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线上沙龙 | 回顾:如何让抗体治疗癌症变的更有效

2016-09-30 易企说17Talk
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9月27日周二晚8点18分,【易企说】线上沙龙,邀请上海新理念生物科技有限公司首席科学官韩念和博士,分享《定点偶联技术助力ADC研发》。讲解ADC技术的新进展。


回顾


抗体偶联药物(ADC)已经有三十多年的研发历史,但直到目前只有两个药物通过了美国FDA的批准,目前仍在临床应用,分别是美国西雅图遗传学公司治疗霍杰金淋巴瘤和全身间变性淋巴瘤的Adcetris,以及罗氏旗下、ImmunoGen研发的乳腺癌抗癌药Kadcyla。

获批的两款ADC药物


这两个药物的成功告诉我们,ADC可以把一个有毒性的小分子药物选择性地转移到癌细胞中。过去, 有些小分子毒性药物本身是不可以做临床用药的,比如MME、DM1,当年都只用小分子药物进行临床试验,但因为毒性太大而失败。如今,可以通过小分子药物联合抗体变成有效的治疗癌症的药物


但早期的ADC药物是不均一的,导致了产品复杂的药理学、不易调控的药物动力学及药物药效学等问题。现在为了把ADC做得更好,大家多集中在定点偶联技术,就是选择性地把小分子连接在抗体上,优势就是可以把产品做得很均一


以新理念的定点偶联技术为例,左边是抗体IgG1的结构,总共有4个链链之间的二硫键,左边、右边各一个轻链重链之间的二硫键,中间有两个重链重链之间的二硫键,可以将这4个链之间的二硫键选择性地还原。而Linker方面,首先是一个Linker头叫T(TridentateLinker)和一个Linker相连形成一个T-L,这就是一个完全的Linker。再和Drug相连形成T-LD,这三部分就相当于组成了Drug和Linker的复合体,它们可以连接到被还原的抗体上。然后把T-LD溶液和还原后的抗体溶液混合在一起,就可以有选择性地把小分子偶联到抗体上

 

上海新理念生物科技有限公司的ADC技术


这样的好处在于

1、不需要做抗体工程,大家知道抗体工程很麻烦,并且每一次做抗体工程之后抗体的性质就变了。所以新理念偶联技术不需要做抗体工程,直接从IgG1开始就可以

2、 偶联速度非常快,产品纯度高,反应只需要半个小时,产物比较纯,一般情况下可以达到95%以上,所以只要做一下透析,几乎就可以作为产品。并且主要产物的DAR值是4,得到的是已知结构的ADC产品,而不是一个混合物


上图是两种ADC技术的比较,左边是Seattle Genetic的linker,是用单马来酰亚胺连接子产生的ADC的HIC图,图中的五个高峰的DAR值分别是0,2、4、6、8,是一个混合物。同时相同的DAR值,也是由不同的结构组成的。所以它是一个很多不同结构,不同DAR值的混合物。右边这几个是新理念ADC技术产生的ADC产物分析图,从L1到L6是不同的linker,可以看出来DAR值是4的主要产物占据了所有产物的80%以上,最好情况下达到95%左右,其结构也是一个固定结构。。

 


由上图看出,包括利用herceptin生物类似物GB221对Linker进行检验,针对5个不同的抗体,可以看出主峰还是单一的,主要产品的DAR值是4。
体外检测

利用该Linker,可以做出稳定性更好、成分更单一,可以治疗乳腺癌的ADC药物。新理念的研究人员从实验室中利用不同的Linker,不同的药物筛选出三个样品(ADC1,ADC2,ADC3),同时使用TDM-1的生物类似物ADC4, 和Herceptin的纯抗体生物类似物GB221作为参照物。结合特殊的ECD部分,得出这四个ADC和ECD结合的能力是类似的,但是都比抗体稍微小一点


