抗体药物的发现与应用:AI加速创新之路
抗体药由于其更强的靶向性、安全性和长效性等独特优势,在肿瘤、自免和病毒感染等疾病领域的治疗中的应用越来越广泛。据分析机构 Global Market Insights 报道,全球抗体药物市场在 2021 年已突破 1861 亿美元,并将在未来几年维持高增长率,预计在2028年达到 4456 亿美元。
抗体药物在肿瘤治疗中持续突破
以 PD-1/PD-L1 和 CTLA-4 抑制剂为代表的单抗仍是治疗基石,其开发逐步聚焦于老靶点深化、新靶点探索以及与抗血管生成药、ADC等联合策略。双特异性抗体(BsAb)近年来发展迅速,三年内已有8款获 FDA 批准,创新靶点组合与独特临床价值不断显现。抗体药物偶联物(ADC)药物深刻改变治疗格局,正向非内化 ADC、双抗 ADC(如 BL-B01D1 出海成功)及新型毒素(拓扑异构酶抑制剂等)拓展。新兴的抗体-寡核苷酸偶联物(AOC) 也展现潜力。
抗体药物革新自身免疫病治疗,实现精准免疫调控
通过靶向关键炎症因子和免疫细胞,显著改善疗效:
1. 阻断炎症通路:TNF-α抑制剂(如英夫利昔、阿达木单抗)结合 TNF-α,有效缓解类风湿关节炎(RA)症状(缓解率60%-70%);
2. 清除致病细胞:抗 CD20 抗体(如利妥昔单抗)清除B细胞,降低SLE患者自身抗体水平(降50%+),狼疮肾炎完全缓解率达40%;
3. 干预细胞因子:抗 IL-6R 抗体(如托珠单抗)改善RA和SLE全身症状及活动度(降40%+)。
其他领域
抗体药物也在传染病(如COVID-19、埃博拉、RSV的中和抗体)、心血管代谢(如PCSK9抑制剂降脂,探索心衰、血栓靶点)及神经系统疾病(如靶向Aβ/tau蛋白的阿尔茨海默病研究、靶向神经生长因子的疼痛管理探索)中展现出应用潜力。
这些治疗突破的实现,得益于抗体发现技术的不断发展与优化。从靶点验证到候选分子的筛选,一系列核心平台的创新极大地加速了抗体药物的研发进程。
从靶点抗原到抗体发现
01. 靶点验证与抗原制备
靶点验证是所有工作的起点,通过基因组学、蛋白质组学等技术,识别并证实某个靶点(如膜蛋白、细胞因子等)在疾病(如肿瘤、自身免疫病)中起关键作用,且是抗体干预的理想目标。抗原制备用于免疫或筛选的靶分子(抗原),高难度靶点的抗原制备需精准匹配其天然状态与功能环境,任何偏差将直接导致抗体失效。
02. 抗体发现——三大路径
目前常见的抗体发现技术主要包括:杂交瘤技术、噬菌体展示技术和单B细胞抗体筛选技术。不同技术适用于不同场景:传统杂交瘤适合快速研发,噬菌体展示适合人源化需求,单B细胞和转基因动物保留天然特性,AI技术的赋能可以加速创新靶点的开发。
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动物免疫与杂交瘤技术: 经典方法,可获得天然全人源抗体(转基因小鼠)或人源化抗体,但周期长,通量有限。
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体外展示技术(噬菌体/酵母/核糖体展示):构建大容量库,通过多轮“吸附-洗脱-扩增”筛选高亲和力结合物。
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B细胞测序: 对免疫后动物或感染/康复期患者的B细胞进行单细胞分选和测序(尤其是NGS),直接获取天然配对的轻重链序列。
03. 抗体筛选与功能鉴定
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初级筛选: 对杂交瘤上清或展示库输出的候选分子进行高通量检测(如ELISA, FACS),快速筛选出能与抗原结合的克隆。
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次级筛选:对初筛阳性的克隆进行更深入的功能性分析,评估其亲和力、特异性、功能活性。
04. 抗体工程与优化
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人源化: 对非人源(如鼠源)抗体进行改造,降低其免疫原性。常用CDR移植(CDR grafting)等方法。
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亲和力成熟: 通过定点突变或链改组等技术,进一步提高抗体与抗原结合的亲和力。
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效能优化: 通过改造Fc段,增强或减弱其介导的ADCC、CDC等效应子功能,以适应不同治疗需求。
抗体发现挑战
01. 表位识别的精准性
传统的筛选技术,如免疫和定向进化,仍然难以精确定位目标抗原上最有效或最特异的表位,这限制了下游抗体的性能。
02. 开发可行性
初始的抗体候选分子常常存在开发可行性差的问题,如不稳定或低表达而导致下游开发阶段失败率升高。
03. 结构观察瓶颈
传统方法如X射线晶体学和核磁共振(NMR)波谱学耗时且通量低,在蛋白质工程工作流程中造成障碍。
AI驱动的抗体发现解决方案
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超高速开发:AI驱动抗体发现周期从传统6-12个月缩短至6-8周。
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攻克难成药靶点:通过生成式AI设计传统方法无法获得的抗体(如针对构象表位、GPCR靶点)
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成本压缩:湿实验成本降低50%+(通过AI预筛减少80%无效实验)
为什么选择泓迅
泓迅生物作为合成生物学赋能技术的领导者之一,建立了全面的抗体工程一站式服务平台,提供基于抗体“读”(测序&设计)-“写”(合成&表达)一“编”(亲和力成熟&人源化&耦连)的全方位技术服务,为科研院所和生物制药公司提供高效、高品质、高性价比的工程抗体及技术支持。
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