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01
Peptibody減肥藥
有望成為“規則改變者”
減肥藥開(kāi)發(fā)管線(xiàn)中,最近公布臨床數據的Amgen的減肥候選藥Maridebart Cafraglutide(簡(jiǎn)稱(chēng)MariTide,之前叫做AMG 133)受到了行業(yè)內的廣泛關(guān)注,并將其認定為潛在的“Game Changer”。之所以在Wegovy和Zepbound主宰的減肥藥市場(chǎng)被視作規則改變者,一個(gè)重要的因素在于MariTide的分子模態(tài)為獨特的“抗體-多肽偶聯(lián)物”(也被稱(chēng)作Peptibody)。
抗體-多肽偶聯(lián)物從大的范圍上可以劃歸于當下聲名日隆的ADC(抗體-藥物偶聯(lián)物),但與抗體偶聯(lián)的不是小分子藥物,而是多肽。MariTide的分子,是將兩個(gè)GLP-1受體激動(dòng)劑多肽偶聯(lián)到一個(gè)抗GIP(Glucose-dependent Insulinotropic Peptide,葡萄糖依賴(lài)性促胰島素多肽,亦稱(chēng)“抑胃肽”)抗體之上,組成一個(gè)三部分綴合的抗體多肽偶聯(lián)物。其中,GLP-1受體激動(dòng)劑負責激活GLP-1受體,刺激胰島素分泌,而抗GIP抗體負責下調GIP的分泌,兩股力量協(xié)同在一起,實(shí)現可控的減肥目標(圖1)。
MariTide的抗體多肽偶聯(lián)物的模態(tài),決定了它相對于多肽和小分子藥物具有更長(cháng)的半衰期,目前正在進(jìn)行的臨床試驗是按照每月注射一次的給藥頻率進(jìn)行的,而且研究者也在考慮將給藥間隔延長(cháng)到一個(gè)季度。
圖1. MariTide分子結構以及作用機制示意圖,來(lái)源:Amgen
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02
Peptibody結構
以抗腫瘤ADC的角度來(lái)切入,ADC將細胞毒性癌癥藥物分子與抗體或抗體片段連接起來(lái)。每個(gè)結構各司其職,ADC的抗體部分主要針對在腫瘤細胞上發(fā)現的特定蛋白質(zhì)受體,作用目是將細胞毒性有效負載更直接地傳遞至腫瘤細胞,減少對健康組織的損害,降低脫靶效應(圖2)。ADC的兩個(gè)部分(靶向區域和有效負載)都可以進(jìn)行更改,使用不同的癌癥藥物靶向不同類(lèi)型的腫瘤。
圖2. ADC結構與功能區域示意圖,來(lái)源:Amgen
雖然多肽藥物具有廣泛的治療范圍,但其較短的半衰期也成為了多肽藥物的阿喀琉斯之踵,這是代謝穩定性差和流體動(dòng)力學(xué)半徑低于腎臟腎小球濾過(guò)極限的綜合結果。盡管GLP-1多肽側鏈脂化的方式可以增強多肽藥物分子與白蛋白的結合,從而大大增加其半衰期(這也是目前GLP-1多肽廣泛采納的藥代動(dòng)力學(xué)特性增強策略),但多肽脂化改性并不是放之四海而皆準的方法。很多多肽藥物需要進(jìn)行每日注射,這可能影響它們的耐受性和患者依從性。通過(guò)與抗體偶聯(lián)形成Peptibody,可以實(shí)現“樹(shù)上開(kāi)花”的功效,利用抗體較長(cháng)的半衰期增強多肽的穩定性。
圖3. Peptibody結構示意圖,來(lái)源:Amgen
從結構上看,Peptibody通常由以下幾個(gè)組成部分構成(圖3):
1
多肽片段(Peptide Segment)
Peptide是Peptibody的主要功能單元之一。這些肽片段通常被設計具有特定的生物活性(例如MariTide中的GLP-1受體激動(dòng)劑),以便與目標分子相互作用。多肽片段的選擇可以基于對目標分子的結構和功能的理解,或者通過(guò)篩選大量的肽庫來(lái)獲得具有特定結合性的多肽片段。
2
抗體骨架(Antibody Framework)
Peptibody還包含一個(gè)抗體骨架,用于提供穩定性和結構上的支持。當然,如果能像MariTide中的抗GIP抗體那樣,既提供結構上的保護,又產(chǎn)生生物學(xué)活性,那就更完 美了。抗體骨架通常是由天然抗體的部分結構組成,但也可以通過(guò)工程手段進(jìn)行修改以改善Peptibody的性能。
