剑桓生物:勇士创业记|江湖之张江
在张江药谷这块面积仅有3平方公里的产业园区,尽管后来者已经享受不到政策上的扶持,但成熟的产业环境依然吸引着许多归国创业者,周辰正是其中一员。
撰文|陈小娟
Xiaojuan.Chen@PharmaDJ.com
从张江药谷孵化器大楼出发前往周辰创立的剑桓生物科技有限公司,只需要沿着蔡伦路笔直往东走至伽利略路交汇处即可。伽利略路西侧是一排排大楼,周辰的创业梦正在其中一个角落扎根发芽。
走进剑桓公司首先映入眼帘的是墙上醒目的Logo:一枚导弹正在往上加速发射,形状看起来有点像抗体表达时的Y型。“Biomissile翻译成中文是生物导弹的意思,由于抗体可以精确地定点到它需要结合的位点,像极了生物导弹。于是我们团队便想用这个域名,很幸运的是它还没有被别人注册。”周辰言语间透露出欣喜。
人性化的15公分
周辰的办公室和实验室连在一起,乍一看与一般的实验室没有太大的区别,一排排的实验台干净整洁,上面整齐摆放着各种仪器。然而,对于外行人而言不仔细看很难发现它贯穿人文关怀理念的独特设计。
首先是实验台的高度为90公分,与常规的实验台相比高出15公分,实验台下方有60公分的区域不安装底柜。为何会有这样的设计?周辰告诉《研发客》记者:“一般的实验台比较低,适合坐着做实验,但有些实验要站着做,实验员长时间弯腰非常累,抬高15公分,结合可调高度的实验椅则很好地解决了这个问题,实验员可根据实验需要和个人习惯选择坐或站,坐着时实验台下也有合适的空间放置双腿,减轻长时间实验导致的疲劳。”
其次是实验台上的架子比普通的架子要高,底层的高度达到50公分,这样方便放置和使用台式离心机等很多小的仪器。另外,每个实验员的位置都配有一个小日光灯,可以充分照明。周辰坦言,这样的人性化设计是基于自己多年在国外不同实验室实际工作的经验体会,创业之后更能为员工之所想,尊重他们的劳动,关注他们的需要。
创业艰苦,投资方的资金也来之不易,如何充分利用有限的条件,合理使用经费是创业者必须要考虑的重要方面。在周辰及其团队成员多次讨论和精心设计之后,公司有限的场地内合理分布着办公区、细胞实验室、分子实验室、库房等功能区。有序容纳着科研和办公需要的各种仪器设备,如流式细胞仪、生物安全柜、PCR 仪、传真机打印机等一应俱全。
剑桓的两个核心技术平台,是周辰最为自信和自豪的:一个是噬菌体表面抗体展示平台,一个是哺乳动物细胞表面全长全人源抗体展示平台。透过洁净区的玻璃窗看去,员工们在观察细胞株、做记录、启动摇床,忙碌,专注。
然而,谁能想到,成立剑桓公司之前,周辰怀揣着开发哺乳动物细胞表面抗体展示技术平台的想法已经在创业的道路上跋涉了12年。“创业,对于我们这一代人而言是难得的机遇,毕竟再过几个月我就要满65周岁了。”周辰这样调侃自己。
为创业三次辞职
周辰1978年毕业于广州第一军医大学军医系,毕业后留校在基础部生化教研室任教,并在西安第四军医大学先后获得硕士和博士学位。在第一军医大学,受到学校的信任和培养,得到考取国家教育部出国留学的机会,于1987年赴美国南加州大学留学。从博士后到研究员,他以为自己会在学术的道路上继续发展。但事实并非如此,一个偶然的机会让周辰完成了从学术到企业的转变。
