作为免疫疗法的主力军,治疗性抗体(therapeutic antibody)已经成为一个十分热门的研究对象。然而,在生产工艺上,治疗性抗体仍然存在一定问题:拥有相同的蛋白结构的抗体(Y型中心结构),通常会自然地在附属糖基(sugar groups)上产生差异。而这些差异会增强或抑制免疫反应的激活,让抗体的实际活性产生差异。近日,来自马里兰大学和洛克菲勒大学的研究人员们开发出一种新的流程,可以利用工程技术对抗体进行加工,让它们的糖基完全一致-这可以实现抗体活性的标准化。
当抗体被制造出来后,它们并不是完全相同的。两个靶向相同目标的抗体,由于糖基上的细微差别,可能导致它们触发免疫反应的能力大不相同。
这个联合研究小组曾在若干年前就开发出了能够修饰抗体附属糖基的技术-这为科学家们开发抗体药物开辟了新的道路。现在,他们又将自己的研究成果向前推进了一大步:能够识别出抑制或增强抗体活性的特定糖基。他们的新成果于今年3月13日发表在《PNAS》上-这项研究向开发更高效的抗体药物迈出了及其重要一步。
一种抗体能否将“刺杀”的信号传递给免疫系统,取决于附属到抗体蛋白上的糖链构成。对于自然状态下的抗体来说,这些糖链拥有很强的多样性。即使对于现行的抗体药物来说,一剂药物中仍然可能包含多种抗体的变体,它们被称为“glycoforms”,主要由糖基来区别。
传统的方法试图去对这些glycoforms进行分类,并挑选出最高效的类型。然而,这些方法不仅十分昂贵,耗时多,而且不能保证100%有效。现在,这种新的方法能够让科学家制造出完全相同的glycoforms,并对这些glycoforms进行独立的检测,从而辨别出哪些变体能够抑制或者增强免疫反应。
“我们的首个突破是开发出了能够生产同源性glycoforms的技术,”项目领导者,来自马里兰大学的Lai-Xi Wang教授表示,“在此基础上,我们现在能够进一步去观察不同种类的糖基如何影响抗体的性质。直到本研究完成之前,我们没有一种有效的方法去判断多种glycoforms携带的不同糖基究竟如何影响免疫反应的激活或者抑制。”
市面上多数治疗性抗体都是被用作治疗癌症或者自身免疫疾病。举例来说,利妥昔单抗被用作淋巴瘤,白血病和风湿性关节炎。利妥昔和其它相似的抗体药物通常是在培养的细胞系中生产出来的。“这些生产流程根本没有得到很好的优化,因为糖基化的过程十分难控制。”Wang教授表示。糖基化,正是将特定的糖基添加到抗体蛋白上的过程。“我们的方法可以直接被用来改进市场上的单抗药物,因为它是在蛋白级别进行改造,而不需要基因层面的修饰。”
Wang教授的小组专注于蛋白糖基化的研究,正是他们开发出了第一代改造抗体糖基的技术。而他们与洛克菲勒大学的Jeffrey Ravetch小组合作,在动物模型中探索出了鉴别特定糖基效用的方法。他们的新突破势必能够为未来抗体疗法的开发提供更好的指导。”我们的方法适用范围很广,因为它可以被用于多种抗体。“Wang教授表示。”这是改进治疗性抗体道路上重要的一步,我们很快就能够制造定制化抗体了。”