在使用Biacore测量ADC样品和纯抗体对Her2ECD结合的on和off的速率和平衡常数时,得出4个ADC和纯抗体on和off的速率以及平衡常数几乎是一样的 

当测试样品对抑制不同乳腺癌细胞生长的活性时,选择Her-2高表达的KPL-4,JIMT-1,SK-BR-3三个细胞系。发现GB221作为Herceptin的生物类似物在KPL-4,JIMT-1这两个细胞系上是没有活性的,原因是这两个细胞系是Herceptin不敏感,但是在SK-BR-3上是有活性的。四个ADC样品在三种细胞系上都有活性。ADC1, ADC2和ADC-3比用作参照物的TDM-1生物类似物ADC4的活性要好



药物活性测试经过一系列的测试,都表明偶联不影响ADC和细胞膜外部分的抗原的结合。增强了他们抑制细胞生长的活性
体内测试
研究人员通过对药物动力学和毒理的检测,发现ADC1、2、3的抗体浓度和与ADC浓度非常接近,也就说明该样品在血液中是稳定的,小分子药物不会从ADC上脱落。不会随着时间的变化导致有效性降低,毒性增大。同时得到了四种ADC样品在大鼠体内的毒理数据
药物动力学测试 
毒理测试


在大鼠身上的试验显示,注射1.5毫克每公斤,5毫克每公斤和15毫克每公斤三个不同的剂量,注射ADC1和ADC3后肿瘤在缩小,而ADC2和ADC4同样可以抑制肿瘤的生长,并且ADC2的活性高于ADC4。解刨也发现注射ADC1的24只小鼠上的肿瘤都全部消失,其余样本肿瘤也在缩小,所有的ADC样品都比作为参照的Herceptin 的生物类似物有更好的抗肿瘤效果

 

大鼠身上的独立测试


通过以上一系列的试验表明定点偶联技术产品更均一,它的毒性更小,活性更高,质量监控更容易。产品从生产到分析,要比早期的ADC容易很多


根据以上新理念的ADC技术产生的ADC产品比较均一,所以质量更容易监控,毒性更容易调控,因为已经知道结构是什么。如果这个结构不能满足需求,可以换另外一个结构,这是定点偶联技术的优势。如果是一个有很多不同结构组成的混合物,它的药理和毒性非常复杂,根本不知道哪一部分会引起毒性,所以无法设计有效的ADC产品。而一个均一的ADC产品,有一个固定的结构,可以通过改变结构来调试药力,最终达到预想的生物活性,满足需求。用这样的技术,开发的产品成药性更强,更有利于开发下一代ADC产品
Q&A


Q:反应产物中是否有部分未反应的游离巯基?

韩念和博士(以下称呼韩博):比较少,几乎检测不到,因为我们的小分子是过量的,也就是认为它几乎没有不反应的巯基



韩念和博士


Q:您能否答疑一下您公司的ADC相对于西雅图公司的ADC除了稳定性更好的优点外是否还有其他优点?您的偶联方式相对于西雅图的来说是否更方便?偶联过程是否更好控制?如何能最大限度的使连接子将抗体间的二硫键完整连接起来,而不是部分连接呢?

韩博:我们的产品技术相比西雅图老一代的技术,产品更均一,更有稳定性。我们也做过这方面的研究。偶联方式就像刚才提到的,30分钟就可以完成了,所以连接起来非常方便。而它的二硫键,通过我们的技术应该说接近百分之百做反应,没有不反应的二硫键


Q:您直接用自己偶联的生物类似物来进行比较是否合理?

韩博:我们也试过去购买标准的Kadcyla,但没有买到,而我们做出来的和文献上的数据几乎一样。当然,如果能够买到kadcyla作对比的话,会更好一些


Q:定点偶联技术和常规偶联在实验操作上有什么大的区别和需要注意的地方?

韩博:其实定点偶联技术和常规偶联做反应的时候差别不大,都是将两个溶液倒在一起。定点偶联是通过反应机理知道应得到定点偶联产物,其他的反应操作没有本质区别


Q:国内是否具备大规模生产ADC的条件呢?

博:ADC是由抗体和高活性小分子偶联在一起,所以我认为只要具有高活性小分子药物的生产条件和抗体的CMO生产条件就具备了ADC生产条件,因为这两个条件可以很容易地综合在一起,建立一个ADC的生产车间


Q:请问您对Linker在大鼠,或者是小鼠体内代谢是否有研究?