20世纪90年代中期的基因治疗大热。当时,圣地亚哥一家基因治疗公司获得了4900万美金的融资专门用于艾滋病基因治疗药物的开发,恰好与周辰在大学时做的研究方向一样。公司的一位创始人邀请周辰加入。周辰心想能够从学术转到企业也是一个新的尝试,便欣然接受这份新工作。“当时并没有想很多,进入公司一心想做好项目,而项目的进展也非常顺利,很快进入临床试验。”周辰说。
然而,艾滋病的市场很快被美籍华裔科学家何大一的鸡尾酒疗法抢先占领,投资方果断叫停了这个项目,公司也因此大量裁员。“这个经历给我非常明确的信号,那就是做企业和在大学做研究非常不一样,在大学只要能申请到经费,有课题能发文章就可以了。但做企业不但要效果好、有科学价值,还要考虑商业价值、市场前景。”周辰感慨道。
由此,周辰开始思考药物开发究竟应该选择什么领域。此时,抗体药逐渐成为大家讨论的热门话题,他非常感兴趣。就这样,周辰在2000年来到安进公司,并在2002年开始了与哺乳动物细胞展示技术的不解之缘。
彼时安进公司除了哺乳动物细胞展示技术外,一同开发和应用的还有传统杂交瘤、转基因小鼠、噬菌体展示、酵母展示技术等,每个平台技术各有其优缺点。随后,安进根据需要把重点放在转基因小鼠技术上,对哺乳动物表面抗体展示技术的研发也因没有显示出有多大实际应用价值而被叫停。而周辰从踏入安进就开始负责这个平台的搭建,比别人的体会要深刻得多,他坚信这个技术自身的价值和意义。
2004年7月,出国17年之后,周辰在家人的支持下从安进辞职,以副总经理的身份加入到上海张江高科技园区一家做抗体创新药的公司。经历过艾滋病基因治疗药物开发的例子,周辰对生物制药市场和风险的认识更为深刻。“公司已有一个抗血栓的抗体新药在开发,如果再加上哺乳动物细胞表面抗体展示平台便可以不断开发新药,提供服务创造营收,这样公司应可立于不败之地。”周辰说。
然而,该公司的发展目标非常明确,要全力以赴开发这个抗血栓新药,难以安排适当的人力物力和资金开展哺乳动物细胞表面抗体展示技术的研发。一年半以后,这个药的前期研究顺利完成,准备申请临床试验,周辰觉得自己能够做的事情已经完成。
生活总会有很多意外的“安排”。这时安进在旧金山购买了一家做小分子药的公司,要组建大分子协作团队,而负责组建团队的专家正是周辰当年在安进的上司。于是,在他的帮助下,周辰又回到了安进。
谈到安进和在安进工作时的领导,周辰在歉疚之余怀有十分感激,因为他们为自己提供了一个很好的学习平台。在安进公司,经常有生物企业来推销他们的技术或产品,这让周辰有机会获悉抗体制药领域将来的发展方向,了解他所钻研的哺乳动物细胞表面抗体展示平台的技术瓶颈、优势特点及其价值。正因为如此,周辰一直没有脱离这个领域,始终把握着这个领域的发展趋势。
机会又一次降临。经朋友介绍,有位老总对周辰的哺乳动物细胞表面抗体展示平台感兴趣并愿意投资。这个机会,周辰怎会放过?2007年底,他二度从安进辞职,再次信心满满回到国内。
签完相关合同,组建了公司管理团队和研发团队,连办公场地也租好了,可以说万事俱备。当时周辰的一位朋友提醒他,应该等到资金全部到位后再回国,而周辰本着契约精神准时到岗。然而,事情的发展并没有期待的那么顺利,除了少量启动资金,后续的资金迟迟不来,苦等数月,投资方违约了。
“人已经回来了,不能就这样空手回去,哺乳动物细胞表面抗体展示平台还等着继续开发。”2008年底,周辰以客座教授的身份回到母校南方医科大学,继续开展哺乳动物细胞表面抗体展示平台的研发,培养了多名硕士和博士,发表了十多篇有关哺乳动物细胞表面抗体展示平台的学术论文,平台项目“哺乳动物细胞表面抗体展示技术”也成为军科院沈倍奋院士领衔的国家12.5重大专项《原创性抗体新药筛选技术平台》的子课题。
