2017年12月14日,三葉草生物制藥宣布獲得由四川天和生物醫(yī)藥產業(yè)創(chuàng)業(yè)投資基金領投的6280萬人民幣的A輪融資,用于推進大分子生物藥的開發(fā)。預計在2018年,公司將有兩個產品進入人體臨床試驗。小編將從三葉草生物的核心技術和研發(fā)管線著手,對三葉草生物進行解讀。
三葉草生物概況
三葉草生物由董事長梁朋博士2007年在成都創(chuàng)辦,致力于創(chuàng)新藥及高端生物類似藥的研發(fā)和產業(yè)化。梁朋博士本科畢業(yè)于北京大學生物系,80年代經中美交換計劃CUSBEA赴美留學,是CUSBEA第二屆的學生。在哈佛大學做博士后期間,梁朋博士發(fā)明了“基因差異顯示技術”,并以此創(chuàng)辦了GenHunter公司。之后,基于自己開發(fā)的蛋白質三聚體技術,梁朋博士2007年回成都創(chuàng)辦了四川三葉草生物制藥公司。目前,除了擔任三葉草生物的董事長之外,梁朋博士還是四川大學生命科學學院的教授。
三葉草生物制藥公司規(guī)模雖然不大,但獲得了國家十二五重大新藥創(chuàng)制科技重大專項及國家863計劃重點支持。管理團隊的陣容也堪稱豪華,共有五名中組部國家“千人計劃”入選者,除了梁朋博士本人之外,還有北京生命科學研究所所長及百濟神州董事長王曉東博士和天津杰科生物醫(yī)藥研限公司總裁朱建偉博士,以及兩名科學顧問張勁游博士和羅順博士。除了一流的科研團隊,三葉草還擁有創(chuàng)新生物制藥研發(fā)平臺Trimer-Tag© ,和符合cGMP要求的生產車間。包括本輪融資,三葉草在2017年累計獲得了8430萬元人民幣的投資,相信可以加速公司手中大分子生物制藥產品,包括即將進入人體臨床試驗的兩個產品的研發(fā)和推進。
核心技術 Trimer-Tag©
三葉草生物的核心技術在于其Trimer-Tag© (蛋白質三聚體化)平臺。許多重要疾病的治療靶點及其相關信號通路的激活依賴于配體的三聚體化,如腫瘤壞死因子超家族(TNF gene superfamily)以及負責進入宿主細胞的包膜RNA病毒抗原等。三葉草生物主要通過其核心的Trimer-Tag© 技術,將目的蛋白與分泌性全人膠原蛋白C端前肽(C-prodomain peptide)標簽融合,通過該標簽形成天然的二硫鍵共價交聯(lián)的同源三聚體蛋白,用以靶向那些天然需要三聚體配體來激活的疾病靶點。
與傳統(tǒng)的單克隆抗體藥物或重組蛋白藥物相比,Trimer-Tag© 技術下的三聚體融合蛋白有以下幾點優(yōu)勢:
1. 天然共價交聯(lián)的三聚體結構更利于激活需要三聚體配體-受體結合的靶點。與之相比,單克隆抗體/Fc-融合蛋白為非天然的二聚體結構,并不能有效地激活需要三聚體的信號通路,這也許是為什么之前許多TRAIL相關的抗體藥物在臨床測試中并沒有良好表現的原因之一。此外,一些天然人重組三聚體蛋白由于是非共價交聯(lián)的結構,本身結構不穩(wěn)定,也無法有效地激活下游信號通路。相比之下,Trimer-Tag© 構建的天然共價交聯(lián)的三聚體融合蛋白更能穩(wěn)定有效地激活目標靶點。
2. 全人的蛋白氨基酸序列,**或免疫原的可能性較低。Trimer-Tag© 使用的標簽為能夠自身以二硫鍵共價穩(wěn)固三聚化的膠原蛋白原C端前肽,主要來源于原纖型膠原蛋中的pro.α.1(I)、pro.α.2(I)、pro.α.1(II)、pro.α.1(III)、pro.α.1(V)、pro.α.2(V)、pro.α.1(XI)、pro.α.2(XI)和 pro.α.3(XI)。膠原蛋白是哺乳動物體內最豐富的蛋白質,其中膠原蛋白的三聚C端前肽在血液中天然為亞微克/毫升水平,并且未知對身體有**。因此,使用膠原蛋白原C端前肽作為標簽的三聚體融合蛋白可能的人體**或免疫原性較低,而不像此前使用非人源性亮氨酸拉鏈(leucine zipper)標簽或His標簽的三聚體蛋白一樣有較強的肝**。
