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近日，Ambrx Biopharma向美國(guó)SEC遞交了招股書，準(zhǔn)備在美國(guó)紐交所上市。Ambrx曾在2014年向美國(guó)納斯達(dá)克遞交過(guò)上市申請(qǐng)，由于估值過(guò)低，Ambrx撤銷了IPO程序，并接受由復(fù)星醫(yī)藥領(lǐng)投，與厚樸投資、光大控股醫(yī)療健康基金以及藥明康德組成聯(lián)盟的共同收購(gòu)，此后Ambrx調(diào)整了團(tuán)隊(duì)配置和業(yè)務(wù)戰(zhàn)略方向，公司經(jīng)營(yíng)管理層由華人擔(dān)任，研究方向聚焦在癌癥領(lǐng)域。

Ambrx對(duì)于大家并不陌生，主要通過(guò)遺傳密碼擴(kuò)增平臺(tái)開發(fā)蛋白質(zhì)療法，包括抗體藥物偶聯(lián)、免疫調(diào)節(jié)蛋白、雙特異性抗體及其它治療性蛋白藥物，曾與浙江醫(yī)藥、百濟(jì)神州、中國(guó)生物制藥都建立過(guò)項(xiàng)目開發(fā)合作。Ambrx與浙江醫(yī)藥合作的抗體偶聯(lián)藥物ARX788在美國(guó)進(jìn)入FDA的快速通道，在中國(guó)則于5月25日被CDE正式授予突破性治療藥物。今年初的1月13日，中國(guó)生物制藥也宣布與Ambrx簽訂合作協(xié)議，基于后者獨(dú)特的非天然氨基酸摻入技術(shù)平臺(tái)開發(fā)兩款創(chuàng)新生物藥。

作為抗體偶聯(lián)技術(shù)的一種，基于非天然氨基酸（non-natural amino acid, nnAA）的抗體偶聯(lián)技術(shù)也有其他一些進(jìn)展，比如Sutro開發(fā)的代表性雙靶點(diǎn)（EGFR/MUC1）特異性抗體偶聯(lián)藥物M1231也公示了臨床信息，說(shuō)明nnAA偶聯(lián)技術(shù)也在持續(xù)突破。

非天然氨基酸的抗體偶聯(lián)技術(shù)，與其他定點(diǎn)偶聯(lián)技術(shù)一樣，本質(zhì)上也是在解決隨機(jī)偶聯(lián)技術(shù)所造成的產(chǎn)品批間不均一、穩(wěn)定性差、潛在毒性等各種問(wèn)題。非天然氨基酸的抗體偶聯(lián)技術(shù)最復(fù)雜、最主要的工作是在抗體的制備階段，即如何在抗體中插入非天然的氨基酸。非天然，顧名思義，便是在動(dòng)植物體內(nèi)不存在的氨基酸；因此，如何編碼、轉(zhuǎn)運(yùn)、插入攜帶各種官能團(tuán)（偶聯(lián)位點(diǎn)）的非天然氨基酸就成了首要解決的問(wèn)題。非天然氨基酸抗體偶聯(lián)技術(shù)到底有何特點(diǎn)？代表性公司的技術(shù)有何差異？本文對(duì)此做一簡(jiǎn)要分析。

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在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，DNA、mRNA、tRNA、氨基酸和氨酰tRNA 合成酶等功能體及相應(yīng)的監(jiān)視系統(tǒng)共同參與。在氨酰 tRNA 合成酶的作用下，每一個(gè) tRNA 與對(duì)應(yīng)的氨基酸結(jié)合形成氨酰 tRNA，再通過(guò)其反密碼子與 mRNA 上的密碼子互補(bǔ)，將相應(yīng)的氨基酸連接到正在合成的多肽鏈上。

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Schultz實(shí)驗(yàn)室最早開發(fā)出非天然氨基酸蛋白質(zhì)定點(diǎn)修飾技術(shù)，通過(guò)在細(xì)胞或細(xì)菌內(nèi)引入能夠特異性識(shí)別非天然氨基酸的外源tRNA以及相對(duì)應(yīng)的氨酰tRNA合成酶，催化特定氨基酸與tRNA結(jié)合，在進(jìn)入核糖體后，識(shí)別mRNA上的琥珀終止密碼子（UAG），實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)插入[1]。

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在插入非天然氨基酸的過(guò)程中，tRNA、氨基酸和氨酰 tRNA 合成酶是相互對(duì)應(yīng)、正交組合的，即一種 tRNA 只能與一種氨基酸結(jié)合，氨酰 tRNA 合成酶只能結(jié)合一種氨酰 tRNA，否則就無(wú)法實(shí)現(xiàn)從 DNA 到mRNA 再到蛋白質(zhì)的嚴(yán)密的信息傳遞，也就無(wú)法合成所需的蛋白質(zhì)。這種非天然氨基酸正交翻譯技術(shù)也稱之為遺傳密碼子擴(kuò)展技術(shù)，利用終止密碼子在蛋白翻譯過(guò)程中將非天然氨基酸插入到蛋白質(zhì)的氨基酸序列中[2]。

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終止密碼子之外，四聯(lián)（五聯(lián)）密碼子和再分配的有義密碼子以及引入非天然堿基的特殊密碼子等技術(shù)也在積極探索。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，迄今已實(shí)現(xiàn)200多種非天然氨基酸的插入，包括60余種是采用改造的古細(xì)菌詹氏甲烷球菌（Methanococcus jannaschi；M. jannaschii）的tRNA/酪氨酰tRNA合成酶正交對(duì)插入[3]，這也就形成了最初的tRNA組合物。