2011年,周辰的一位朋友在杭州开了一家抗体制药公司,并以百万年薪聘请他担任副总经理。到岗不到半年,前述违约的投资方又与周辰联系,希望继续投资周辰的平台项目。在得到朋友、公司董事会和管理团队的理解和支持后,周辰第三次辞职,准备再次创业并继续建设哺乳动物细胞表面抗体展示平台。事与愿违,这次也是在找到场地并招好副总后遭遇资金链断裂,投资方又一次违约。
抱着对项目的信心,周辰在期待中继续寻找机会。2015年3月,周辰对项目的信心和坚持终于得到了回报——他获得了2000万元的天使投资,在安徽太和现代医药产业集聚基地注册成立了安徽博奥明赛生物科技有限公司,并在上海张江成立了博奥明赛公司的全资子公司——上海剑桓生物科技有限公司(Biomissile Biotech Co.,Ltd.)。
剑桓团队
周辰执着了十几年的哺乳动物细胞表面抗体展示技术究竟有何独到之处,让一个原本可以在大公司安稳度过下半辈子的他放弃优越岗位和待遇,离开远在美国的妻儿回国创业?剑桓公司的哺乳动物细胞表面抗体展示技术与噬菌体展示技术又有什么样的优势?
为了帮助我们解开这些疑惑,周辰很快从创业者切换到教授的角色并给我们上了一堂课。为此,他还特意将采访换到隔壁一个带有白板的办公室,方便现场演示。
噬菌体展示:从千亿级富集到千级
开发抗体药,除了抗体免疫原性之外还需要考虑的最重要的一点,就是筛选出的抗体要能够特异性地与抗原的特定位点结合,具有中和活性。尽管杂交瘤技术可以获得全长抗体,且来源于哺乳动物细胞而非细菌,但其筛选通量受限,很多时候并不是每个抗原都能用杂交瘤的方法找到相应的抗体,且筛查的过程也比较繁复。
噬菌体展示在这方面的优势则很明显,容量越大的展示库越有可能找到优质的抗体,且能够在一两个月内从上千个亿富集到几千个,这个速度是目前为止其它技术不能比拟的。
“在抗原上标记一个特定的分子,比如生物素,然后将抗原和噬菌体展示库混合,如果展示库中有哪个噬菌体表面的抗体能够与抗原结合,就会形成‘噬菌体-单链抗体-抗原-生物素’结合体。一个带有能与生物素结合的亲和素的磁珠就可以与‘噬菌体-单链抗体-抗原-生物素’结合体形成新的‘噬菌体-单链抗体-抗原-生物素-亲和素-磁珠’结合体。用一个带有磁场的特殊装置作为筛子进行筛选,就可以将这个新的结合体分离出来,这样就可以从多样性达到上千亿的噬菌体展示库中筛选到特异性结合抗原的抗体。”周辰一边给我们介绍一边在白板上演示。
经过20 多年的研发,噬菌体展示技术已发展得非常成熟并得到广泛应用。应用该技术已筛选到许多具有不同应用价值的抗体,有的最终开发成为抗体新药,比如阿达木单抗等。剑桓公司构建的噬菌体展示库多样性达到1500亿以上,是目前国际上已知文献报道库容量最大的噬菌体展示库。
据周辰介绍,这个展示库的构建过程比较复杂,需要从不同的供体收集大量的淋巴细胞,提取RNA,并将抗体基因克隆出来,转到噬菌体基因组的特定位点,再做成噬菌体库。
“这个过程即便是技术发展的今天,也要好几个人花数月时间才能建成,花费的成本更是动辄上百万以上。”周辰说。
哺乳动物细胞展示:从千位数缩小到十位数
噬菌体展示技术的最大优势是能够快速富集能与特异性抗原结合的抗体片段,但这个技术的局限性也非常明显。