3. 保留可變區(qū)目的蛋白天然的氨基酸順序和功能。由于三聚體化是由通用的膠原蛋白C端前肽實現,因此不需要改變可變區(qū)蛋白的氨基酸序列,此外可變區(qū)的蛋白質與膠原C-前肽間的距離可以通過膠原的線性三股螺旋區(qū)來精確調節(jié),以實現其生物活性。這為Trimer-Tag© 的靈活應用提供了可能性。
4. 藥物動力學優(yōu)化,通過修飾膠原蛋白C端前肽標簽,延長融合蛋白的半衰期。之前天然人重組三聚體蛋白被發(fā)現在哺乳動物中半衰期非常短,有可能是因為其分子量小且非共價交聯(lián)的結構不穩(wěn)定導致了被腎濾過清除。Trimer-Tag© 中使用的標簽一方面增大了融合蛋白的分子量,另一方面通過共價交聯(lián)提高了蛋白的穩(wěn)定性,有助于其半衰期的延長。此外,在一些情況下,膠原蛋白C端前肽標簽上的BMP-1蛋白酶識別序列發(fā)生了突變或缺失,進一步有助于融合蛋白在體內穩(wěn)定性的提高。
目前,Trimer-Tag© 已有全球專利保護(美國、歐洲、日本、中國),三葉草生物從梁朋博士在美國創(chuàng)辦的GenHunter公司獲得了用Trimer-Tag© 進行藥物研發(fā)的獨家授權。
從三葉草生物制藥的研發(fā)管線布局可以看到,三葉草生物應用Trimer-Tag© 技術,重點發(fā)展領域為腫瘤治療和自身免疫性疾病,此外,在重組**這一領域也在進行前期研發(fā)和尋求合作機會。
腫瘤治療
目前,三葉草生物制藥臨床研究進展最快的是重組人腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(TRAIL)三聚體融合蛋白(SCB-313),預計在2018年初在澳洲進入I期臨床試驗,并計劃在2018年上半年完成國內臨床申報。
TRAIL, 也被稱為Apo2L,可以通過結合受體DR4或DR5(也被稱為TRAIL-R1及TRAIL-R2)而誘導受體三聚體化并特異性地誘導腫瘤細胞凋亡。
△源自H. Belkahla et al. Nanoscale, 2017,9,5755
由于其特異性殺傷腫瘤細胞的特性,TRAIL的受體DR4和DR5很早就被視為有潛力抗癌藥物靶點并被寄予厚望。然而,此前不管是針對DR4的單克隆抗體藥物Mapatumumab (HGS-ETR1),還是針對DR5的單克隆抗體藥物Conatumumab (AMG-655),Lexatumumab (HGS-ETR2),Tigatuzumab (CS-1008),Drozitumab (PRO95780/ apomap) 及LBY-135,都因為沒有明顯的抗腫瘤效果而紛紛止步于I期或II期臨床試驗。由于DR4及DR5的激活需要受體的三聚體化,因此這些二聚體化的抗體藥物沒有明顯的臨床效果也在意料之中。然而,Amgen的可溶性重組人腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體藥物Dulanermin (AMG-951/rhApo2L)盡管擁有天然的TRAIL三聚體結構,也沒有在臨床試驗中有很好的表現。這可能是因為Dulanermin的分子量太小以及非共價交聯(lián)的結構不穩(wěn)定,導致其在人體內半衰期太短而對腫瘤沒有療效。雖然可以通過人為地給TRAIL添加標簽,如亮氨酸拉鏈標簽(izTRAIL)及N端His標簽(SuperKillerTRAIL)來穩(wěn)定TRAIL并延長其半衰期,然而融合了這些非人源性的標簽的TRAIL都展現了較強的肝**,不適于進一步人體試驗。
