恩泽康泰CEO孔关义:开放与利他并行,愿成为外泌体行业 “坚实的肩膀”|峰客创见
导读:外泌体(exosomes)自2013年因诺贝尔医学奖被众人知晓,随即被推向了前所未有的研究高潮。近年来,外泌体作为重要的细胞通讯载体,通过参与正常生理和病理过程,在免疫治疗,诊断检测,核酸药物、蛋白、小分子等领域显现了极大的可能性。以Codiak BioSciences,Exosome Diagnostics为代表的企业在外泌体治疗和外泌体诊断领域率先领跑,国内也涌现出数十家企业纷纷布局此赛道。
其中以北京恩泽康泰生物科技有限公司(以下简称“恩泽康泰”)为代表的企业尤受资本青睐,在2021年7月份获得A轮近亿融资后上周又获得百度风投领投的数千万A+轮战略融资。近日,医麦客《峰客访谈》栏目邀请和采访了恩泽康泰的创始人兼CEO孔关义先生,共话外泌体治疗领域的现状、挑战和机会,并就如何领导恩泽康泰成为外泌体临床转化领域的领跑者展开分享。
孔关义先生,恩泽康泰创始人兼CEO,中国医药质量管理协会临床试验及大数据质量管理分会青年委员。毕业于武汉大学,生物信息领域资深应用专家。先后在诺禾致源、菲沙基因、百迈客工作,曾担任生物信息总监和医学事业部总监。其主导和参与的科研合作项目成果发表在Science、Nature Biotechnology、Nature communication、JEV等杂志上,并申请发明专利20余项及多项软件著作权。2017年创立恩泽康泰,领导恩泽康泰成为外泌体临床转化领域的领跑者。
分离纯化
外泌体研究转化中关键的第一环
外泌体是富含白质、miRNA等生物学活性分子,直径为30-150nm的细胞外囊泡(EVs)亚群。EVs作为细胞释放的微小囊泡,用于清除不必要的大分子。外泌体利用表面识别靶细胞的蛋白信号分子,与靶细胞进行受体配体结合或被胞吞,从而改变细胞的生理病理状态,成为细胞间信号互通的运载体。
根据功能,外泌体可以分为天然外泌体和工程化外泌体,前者利用细胞来源决定其发挥的功能,后者将外泌体作为载体,进行工程化修饰及装载,以满足不同的应用功能需求。正如我们所看到的,在新冠、肿瘤、心血管、神经系统疾病和免疫等相关领域,已出现很多使用外泌体进行药物递送和治疗的临床研究,并显示出很好的安全性及治疗潜力。
“然而直到现在,外泌体的分离和表征分析仍然存在很多挑战,这是外泌体研究和转化中绕不开的第一关,”孔关义先生表示,“现有的分离方式有多种,主要包括超速分离、分子排阻、亲和力捕获、超滤、聚合物沉淀等,但仍缺乏一种高回收率和高特异性的分离手段。除此之外,直接从组织分离EVs的手段也非常有限。”
建立高效的分析表征系统
对外泌体后续研究及成药大有裨益
目前,在外泌体的分析鉴定方面,国际细胞外囊泡协会已发表《MISEV 2018》的指导手册指出,需要通过NTA测粒径分布、TEM电镜分析形态、WB检测标志蛋白三项来验证外泌体的特征。其中NTA分析样品中外泌体的粒径分布和颗粒浓度,TEM电子显微镜来观察样品中外泌体的形态特征,WB检测外泌体标志蛋白。
据孔关义先生介绍,为了确保研究对象中确实存在EVs,排除研究现象的主要贡献来自于非EVs成分及便于其他人评估文献数据的品质,建立了以上的指导手册。但这些要求尚不能满足研究转化所需要的精度,因此一个达成共识的评估体系是现在所欠缺的。建立一个能够有效评估外泌体质量的标准评价体系,这对后续研究和成药具有相当大的促进作用。
起始样本形式和最终用途
是决定技术路线最重要的考量
孔关义先生认为,起始的样本形式和最终的实际用途是决定企业或科研团队选取何种技术路线最重要的两个考量因素,一味追求纯度和品质未必是最佳的选择,但是在选定纯化路线后需要对潜在的干扰物开展研究以确定其影响程度。
对于如何选择合适的纯化分析路径,恩泽康泰自创立之初便在外泌体分离纯化、外泌体质量评估手段等方面投入了巨大的精力,在外泌体纯化及分析方面已获授权的专利有5项。结合十余年外泌体领域的经验和分子生物学技术及生物信息技术,恩泽康泰已经可以提供一个较为完善的外泌体研究和转化平台。目前与国内100多家知名三甲医院和科研单位建立合作,发表SCI论文80余篇,申请发明专利16项,外泌体样本类型超过20种,样本数量也已突破一万。
在外泌体基础研究的分离手段上,恩泽康泰的分子尺寸排阻(SEC)+超滤被列为高纯度的纯化方法。正如我们所见,SEC在外泌体或囊泡的研究中越来越广泛,在文章中出现的频次也越来越高。在此基础上,恩泽康泰还可提供外泌体分析鉴定服务,体液外泌体组学服务、组织外泌体组学服务、工程化外泌体研究服务等一系列的科研服务整体解决方案。
如何兼顾工程化效率和安全性
是外泌体技术的重中之重
外泌体作为药物运输载体,需要先经过工程化的改造。通过对外泌体进行内源性和外源性的改造相结合实现外泌体内外蛋白的高效修饰及核酸(siRNA、mRNA)、小分子的高效携载,从而改变外泌体在体内的靶向性及有效分子的递送效率。