韩博:这个我们没有具体的数据。但是从已知的实验来看,不应该有特别本质的区别,因为我们的产品在两个情况下都很稳定。至于说有什么微小的区别,这个不是很清楚


Q:贵公司开发的是MMAE相关的ADC,而对比ADC药物是DM1,这样比较是否有意义?

韩博:我们主要是比较Linker部分,因为我们为了选择性地传送到癌细胞里,需要有一定的稳定性,如果能够通过变换药物,把ADC变得更稳定,当然也是很好的途径。我们做ADC的最终目的是得到好的抗癌药物,用同样的药物去做,当然从比较上来说会更好。如果从开发药物的角度来讲,变换药物能得到毒性更低,活性更好的ADC,当然是可行的


Q:请问你们有没有动力学数据。此外,虽然是双锁,但毕竟还是可逆过程。小分子的leak数据有吗?

韩博:我们有这方面的小分子数据。这个可逆过程是有的,但是很小。在某一定时间内,单马来酰亚胺连接子差不多有1%到3%的可逆。如果是双连接子,同时发生的可能性要小很多。会是3%乘以3%,就变成了万分之九,所以双马来酰亚胺稳定性要大很多很多


Q:请问cleavable 和 noncleavable linker哪种更好?韩博:cleavable 和 noncleavable linker基于药物的作用机理。MMAE需要用cleavable,这样MMAE才可以结合到细胞微管里的结合位点。MMF可以noncleavable的,不影响它和细胞微管的结合,所以这是根据每一个药物的要求来设计cleavable 和 noncleavable,如果可以用noncleavable更好,这样在血液中的稳定性更好。 Q:是否有关注到马来酰亚胺的开环现象呢?韩博:我们也注意到这个现象,根据我们公司质谱方面专家的检测,随着温度提高,PH度升高,还有时间的延长,都可以看到马来酰亚胺的开环。单马来酰亚胺,在37度的环境下,一星期之后,开环可以达到3%到5%。

我们很少看到双马来酰亚胺有分子脱落现象。因为开环有两种可能,一是断裂,一种是分子还在抗体上。我们的分子可以看到还在抗体上,因为有一个掉下来了,另外一个还在抗体上,这样可以使得双马来酰亚胺的稳定性要高很多。