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作為較早運(yùn)用非天然氨基酸定點(diǎn)偶聯(lián)技術(shù)的公司，

在2005年就有相關(guān)專利申請(qǐng)（CN101273140），涉及正交tRNA、正交氨?；鵷RNA合成酶和正交tRNA/合成酶對(duì)的組合物，專利要求中聲明的tRNA同樣來(lái)自詹式甲烷球菌。2008年，Ambrx將該技術(shù)拓展至脊椎動(dòng)物細(xì)胞(CN101528914)。

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Ambrx網(wǎng)站信息顯示，基于tRNA/tRNA 細(xì)胞株對(duì)（正交組），利用專有的細(xì)菌平臺(tái) (ReCODE 平臺(tái)?) 或酵母和哺乳動(dòng)物細(xì)胞平臺(tái) (EuCODE 平臺(tái)?) ，Ambrx可以在任何治療性蛋白質(zhì)或抗體上進(jìn)行抗體偶聯(lián)藥物的開發(fā)。

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當(dāng)然，對(duì)于引入非天然氨基酸的位點(diǎn)，也不能影響抗體功能，比如療效、結(jié)合力等。ARX788中，毒性載荷的Linker（AS269）結(jié)合在HER2單抗重鏈丙氨酸121和對(duì)應(yīng)的丙氨酸114兩個(gè)位置，形成DAR值為2（約1.9）的抗體偶聯(lián)藥物。

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文獻(xiàn)[1,4]和專利披露的信息中，Ambrx更多的是探討引入乙酰基氨基酸，如ARX788，對(duì)應(yīng)的形成類似羥肟的結(jié)合形式。Linker與抗體通過(guò)肟、腙等形式組成的ADC藥物，被質(zhì)疑在循環(huán)中存在不穩(wěn)定性，Linker容易從抗體脫落導(dǎo)致脫靶毒性。然而，數(shù)據(jù)顯示[4]，ARX788具有良好的穩(wěn)定性。

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但是，無(wú)論采用原核生物（大腸桿菌）還是真核細(xì)胞（酵母）系統(tǒng)，與天然氨基酸存在相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)不同，非天然氨基酸均涉及如何轉(zhuǎn)運(yùn)至表達(dá)系統(tǒng)中的問(wèn)題；同時(shí)，也存在定點(diǎn)引入和釋放因子（RF1/RF2）之間的競(jìng)爭(zhēng)。而且，對(duì)于需要引入不同官能團(tuán)的非天然氨基酸作為偶聯(lián)位點(diǎn)時(shí)，不可避免需要增加篩選工作。因此，Sutro公司開發(fā)了一種體外無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系，用于開發(fā)非天然氨基酸定點(diǎn)插入抗體。

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2010年， Sutro公司申請(qǐng)了一項(xiàng)利用體外蛋白合成系統(tǒng)將非天然氨基酸引入蛋白的專利（CN102348807）。具體來(lái)說(shuō)，涉及使用非正交天然同功有義tRNA，該技術(shù)允許通過(guò)有義密碼子將多個(gè)非天然氨基酸并入，而不必依賴正交tRNA-合成酶對(duì)。該專利中也披露了Sutro基于細(xì)胞（大腸桿菌）來(lái)源提取物的體外蛋白合成系統(tǒng)，不需要完整的功能細(xì)胞，有望擺脫固定的生化和生物物理參數(shù)限制。

來(lái)源：WO2010081111/Sutro網(wǎng)站

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對(duì)于非天然氨基酸攜帶的官能團(tuán)，Sutro選擇與Synaffix相同的策略（多項(xiàng)授權(quán)合作，Synaffix公司ADC專利技術(shù)解析），即采用疊氮基修飾，通過(guò)與Linker的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)生成抗體偶聯(lián)藥物。2013年，Sutro提交和發(fā)表了相關(guān)專利（CN104583235/CN104981254/CN）和文獻(xiàn)[5]，已公開的2個(gè)抗體藥物也全部采用了這種氨基酸骨架。

但是，對(duì)于Sutro而言，或許M1231更具代表性。M1231是Sutro和默克（EMD Serono）合作開發(fā)的一款MUCI/EGFR特異性雙抗ADC，已經(jīng)在2021年1月開始實(shí)體瘤適應(yīng)癥的臨床研究（NCT04695847）。M1231同樣采用非天然氨基酸定點(diǎn)偶聯(lián)技術(shù)，基于Sutro不對(duì)稱重鏈專有SEED結(jié)構(gòu)（鏈交換工程域）和無(wú)細(xì)胞生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)（XpressCF）開發(fā)的一款雙靶點(diǎn)的特異性雙抗偶聯(lián)藥物，通過(guò)可裂解（Val-Cit）接頭將潛在基于微觀蛋白作用機(jī)制的hemiasterlin相關(guān)毒性載荷與雙特異性抗體偶聯(lián)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)同質(zhì)性和穩(wěn)定DAR。

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ADC藥物和相關(guān)賽道的持續(xù)火熱，吸引了國(guó)內(nèi)外企業(yè)的共同關(guān)注。ADC技術(shù)也在不斷突破和進(jìn)步，在日新月異的技術(shù)變革之下，企業(yè)采用哪種ADC技術(shù)是影響后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)非常關(guān)鍵的因素之一。而在選定和擁有相應(yīng)的ADC技術(shù)之后，創(chuàng)新性治療靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)將是企業(yè)面臨的下一個(gè)挑戰(zhàn)。