以Codiak的exoIL-12和exoSTING两款药物举例,两者分别是通过对外泌体的蛋白表面修饰和胞内小分子药物携载,利用外泌体的生物学特性,将有效成分控制在肿瘤局部区域,避免了IL-12和STING带来的系统性细胞因子炎性反应(CRS),并在剂量控制和不同类型免疫细胞结合效率上做出了改善。因此,外泌体的工程化改造,是影响其作为药物运输载体并且提高成药性至关重要的一环,孔关义先生介绍道。
关于搭建工程化外泌体,孔关义先生表示搭建工程化的外泌体平台需要从效率,稳定性,安全性等方面综合考量。
效率方面:工程化改造的技术方法需要能够进行快速的迭代,并且能够实现多种不同有效成分的高效携载,提高有效分子在外泌体的含量。
稳定性方面:外泌体的工程化改造过程,需要解决分子脱落或降解等影响稳定性方面的问题。需要建立均一性的改造平台,以兼容不同外泌体在工程化改造的情况下,仍能维持良好的均一性。
安全性方面:不同的改造方式会造成外泌体在人体的安全性差异。需要选用不会诱发机体免疫反应的分子展开设计,以保证外泌体药物的安全性。
外泌体CMC
成药不可或缺的环节
CMC(Chemical,Manufacturing and Control)主要指生产工艺、杂质研究及稳定性研究,即药学研究部分,是药物研发的重要环节,CMC数据也是药品申报资料中非常重要的组成部分。外泌体由于细胞天然生成,即使同一个细胞产生的外泌体也存在异质性,因此外泌体的CMC面临很大的挑战。
孔关义先生表示,CMC是所有外泌体治疗企业申报注册临床必需克服的障碍。世界上目前被验证初步解决外泌体CMC的企业仅Codiak一家,而且Codiak的GMP工厂于2021年11月被Lonza收购。即便如此,Codiak建立的CMC体系也仅处于外泌体CMC的初级阶段,整个外泌体行业在CMC方面未来还有很长的路要走。
据悉,在外泌体CMC方面,恩泽康泰基于前期的研究基础,组建了一支30多人的专业团队,并建立了第一阶段即可成药的外泌体生产工艺体系及质量控制系统,在产量水平上也做到了Codiak同等水平。
相信在2022年6月,3000平米的中试GMP生产车间全面启用后,恩泽康泰有望成为国内首家且世界少数能够真正按照GMP要求生产工程化外泌体的企业,平台的建立也将更好的助力外泌体创新药开发平台的搭建和临床管线的开发。
外泌体成药未来任重道远
外泌体被视为肿瘤等多种疾病的新型临床标志物,也有望成为一种工程化的新型药物递送载体,正如我们所看到的,关于外泌体的研究论文数量呈直线上升状态。工程化外泌体作为一项平台型的技术,在药物,特别是大分子药物递送中的应用前景令人期待。基于外泌体的生物学特性,其治疗的巨大前景也同样被看好。
我们已看到外泌体在诊断领域的产业转化有很好的成果展示,像Exosome Diagnostics在外泌体诊断领域已连续推出多款产品。但是外泌体的成药性还面临较大的挑战,像Codiak BioSciences作为外泌体治疗领域的领先者,成功登录了纳斯达克,其2款针对肿瘤开发的产品目前也仅处于临床I期,因为这是世界范围内需要做到从0到1突破的极具挑战过程。
距离真正实现以“系统性给药的方式将有效成分主动递送至不同靶器官的细胞中”这一目标仍有一大段距离,尚有多项关键技术问题有待解决。孔关义先生认为,外泌体的成药性与工程化技术平台是息息相关的。外泌体成药的关键瓶颈突破,首先还是需要从技术平台角度考虑,真正解决工程化分子的载量和外泌体的靶向性问题,才能真正提高外泌体的成药性。”
“首先我们建立了不同的技术体系,可以满足就不同情况下的工程化需求。对于研发级别、临床注册、药用级别的工程化改造,我们建立了不同层次的技术方法,以满足不同层次的迭代需求。”孔关义先生介绍说:“恩泽康泰在外泌体成药性上已做出了很多努力。经过多年的沉淀,目前已积累了多项关键技术,完成了自有工程化外泌体技术平台的搭建工作,初步具备了多管线并行研发的能力。”
据悉,恩泽康泰的工程化平台可以构建基于分子共价结合的内源性改造,更容易实现产品的稳定性和均一性。与此同时,恩泽康泰的工程化分子在外泌体上也有更广泛的分布,体现在载量和阳性率两个维度的提升。在分子设计层面,则会选用不会诱发机体免疫反应的分子展开设计,以保证外泌体药物的安全性。
开放与合作,利他与担当
是我们秉承和坚守的理念
相较于国外外泌体领域的如火如荼,国内布局外泌体的企业仍处于“小荷才露尖尖角”的状态。孔关义先生认为,外泌体治疗目前在整个国际上还处于早期临床阶段,领跑的产品也仅处于Ⅰ期临床。外泌体是偏工程的技术,率先对行业的深耕将更早的建成技术壁垒,恩泽康泰很早就扎根在外泌体这个赛道,作为中国的本土创新企业,完全相信可能在该领域与国际上的企业齐头并进。
在外泌体领域新兴的阶段,作为该领域许多企业的“前辈”,孔关义先生表示,恩泽康泰希望能成为整个外泌体行业的“坚实的肩膀”,会以开放的态度对外展开合作。以工程化外泌体平台举例,该平台将以完成体的形式对外开放,以合作共赢的方式推动我国创新药领域的发展,进而希望有更多的企业能站在我们的“肩膀”上眺望到更远的方向。