2016年08月24日訊 納米抗體近年來發(fā)展迅速,Ablynx是該領(lǐng)域的絕對領(lǐng)導(dǎo)者,自主開發(fā)的同時,與多家藥企開展了合作,旗下有40多個在研的納米抗體藥物。本文介紹納米抗體藥物的研發(fā)格局。
一、納米抗體簡介
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(Nanobody)。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scFv那樣容易粘連。本文梳理Nanobody的臨床研究進展的適用范圍。
納米抗體為重鏈抗體的可變區(qū)部分VHH(駱駝重鏈抗體的重鏈可變區(qū),因而命名VHH),分子量只有12--15kDa,穩(wěn)定性明顯優(yōu)于人抗體。納米抗體同樣含有3個CDR,其中CDR3對親和力起到主要作用。與人抗體VH相比,CDR3更長,可以形成凸環(huán)結(jié)構(gòu),能夠深入抗原內(nèi)部更好的結(jié)合抗原,因而親和力更高。此外,VHH的FR2的疏水殘基被親水殘基取代,水溶性更好,不易形成聚集體。
當(dāng)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。
二、治療性納米抗體研究進展
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。2007年,首個納米抗體進入臨床研究,來自Ablynx、靶向vWF的ALX-0081。
Ablynx是治療納米抗體領(lǐng)域的絕對領(lǐng)先者,并與多家藥企開展合作:默克、艾伯維、諾和諾德、勃林格殷格翰、諾華等。
2.1 自身免疫病
Vobarilizumab(ALX-0061):IL-6在嚴(yán)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,靶向IL-6R的Vobarilizumab有望成為best-in-class的產(chǎn)品,現(xiàn)處于二期臨床,。適應(yīng)癥包括RA、SLE。根據(jù)二期臨床結(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。
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。
Ozoralizumab(ATN-103)和ATN-192: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),處于二期臨床研究,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(xué)研究顯示Ozoralizumab是一種TNF高親和力的抗體,二期臨床結(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,一期臨床已經(jīng)成功結(jié)束。
ALX-0761: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(zhǔn)了2個IL-17抗體Cosentyx、Taltz。ALX-0761已經(jīng)成功完成Phase Ia臨床,Phase 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: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(xué)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(rèn)為差異性不夠明顯而決定放棄進入臨床研究開發(fā)。
2.2 癌癥
ALX-0651: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(biāo)準(zhǔn)療法相比沒有展現(xiàn)更好的藥效,已經(jīng)停止開發(fā)。
TAS266:DR5是癌細(xì)胞上誘導(dǎo)細(xì)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,可以高效的激活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。
2.3 血液疾病
Caplacizumab(ALX-0081):靶向vWF的A1 domain,用于治療血小板減少性紫癜(TTP),目前處于三期臨床研究階段。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。
二期臨床研究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。
2.4 病毒感染
ALX-0171: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:輪狀病毒(RV)引起的腹瀉對于兒童來說是一個嚴(yán)重的問題,每年有超過1.25億例的發(fā)病數(shù)。納米抗體ARP1已經(jīng)證實在鼠體內(nèi)有效,一期臨床已經(jīng)成功結(jié)束,目前在印度已經(jīng)開始了Phase II/III臨床,目前尚未披露結(jié)果。
2.5 骨科疾病
ALX-0141: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的抗體狄諾塞麥已經(jīng)在骨質(zhì)疏松適應(yīng)癥取得了成功,ALX-0141目前已經(jīng)授權(quán)億騰醫(yī)藥開發(fā),新代碼為EDP406。
2.6 神經(jīng)退行性疾病
BI1034020:三價納米抗體,靶向Aβ,小鼠體內(nèi)試驗證實顯著降低游離Aβ。但在一期臨床研究中第一例病人即發(fā)生嚴(yán)重副作用,導(dǎo)致該項目停止開發(fā)。
三、納米抗體廣闊的應(yīng)用范圍
除了上文介紹的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。
3.1 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,尤其是開啟了靶向治療的時代
傳統(tǒng)抗體含有Fc域,可以通過ADCC、CDC活性等殺死癌細(xì)胞。但傳統(tǒng)抗體的分子量高達150kDa,穿透性較差,有時候難以到達目標(biāo)組織。同時,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的高成本,導(dǎo)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,使得其容易達到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等的抗腫瘤納米抗體。
3.2 抗感染納米抗體
抗病毒感染:納米抗體可以通過阻斷病毒-細(xì)胞結(jié)合、病毒進入、病毒包被等過程,防止病毒的擴散。
抗細(xì)菌感染:抗生素是治療細(xì)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(xì)菌表面的蛋白,阻止細(xì)菌與宿主細(xì)胞的結(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,仍有必要進一步開發(fā)高親和力的納米抗體,這是因為納米抗體可以更廣泛的分布到各組織中,起到更好的解毒效果。
3.3 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。開發(fā)成本更低的、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(dǎo),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,已經(jīng)在體外證實了其有效性,有待于進一步的體內(nèi)實驗檢測器安全性和有效性。
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(xì)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,納米抗體技術(shù)仍然篩選到高親和力的候選藥物。
3.4 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藥屏障。
四、競爭格局
近年來,納米抗體的發(fā)展備受關(guān)注。Ablynx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(dǎo)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。
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)方面,一些企業(yè)也積極開發(fā)納米抗體,如康寧杰瑞與東南大學(xué)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。更多信息可參見前文:從PD-1/PD-L1抗體看國內(nèi)生物藥研發(fā)形勢的變化。
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(biāo)準(zhǔn)療法等,給納米抗體帶來了巨大的市場機會。期待納米抗體藥物陸續(xù)上市,造?;颊?。
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