首先,噬菌体展示技术筛选出来的是抗体片段,一般要转成全长抗体后才能进一步开发,而转换后的抗体在哺乳动物细胞中表达与否、表达强度、是否仍有抗原结合能力等也未可知。另外,噬菌体展示利用的是半定量的ELISA技术筛选,在抗体的表达能力、亲和力和功能方面还需进一步优化。抗体的这些转换、优化过程耗时费力,因此后续开发的成本很高、难度大,成功率低。
尽管人源化小鼠技术可以在很大程度上解决这些问题,但受技术门槛、专利等种种限制,目前拥有这个技术的公司屈指可数。正是基于这样的市场空缺,周辰坚信哺乳动物细胞表面抗体展示技术的开发价值,并将其作为剑桓公司的另一个重点开发技术。
假设从噬菌体展示库筛选到1000个备选抗体,利用哺乳动物细胞表面抗体展示技术可以再次富集到几十个、十几个或者几个抗体。将1000个重链和轻链基因片段用一个PCR反应克隆出来,通过公司的4片段连接技术插入到全长抗体表达载体,得到100万(1000*1000)种固定配对的全长抗体基因库,再将抗体基因库转到细胞中进而表达100万种可能的抗体。
剑桓公司的哺乳动物细胞表面抗体展示系统,每个细胞的基因组中只有一个抗体表达载体整合位点,建成稳定细胞库后,一个细胞只表达一种抗体。用PE标记的抗人的轻链的抗体(PE-LC)和FITC标记的抗原(FITC-抗原)双标记细胞库,如果构建的细胞库中哪个细胞表面表达的抗体能与特定的抗原结合,用流式细胞仪的单细胞分选功能就可以检测分选出同时具有两种荧光标记的细胞,它们既能表达人源抗体,这个抗体还能特异性地与抗原结合。
周辰说:“最后筛选出双阳性的细胞的比例从0.01%到3%都有可能。由于PE荧光信号的强度与抗体表达量呈正相关,而FITC荧光信号与抗体亲和力成正比,这样就能定量、准确的分选出表达量高、亲和力强的抗体,那些在哺乳动物细胞中不能表达,表达量低,丧失亲和力或者亲和力低的抗体在这个过程中都一次性地被筛选掉了。”
目前,也有一些学术机构和企业在开发哺乳动物细胞表面抗体展示技术,有的表达全长抗体,有的仅表达抗体片段如噬菌体展示的单链抗体,有的每一个细胞并非只表达一种抗体,而有的所用的是病毒系统。“在国内,能够在哺乳动物细胞表面表达全长、全人源抗体,且每个细胞只表达一种抗体的技术只有我们公司有。”周辰自豪地告诉记者。
将哺乳动物细胞表面抗体展示技术与噬菌体展示技术结合用于抗体的早期筛选,是周辰一直有的想法,是剑桓独有的技术,其价值也得到市场认可,项目推向市场短短数月,已接到数百万元的订单。目前,利用两个平台为客户提供抗体筛选服务已成为公司主要收入来源。然而,剑桓的目标则是做真正原创全新的抗体药,目前公司已有两个项目推进到动物实验,一个是广谱抗肿瘤的全人抗体,另一个是可治疗艾滋病的双特异性生物大分子。
“以现有核心平台为基础,加上两个正在推进的项目,集中主要力量尽可能把我们的特长、优势发挥到最大,这样既可以提供服务,又可以自主研发。我相信剑桓在未来较长时间内都会保持较大的竞争优势。”这位执着得让人敬佩的创业者如是说。经历了风风雨雨,领略了个中甘苦,周辰及其创业团队前进的脚步似乎更加坚定。
责编 | 姚嘉
Yao.jia@PharmaDJ.com
特别感谢
上海张江生物医药基地开发有限公司 (张江药谷)
刘冀、毛晓芸等在采访期间协助
陈小娟
Xiaojuan.Chen@PharmaDJ.com
研发客 记者
江湖之张江 精彩回顾
点击“阅读原文”订阅 研发客 期刊