3
連接器(Linker)
連接器是將多肽片段和抗體框架連接在一起的部分。連接器的設計可以影響Peptibody的構象和穩定性,因此需要仔細選擇以確保Peptibody的性能。
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03
f相對于
抗體和多肽的特性
Peptibody主要具有以下幾個(gè)特性:
1
高度特異性
Peptibody能夠與特定的目標分子結合,具有高度的特異性,這是由抗體部分賦予的。這種特異性使得Peptibody在診斷和治療中具有很高的準確性和有效性。
2
多功能性
由于其肽和抗體的特性,Peptibody可以被設計成具備多種功能,包括藥物遞送、靶向治療、診斷標記等。
3
分子體量
Peptibody相對于傳統的抗體來(lái)說(shuō)通常更小。與完整的抗體相比,Peptibody通常具有更簡(jiǎn)化的結構。盡管Peptibody中包含了抗體的部分結構,但通常會(huì )省略一些大型的結構域或功能區域,從而減小了整體的大小,有利于藥物的吸收。
4
可定制性
Peptibody的結構和功能可以通過(guò)合成方法進(jìn)行精確控制,使得研究人員可以根據特定的應用需求定制Peptibody的性能。
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04
Peptibody的應用
Peptibody具有廣泛的應用領(lǐng)域,包括以下的幾個(gè)方面:
1
治療
Peptibody可以被設計成具有靶向性,用于治療癌癥、自身免疫性疾病、感染性疾病等。
2
診斷
Peptibody可以用作診斷標記物,用于檢測特定的生物標志物或疾病標記物。
3
研究
Peptibody可以用作研究工具,用于研究生物分子的結構、功能和相互作用。
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05
首 款上市的Peptibody:
Romiplostim (Nplate®)
Romiplostim(Nplate®)是一種融合蛋白-促血小板生成素(THPO)多肽類(lèi)似物的peptibody,通過(guò)結合并激活人類(lèi)THPO受體來(lái)增加血小板,用于治療慢性特發(fā)性(免疫性)血小板減少性紫癜(ITP)。2008年8月22日獲得FDA批準。
Romiplostim是一種促血小板生成二聚體Fc-多肽peptibody,通過(guò)激活血小板生成素受體來(lái)增加血小板生成。Romiplostim有兩個(gè)相同的單鏈亞基,每個(gè)亞基由269個(gè)氨基酸殘基組成。每個(gè)亞基包含一個(gè)IgG1 Fc載體結構域,通過(guò)共價(jià)鍵與多肽分子鏈接,這個(gè)多肽分子序列中包含兩個(gè)與血小板生成素受體c-Mpl相互作用的結合域(epitope),每個(gè)結合域由14個(gè)氨基酸(IEGPTLRQWLAARA)組成(圖4)。值得注意的是,romiplostim的氨基酸序列與內源性血小板生成素的氨基酸序列并不相似。Romiplostim是通過(guò)大腸桿菌重組DNA技術(shù)生產(chǎn)的。
圖4. Romiplostim結構示意圖,來(lái)源:mAbs
Romiplostim是一種血小板生成素受體激動(dòng)劑,通過(guò)c-Mpl受體(血小板生成素受體)激活細胞內轉錄途徑以增加血小板的產(chǎn)生。它的作用也與血小板生成素(THPO)類(lèi)似,血小板生成素是一種內源性糖蛋白激素,可調節骨髓中血小板的產(chǎn)生。
Romiplostim作為peptibody相對于多肽IEGPTLRQWLAARA的內在優(yōu)勢,體現在藥代動(dòng)力學(xué)特性(血漿半衰期)和藥效的顯著(zhù)提升。半衰期的改善至少可歸因于兩個(gè)因素:
分子量的增加(約60kD),這使流體動(dòng)力學(xué)體積增加,并且超過(guò)腎臟腎小球濾過(guò)的閾值。
Romiplostim與新生兒Fc受體介導的結合,通過(guò)受體介導的回收途徑重新進(jìn)行系統循環(huán),并免受降解,延長(cháng)半衰期。