发言中的韩博

 Q:如果两个ADC连在一起形成dimer,是否意味着癌细胞一次吞进了两倍的药物,这样是否可能提高药效,安全性上是不是更有挑战?韩博:这个问题呢,ADC连在一起,这种情况下可能很多性质会变的不可预测,我们没有具体研究过。不过可以想象的是两个ADC连在一起,分子量大很多,他的物化性质、药化性质等跟单个分子不一样。 Q:想请教一下在HIC主峰周围的小峰是什么形式的东西?韩博:周围的小峰呢,前面的小峰上三个,后面的小峰上五个。因为我们的Linker在两个马来酰亚胺之间的距离,看我们专利的话,Linker之间的距离还是有的。如果我最优化双马来酰亚胺的LINK可以打到非常高DAR等于4的成分。但是某些情况下前面小峰,后面小峰,也有DAR等于3,等于5的,占的比例很小。 Q:就是从您个人来讲,从外企到回国,您最大的感受和体验可以跟大家分享一下吗?韩博:因为这是完全不同的环境,在美国大公司里做研究一般都做一个项目,最多做两个,这样的话可以非常可以集中精力钻研一个项目。我在刚参加工作时,一开始是做一个项目,跟着有经验的人去学,在这个过程中可以更仔细、更深入地介入一个项目的每一步,从基础做起。随着在公司的经验增长,你的责任也越来越大,可能担任一个项目的领导,主导一个项目,或者是在项目当中负责攻克每一个问题。但是因为在大公司,负责一个项目。你管的人比较多,领导的项目也比较多。如果你是CRO,一边要跟客户交流,同时下面要管很多项目。所以责任会更大一点。可能没有那么多时间去关注具体的问题、具体的细节。到了新理念之后,我负责公司的产品研发,我们公司做ADC哪方面可以突破,怎么可以做出更好的ADC来,我们公司将来几年的发展,考虑问题需要考虑到公司的技术突破,产品开发,还有将来公司的远大目标,整个公司都需要考虑到。 Q:您回国以后也见证了国内抗体药物的发展,您对这个行业,国内发展最大的感受是什么?您认为之后国内抗体药物市场的走向是怎么样的?韩博:回国这8年,我感到最大的变化就是中国的药物事业发展突飞猛进。特别是最近四五年,生物制药小公司如雨后春笋,从抗体小分子药物做到很多比较好的突破性工作。从生物类似药,研发,在抗体方面,小分子方面,中国这几年进步非常大。还有国家的CFDA的章程的制订修改非常接近国际标准,更有利于新药研发,我认为中国在五到十年,在新药研发上有很大的突破,从政策到质量,再到创新药物的出现。
Q:目前ADC比较常见的靶点中,未来有哪些靶点是您比较看好的呢?韩博:可这是一个非常难回答的问题,因为做药物嘛,靶点都是根据你公司承受的风险,根据你公司的产品线,你决定做哪一个领域来决定的。当然,风险比较高的领域,比如是第一个做该靶点,做成后长回报会比较高,,但如果公司承量比较小,就选择风险小,成长比较小。所以从ADC来说,现在成功了两个药物,你跟这两个靶点去做,应该成功性更高。但是还有另外一个技术风险,就是要做出比之前更好的产品。 Q:目前ADC比较常见的靶点中,未来有哪些靶点是您比较看好的呢?韩博:可这是一个非常难回答的问题,因为做药物嘛,靶点都是根据你公司能承受的风险,根据你公司的产品线,你决定做哪一个领域来决定的。当然,风险比较高的领域,比如你是第一个做该靶点的,做成后长期回报会比较高。但如果公司能承担的风险比较小,就选择风险小,成功率比较大的项目。所以从做ADC来说,现在成功了两个药物,你跟着这两个靶点去做, 应该成功率更高。但是这样做,还有另外一个技术风险,就是要做出比之前更好的产品

 


为易企说写祝福的韩博


Q:新理念在未来的发展过程当中,有哪些规划?目前的项目进展可以大致介绍一下吗韩博:我们公司成立后开始做ADC的时候,就在这个领域里做了一系列的状况研究,当时我们认为突破点就是定点偶联技术。可以提高产品的均一性,可以提高产品质量的监控,更重要的是提高生物活性和稳定性。我们有了突破之后,又开发了我们的ADC产品线,现在我们有两个全新的产品,是具有完全自主知识产权,包括新的抗体,新的linker,也有可能是全新的小分子药物,我们现在正在筛选。如今这两抗体正在做人源化,应该在今年10月份就可以做出来了

做一个ADC药物实际上在做两个药物,首先做出一个抗体来,几乎满足一个抗体药物所有的性质。然后再把小分子药物连接上去,筛选出更好的ADC产品来


Q:我们今天在直播沙龙群中有很多是资本的各种投资的公司,新理念在资本上的规划,想听听韩博你们在这方面的想法。

韩博:做新药研究,就希望有投资商关注我们。早期我们有投资商注入资金,到目前投资方非常满意我们的工作。我们有很大的突破,抗体正在做人源化。到目前为止我们认为我们的定点偶联技术是最简单,最有效,产生的产品性能更好,成药性更强。我们第一个产品在临床前的结果已经证明,要比Kadcyla生物类似物的毒性更小,成药性好很多。

我们现在已经有三个项目,今年年底又要开发两到三个项目。所以明年产品线可能增加到7到8个。早期研发需要一部分资金,一旦进入临床试验,我们就需要大量的资金,那时就会募集资金,希望金融界的朋友给予更多的支持。

下期预告:

10月12日周三晚8:18分,上海岸迈生物科技有限公司总裁吴辰冰博士做客【易企说】线上沙龙,分享《听EpimAb创始人说,创业经验与平台合作》讲解有关生物医药领域创业的哪些事。


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