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Probody
来源: | 作者:pmodc9b5a | 发布时间: 2017-12-29 | 2898 次浏览 | 分享到:


经历了过去30多年的发展,抗体药物已经成为生物药物领域最重要的分支之一,销售额逐年增加,原研药和生物类似药的开发也正如火如荼地进行。抗体药物之所以受到青睐,是因为相比于小分子药物,这一类大分子药物在理论上具有更好的靶点选择性。

然而,尽管在概念层面有明显的优势,实际应用过程中抗体药物的毒副作用很多时候也是不可忽视的。例如曲妥珠单抗的治疗会造成少量病人出现III级充血性心力衰竭[1],而其原因很可能是心肌细胞表面也有Her2蛋白的表达。这些靶点并非肿瘤细胞特异性的,它们在健康组织上也有一定的表达,这就会导致抗体部分结合到健康组织,造成抗体治疗效果的下降和毒副作用的提高。另外,对于一些表达特异性相对更弱的靶点,用传统的抗体药物开发方法,可行性就更加值得怀疑。

 

 

 

因此,人们需要开发相应的的策略对抗体进一步优化,以减少这种“on-target, off-tissue”的现象。而近年发展起来的Probody技术[2],则有望满足这样的需求。该技术的专利归属于CytomX,一家坐落在南旧金山的生物技术公司,他们所专注的方向就是利用肿瘤部位的微环境来提高抗体药物对肿瘤部位的选择性。

Probody技术简介

Probody技术的核心思想其实是“prodrug”(“前药”),即一类在初始状态下不发挥功能,只有经过机体代谢转化为活性形式或到达特定部位才能发挥治疗作用的药物。“prodrug”的概念已经经过多年发展和广泛落实,比如可待因在经过细胞色素P450家族的CYP2D6的作用下转化为具有阵痛、止咳效果的吗啡;或者如ADC(antibody-drug conjugate)药物,当linker断裂之后,小分子从溶酶体泡中被释放出来发挥细胞毒作用。Probody技术可以说是这一概念的又一次运用。

 

CytomX将应用Probody技术的抗体药物称为Probody therapeutic,其构造如下图:

很明显,这项技术的关键在于linker和masking peptide的选择。

 

Linker的选择

Linker的选择是基于蛋白酶的选择,为符合这个技术平台的要求,他们对于蛋白酶的选择是基于以下几条原则[3]:

1. 在多种肿瘤部位高表达并且是以活化的形式存在

2. 位于细胞表面或以分泌的形式存在

3. 能够从Probody therapeutic上移除masking peptide

4. 在正常的健康组织或者血液中活性很低

 

 

蛋白酶在机体中广泛表达,通过有调控地降解细胞外基质,参与细胞增殖、迁移、器官生长和重塑。而在癌症中,很多蛋白酶在肿瘤部位的表达量上升,如尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)、膜型丝氨酸蛋白酶(MT-SP1)、内肽酶等,它们的高表达是肿瘤环境的一个重要特征[4]。因此,可以利用CLiPS技术[5]从序列随机的6-AA(6个氨基酸的长度)多肽库中筛选出被特定蛋白酶识别和切割的底物肽段,用于Probody therapeutic的构建。

 

(图片来源:参考文献[5]


Masking peptide的选择

有不止一份专利申请书讲述了masking peptide的选择过程,如CytomX的专利TW201704265 (A)等,方法大致分为3步:1.构建一个长度合适的随机多肽库(比如45个碱基,翻译成15个氨基酸),载体为细菌的表达载体,可将多肽库表达在细菌表面;2.将要修饰的抗体标记荧光,利用流式分选技术多轮筛选能够被抗体结合的多肽;3.筛选出的肽段构建到Probody therapeutic中,利用结合实验检测肽段对抗体的掩蔽效率,并可以通过截短、突变等方法进行掩蔽效率的优化。

考文献

[1] Cardiac toxicity of ErbB2-targeted therapies: What do we know? Clin Breast Cancer. 2008 Mar; 8 Suppl 3:S114-20.

[2] Probody therapeutics for targeting antibodies to diseased tissue. Expert Opin Biol Ther. 2014 Aug; 14(8):1049-53. 

[3] CytomX公司2016年年报

[4] Matriptase and its putative role in cancer. Cell Mol Life Sci. 2006 Dec; 63(24):2968-78.

[5] Protease specificity determination by using cellular libraries of peptide substrates (CLiPS).

Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 May 16; 103(20):7583-8.


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