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日前，珀羅汀生物宣布基于自主知識產(chǎn)權(quán)的無細胞蛋白表達（CFPS）系統(tǒng)，進行非天然氨基酸定點插入蛋白表達相關(guān)服務(wù)，引起圈內(nèi)廣泛關(guān)注。
非天然氨基酸（Non-natural amino acid, nnAA）插入究竟為何重要？它能在哪些領(lǐng)域大顯身手？
今天讓我們一起來了解國際的藥物發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和生產(chǎn)公司——Sutro Biopharma如何利用nnAA插入開展抗體藥物偶聯(lián)物的研發(fā)。
抗體藥物偶聯(lián)物
抗體藥物偶聯(lián)物（Antibody?drug conjugates, ADC）由單克隆抗體、高效細胞毒素及連接子組成。ADC 通過連接子將細胞毒素與抗體結(jié)合到一起，利用抗體對腫瘤細胞的生物特異性識別，直接把高效細胞毒素輸送到腫瘤細胞，這種對腫瘤細胞的特異性識別提高了腫瘤部位高效細胞毒素的濃度，同時降低了高效細胞毒素在正常組織、器官中的暴露，從而達到增加抗腫瘤藥效，降低對正常組織毒性的效果。[1]
ADC作用機理示意圖[2]
ADC的偶聯(lián)方法主要包括非定點偶聯(lián)和定點偶聯(lián)。非定點偶聯(lián)法是早期 ADC研究中使用的方法，該方法會產(chǎn)生在抗體不同位點連接不同數(shù)量藥物的ADC混合物，影響 ADC的毒性、穩(wěn)定性及療效。定點偶聯(lián)技術(shù)通常需對抗體進行改造或修飾，能在特定位點實現(xiàn)細胞毒素的連接，提高了 ADC 的均一性，有利于改善藥動學，增加 ADC 治療窗口。nnAA插入作為一種定點偶聯(lián)技術(shù)，可以引入特殊的側(cè)鏈基團，從而在抗體表面呈現(xiàn)方便偶聯(lián)的特異性位點，實現(xiàn)高效特異性偶聯(lián)。
Sutro Biopharma的Xpress CF+平臺
Sutro Biopharma公司專注于利用其專有的集成無細胞蛋白合成平臺Xpress CF和非天然氨基酸定點偶聯(lián)技術(shù)平臺Xpress CF+來開發(fā)位點特異性和新型抗體偶聯(lián)藥物。
Sutro設(shè)計并合成了優(yōu)化的對疊氮甲基-L-苯丙氨酸（pAMF）；利用其無細胞蛋白表達高通量篩選平臺，發(fā)現(xiàn)了一種M. jannaschii酪氨酰tRNA合成酶（TyrRS）新變體，該變體對pAMF具有高活性和特異性；隨后，在無細胞蛋白表達系統(tǒng)中表達出插入pAMF的曲妥珠單抗變體，并設(shè)計了一種可使pAMF 插入的抗體與藥物結(jié)合的DBCO-PEG-MMAF藥物接頭化合物，成功生產(chǎn)了pAMF位點特異性插入的抗體藥物偶聯(lián)物，其藥物抗體比（DAR）為1.2至1.9。[3]
pAMF位點特異性插入的抗體藥物偶聯(lián)物
基于Xpress CF和Xpress CF+技術(shù)平臺，Sutro已有STRO-001、STRO-002和STRO-003三項在研ADCs。2021年，Sutro與中國新藥企業(yè)燁輝醫(yī)藥建立合作，授權(quán)燁輝醫(yī)藥在大中華區(qū)開發(fā)和商業(yè)化STRO-001；2022年，Sutro與安斯泰來達成合作協(xié)議，安斯泰來將采用Sutro的技術(shù)平臺開發(fā)3款ADC新藥。今年4月，Sutro與法國益普生（Ipsen）聯(lián)合宣布，就Sutro的在研STRO-003達成一項總金額高達9億美元的全球授權(quán)許可協(xié)議。Sutro的基于無細胞蛋白表達平臺的非天然氨基酸定點插入技術(shù)引起了廣泛關(guān)注，為醫(yī)療健康等多個領(lǐng)域帶來了革命性的變革。
珀羅汀生物的nnAA插入服務(wù)
無細胞蛋白表達系統(tǒng)在非天然氨基酸插入領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢：
（1）無細胞系統(tǒng)沒有細胞膜阻礙，規(guī)避了nnAAs選擇性問題；
（2）無細胞系統(tǒng)不受nnAAs可能產(chǎn)生的細胞毒性作用影響；
（3）有利于非天然氨基酸插入的內(nèi)源競爭消除。
珀羅汀生物作為中國X家基于全自主知識產(chǎn)權(quán)的無細胞蛋白表達平臺、提供非天然氨基酸插入相關(guān)服務(wù)的機構(gòu)，目前可以提供如下服務(wù)：
（1）pAcF和pAzF定點插入：對乙酰苯丙氨酸（pAcF）和疊氮苯丙氨酸（pAzF）可作為抗體與藥物的耦聯(lián)反應位點，實現(xiàn)藥物抗體比例的精確控制。
（2）非天然氨基酸插入測試：根據(jù)客戶提供的氨酰tRNA合成酶、tRNA、非天然氨基酸，珀羅汀生物利用無細胞平臺提供測試服務(wù)。
參考文獻：
[1]陳虎,張信玲,孔娜娜,等.基于定點偶聯(lián)技術(shù)的抗體藥物偶聯(lián)物的臨床研究進展與挑戰(zhàn)[J].藥學進展,2021,45(03):167-179.
[2]HAFEEZ U, PARAKH S, GAN H K, 等. Antibody drug conjugates for cancer therapy. Molecules. MDPI AG, 2020, 25(20).
[3]ZIMMERMAN E S, HEIBECK T H, GILL A, 等. Production of site-specific antibody-drug conjugates using optimized non-natural amino acids in a cell-free expression system. Bioconjugate Chemistry, 2014, 25(2): 351-361.
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