三葉草生物的SCB-313應用Trimer-Tag© 技術將人源TRAIL與人源膠原蛋白α1(I)C端前肽融合形成了由二硫鍵共價交聯(lián)的分泌性三聚體蛋白,并在中華倉鼠卵巢細胞(CHO)中高表達產生。與二聚體TRAIL-Fc相比,SCB-313,也就是TRAIL-Trimer的體外生物活性和結合受體能力提高了4個數量級。另一方面,雖然TRAIL-Trimer與天然三聚體TRAIL相比體外生物活性相當,但得益于Trimer-Tag© 的作用,其在老鼠體內的半衰期是天然三聚體TRAIL的三倍,并在裸鼠移植瘤模型中體現了更好的腫瘤殺傷力。安全性方面,TRAIL-Trimer和天然三聚體TRAIL一樣表現出了低**,在人源肝細胞、裸鼠以及獼猴體內都沒有表現出肝**。
總而言之,SCB-313作為世界首例人源膠原蛋白重組三聚體化TRAIL靶向藥物,通過Trimer-Tag© 技術,既兼顧了天然TRAIL的低**,又克服了其不穩(wěn)定半衰期短的問題,與此同時,TRAIL-Trimer比之前二聚體結構的TRAIL抗體生物活性既受體結合能力高出4個數量級,臨床效果值得期待。當然,基于此前對TRAIL信號通路的研究,有許多種情況可能阻斷TRAIL誘導的腫瘤細胞凋亡,如腫瘤細胞過表達TRAIL-R3/R4、cFLIP、IAP、Bcl-2,或者缺失Bax及Bak等。因此TRAIL臨床上的有效性也要依賴于進一步對TRAIL適用型腫瘤生物標記的研究。
除了TRAIL-Trimer,三葉草制藥在研的三聚體藥物還有靶向4-1BB的SCB-333(4-1BBL-Trimer)和靶向OX40的SCB-340(OX40L-Trimer)。這兩種藥物都是通過刺激T細胞活化和增殖來達到殺傷腫瘤的作用。這兩種藥物都是應用Trimer-Tag© 技術來構建的三聚體融合蛋白,目前還在較為早期的研發(fā)階段。
自身免疫性疾病
除創(chuàng)新型藥物外,三葉草生物研發(fā)管線中另一個重要領域是生物類似藥的研發(fā)。其中,用于治療類風濕性關節(jié)炎和其他自身免疫性疾病的Enbrela(依那西普)生物類似藥SCB-808預充填小容量注射液已經獲得CFDA的臨床批件,預計在2018年中期進入中國I期臨床試驗。依那西普是類風濕性關節(jié)炎和其他自身免疫性疾病患者的一線靶向用藥之一,2016年的全球銷售額超過600億人民幣。中國市場上的依那西普生物類似藥都是凍干粉制劑型,需要在醫(yī)務人員的協(xié)助下用注射用水進行溶解后才能注射使用。SCB-808作為中國首例水針劑型依那西普注射液,一方面價格可能僅為原研藥的1/5,另一方面有可能讓患者或家屬在家自行注射使用,使用更為方便。
此外,三葉草生物也在進行針對化療引起的血小板減少癥(CIT)、特發(fā)性血小板減少性紫癜(ITP),以及老年黃斑變性(wAMD)進行生物類似藥的早期研發(fā),具體的產品信息尚未公開。
重組**
從三葉草研發(fā)管線布局看,三葉草生物也想利用Trimer-Tag© 技術開發(fā)針對有三聚體抗原的病毒的**,主要包括艾滋?。℉IV-1),呼吸道合胞病(RSV)和流感。到目前為止,已有一些初步的理論或數據表明三聚體抗原**可能更有效地刺激抗體的產生。三葉草生物正在尋找潛在的合作者共同開發(fā)三聚體**項目。
總結
三葉草生物是為數不多的擁有核心技術(Trimer-Tag© )創(chuàng)新生物藥研發(fā)平臺及自身cGMP生產能力的生物制藥公司之一。其三聚體技術開發(fā)的腫瘤靶點藥物與傳統(tǒng)的抗體藥物和重組蛋白靶點藥物相比,理論上有更好的效果,目前即將在澳洲進入I期臨床試驗。如果此次臨床獲得較好的結果,可以想象三葉草制藥作為一家走在三聚體靶點藥物開發(fā)最前沿的創(chuàng)新型公司,將吸引更多投資者的目光。
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