Peptibody在人體中的平均血漿半衰期為3至8天。雖然這比臨床上某些單克隆抗體(mAb)的半衰期短,但與靜脈注射多肽相比則得到了顯著(zhù)的提高。Fc融合也比化學(xué)修飾更有吸引力,因為所得的多肽可以完全以重組方式制造。此外,兩個(gè)Fc部分的同二聚化為每個(gè)peptibody提供至少兩個(gè)肽,從而提高了對靶標的親和力。
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06
最新peptibody管線(xiàn)產(chǎn)品
Attralus, Inc.與Ossianix共同開(kāi)發(fā)的候選藥AT-04也是一款peptibody,針對的是阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病。
圖5. AT-04結構,來(lái)源:Attralus
AT-04是一種peptibody,是Attralus的PAR肽(全淀粉樣蛋白去除,pan-amyloid removal)技術(shù)與免疫球蛋白G1抗體的片段可結晶區(Fc)部分的融合(圖5)。AT-04臨床前數據表明,PAR肽可以與所有類(lèi)型的淀粉樣蛋白以及Aβ、tau和α-突觸核蛋白原纖維結合,以及阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病常見(jiàn)的病理聚集體。
Aβ淀粉樣蛋白和磷酸化tau蛋白的細胞外聚集物是阿爾茨海默病患者大腦中常見(jiàn)的病理沉積物。去除Aβ淀粉樣斑塊是阿爾茨海默病的一個(gè)治療目標,Amgen最近上市的leqembi和禮來(lái)即將獲批的donanemab都是這個(gè)藥物作用機制。防止過(guò)度磷酸化tau蛋白的積累可能防止阿爾茨海默病的進(jìn)展,并有可能逆轉認知能力下降。
此外,α-突觸核蛋白被認為在帕金森病、癡呆癥和路易體疾病中發(fā)揮作用。因此,AT-04與目標蛋白的結合可以誘導吞噬作用,預計會(huì )導致這些蛋白從體內清除。Fc在這個(gè)過(guò)程中的作用是刺激免疫系統去除淀粉樣蛋白(圖6)。
Ossianix開(kāi)發(fā)的VNAR抗體(V型單域抗體,亦稱(chēng)鯊魚(yú)型抗體)可以進(jìn)一步幫助peptibody藥物穿越血腦屏障,實(shí)現全淀粉樣蛋白去除(PAR, pan-amyloid removal)。VNAR抗體與peptibody的結合,可以潛在提高其大腦滲透性和治療效果,同時(shí)還可能減少劑量和副作用。
圖6. AT-04結構示意圖及相關(guān)參數,來(lái)源:Attralus
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07
Peptibody未來(lái)展望
Peptibody藥物代表了生物醫藥領(lǐng)域的一個(gè)重要創(chuàng )新方向。未來(lái),隨著(zhù)對個(gè)性化治療需求的不斷增加以及技術(shù)的不斷進(jìn)步,peptibody藥物有望在多個(gè)方面展現出令人期待的前景。
Peptibody藥物的開(kāi)發(fā)將為治療各種疾病提供更加靈活和精準的方法。通過(guò)結合肽和抗體的特性,peptibody藥物可以設計成針對特定的生物標志物或細胞表面受體,從而實(shí)現對疾病靶點(diǎn)的高度選擇性干預。
此外,Peptibody藥物的獨特結構和性質(zhì)還為藥物輸送、靶向治療以及免疫診斷等領(lǐng)域提供了新的應用可能性。通過(guò)不斷創(chuàng )新和技術(shù)進(jìn)步,peptibody藥物有望在未來(lái)為患者帶來(lái)更加安全、有效的治療選擇,并且推動(dòng)生物醫藥領(lǐng)域向前發(fā)展。
總的來(lái)說(shuō),peptibody藥物作為一種新型生物醫藥產(chǎn)品,具有廣闊的應用前景。未來(lái),隨著(zhù)技術(shù)的不斷成熟和市場(chǎng)的逐步接受,peptibody藥物有望成為生物醫藥領(lǐng)域的重要創(chuàng )新之一,為人類(lèi)健康帶來(lái)更多福祉。
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