隨著抗性菌的快速出現(xiàn)，急需新的治療手段。納米抗體可以通過結(jié)合細菌表面的蛋白，阻止細菌與宿主細胞結(jié)合。

抗寄生蟲感染：抗寄生蟲納米抗體雖然晚近才出現(xiàn)，但受到持續(xù)關(guān)注。經(jīng)常研究的是抗非洲錐蟲感染的納米抗體Nb An46。由于非洲錐蟲一般能夠發(fā)展出免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)以應(yīng)對抗體的清除作用，有必要開發(fā)能結(jié)合VSG保留表位的納米抗體藥物。

解毒劑：盡管抗蛇毒抗體已經(jīng)取得了一些好的結(jié)果，但仍有必要進一步開發(fā)高親和力的納米抗體，因為納米抗體可以更廣泛地分布到各組織中，起到更好的解毒效果。

3.抗炎癥性疾病

炎癥性疾病發(fā)病率高，患者基數(shù)大?，F(xiàn)有的抗炎癥抗體通常價格高昂，同時伴隨著諸多副作用，因此開發(fā)成本更低、選擇性更好的納米抗體就顯得很有必要。如TNF受體包括2種亞型：TNFR1、TNFR2。TNFR1更多參與炎癥前的信號傳導，TNFR2則在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，TNFR2的抑制帶來諸多副作用。已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)了特異性抑制TNFR1的三價納米抗體，并在體外證實了其有效性，有待進一步的體內(nèi)試驗檢測其安全性和有效性。

納米抗體在免疫調(diào)節(jié)中也有望取得更多進展。某些靶點如離子通道，對于T細胞的激活至關(guān)重要，但通常很難開發(fā)出小分子或抗體抑制劑。

Ablynx開發(fā)出靶向Kv1.3離子通道的納米抗體，盡管Kv1.3的保外區(qū)域很小。對于難以開發(fā)的一些靶點，納米抗體技術(shù)仍可篩選到高親和力的候選藥物。

4神經(jīng)退行性疾病

納米抗體應(yīng)用于神經(jīng)退行性疾病的研究并不是特別多（如前文介紹靶向Aβ的納米抗體），但仍有潛力待開發(fā)。如血腦屏障是中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病藥物開發(fā)的一個重大障礙，已有幾篇文獻報道一些納米抗體可以穿透血腦屏障。

C

競爭格局

Ablynx領(lǐng)軍，中國也不缺位

近年來，納米抗體的發(fā)展備受關(guān)注。Ablynx公司將納米抗體藥物開發(fā)推到了全新的高度，多達40多個候選藥物，應(yīng)用于癌癥、自身免疫病、呼吸系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病等多個不同領(lǐng)域。Ablynx在納米抗體領(lǐng)域擁有絕對的領(lǐng)導地位，同時與多家藥企開展合作：諾華、諾和諾德、默克、默沙東、艾伯維、勃林格殷格翰、億騰醫(yī)藥等。

知識產(chǎn)權(quán)方面，Ablynx申請了500多項專利，構(gòu)建了森嚴的專利網(wǎng)絡(luò)壁壘，并在全球范圍內(nèi)注冊了Nanobody、Nanoclone的商標。

工藝方面，Ablynx建立了成熟的畢赤酵母表達和純化工藝。

國內(nèi)一些企業(yè)也在積極開發(fā)納米抗體。如康寧杰瑞與東南大學合作，建立了免疫來源的駱駝納米抗體噬菌體展示篩選平臺?？祵幗苋鹄迷撈脚_開發(fā)的PD-L1抗體KN035，已于2016年4月申報臨床并獲得受理，該產(chǎn)品常溫穩(wěn)定。目前主要由其合作方思路迪繼續(xù)開發(fā)，后續(xù)開發(fā)中將與深圳微芯合作，與西達本胺聯(lián)用，同時將在中美同時推進。

納米抗體的獨特性質(zhì)和低成本使其應(yīng)用范圍大為拓展，尤其是某些傳統(tǒng)方法難以解決的靶點、患者基數(shù)大的慢病用藥、副作用大的標準療法等，給納米抗體帶來了巨大的市場機會。

羊駝納米抗體

新型冠狀病毒目前仍在世界范圍內(nèi)廣泛傳播，全球累計感染人數(shù)超過2.5億，死亡人數(shù)超過500萬1。盡管目前各類疫苗已實現(xiàn)大面積的推廣接種，但依舊沒能阻止新冠疫情的蔓延。而且隨著疫情的發(fā)展，新冠病毒也在持續(xù)變異，給世界各國帶來了沉重的災(zāi)難，有效的預(yù)防和治療是徹底消滅新冠病毒的關(guān)鍵。來源于羊駝的納米抗體被證實在預(yù)防和治療冠狀病毒方面具有極大的應(yīng)用潛力（表1）。

表1.納米抗體在新冠預(yù)防和治療中的研究

納米抗體的由來：

納米抗體（Nanobodies, Nbs）是由比利時科學家Hamers-Casterman及其團隊于1993年在自然雜志中首次報道發(fā)現(xiàn)，在駱駝科動物（駱駝，羊駝及其近親物種）血液中發(fā)現(xiàn)有一部分抗體是缺失輕鏈的“重鏈抗體”，該抗體只包含一個重鏈可變區(qū)（VHH）和兩條重鏈CH2與CH3區(qū)（圖1）。VHH保留了全部的抗原結(jié)合能力，是最小的保留完整抗原結(jié)合片段，被稱為單域抗體（Single-domain antibodies），VHH晶體為2.5nm，長4nm，分子量只有15 kDa。

圖1.常規(guī)抗體與納米抗體示意圖

納米抗體相對于傳統(tǒng)抗體的優(yōu)勢：

與傳統(tǒng)抗體相比，納米抗體還具有人源化簡單、親和力高、穩(wěn)定性高、可微生物表達、免疫原性低、可溶性好、滲透力強、可識別隱藏表位等優(yōu)勢。納米抗體獨特的物理和化學穩(wěn)定性等為診斷和治療提供了新的研究工具。在抗體藥物研發(fā)、醫(yī)學基礎(chǔ)研究以及疾病診斷和治療方面越來越受關(guān)注。

全球獲批上市的納米抗體藥物：

2018年歐盟批準全球首款用于治療成年獲得性血栓性血小板減少性紫癜的納米抗體藥物—Caplacizumab，通過阻斷超大vWF多聚體與血小板的相互作用，從而防止凝血的發(fā)生。2021年康寧杰瑞制藥，思路迪醫(yī)藥和先聲藥業(yè)合作開發(fā)的PD-L1抗體恩維達在中國獲批上市，是中國第一個獲批上市的納米抗體藥物。目前，已有多款納米抗體藥物處于臨床試驗階段（表2）。

表2.處于臨床階段的納米抗體藥物

納米抗體制備流程：

納米抗體的制備過程主要包括目的抗原制備、免疫羊駝、抗體庫制備、高親和力抗體篩選、重組抗體表達和抗體活性分析功能鑒定（圖2）。

圖2.納米抗體的制備流程

納米抗體的應(yīng)用：

1.疾病診斷：分子影像，腫瘤診斷，成像引導手術(shù)。

2.細胞治療：靶向放射治療，遞送化療藥物，免疫治療。

3.抗體藥物開發(fā)：尋找靶點→設(shè)計藥物→生物試驗→臨床試驗→審批上市。

參考文獻 ：

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編輯人：張濤濤

為什么說大羊駝體內(nèi)抗體能中和新冠病毒？

因為大羊駝等一些駱駝科動物體內(nèi)會天然產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)簡單的小型抗體，這類抗體可用于制備更微小的納米抗體。納米抗體不僅分子量小，還非常穩(wěn)定，常被應(yīng)用于藥物開發(fā)、臨床診斷等領(lǐng)域。

英國羅莎琳德·富蘭克林研究所、牛津大學等機構(gòu)的研究人員介紹，他們利用大羊駝血細胞中提取的抗體，制作出了新型納米抗體，體外實驗顯示，這些納米抗體可與新冠病毒的刺突蛋白緊密結(jié)合，阻止其感染人體細胞。

實驗還顯示，納米抗體與人源抗體結(jié)合使用可以達到比單獨使用更好的效果。此外，這些納米抗體還是潛在的高效診斷工具。研究人員表示，希望可以將這一最新成果推向臨床前試驗。

擴展資料：

此前報道：

智利研究人員宣布發(fā)現(xiàn)能對抗新冠病毒的“世界上最強大的羊駝抗體”，可利用它制造鼻用吸入劑來中和人體內(nèi)的新冠病毒。

據(jù)埃菲社圣地亞哥6月12日報道，“這樣我們可以防止病毒有效復(fù)制，并讓人體免疫系統(tǒng)作出反應(yīng)?？贵w可以對抗病毒但不會完全消除病毒，并且接受治療的人會產(chǎn)生更多抗體，從長遠看有助于增強免疫力?！睅ь^進行本次試驗的智利南方大學醫(yī)學生物技術(shù)實驗室負責人亞歷杭德羅·羅哈斯對埃菲社記者解釋說。

參考資料來源：光明網(wǎng)－新研究發(fā)現(xiàn)源自大羊駝的抗體可中和新冠病毒

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