JAX多樣化小鼠模型助力抗體藥物:體內(nèi)藥效、安全性及動(dòng)力學(xué)研究
2022年抗體藥物繼續(xù)高速發(fā)展,PD-1加速內(nèi)卷,首款國產(chǎn)雙抗問世,多款國產(chǎn)ADC藥物相繼出海。2023年抗體藥物又將迎來什么樣的新格局?
雙抗藥物與ADC藥物持續(xù)火熱,“新型免疫檢查點(diǎn)”點(diǎn)燃行業(yè)靶點(diǎn)新風(fēng)向,工藝生產(chǎn)技術(shù)持續(xù)優(yōu)化加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,戰(zhàn)略合作與協(xié)同發(fā)展賦能創(chuàng)新藥出海!
AntibodyChina第六屆求實(shí)抗體藥物深度聚焦峰會(huì)匯集中國抗體藥行業(yè)的一壁江山,深度探討抗體藥物開發(fā)中難點(diǎn),分享最新技術(shù)與研究成果。
在峰會(huì)開始前,杰克森實(shí)驗(yàn)室技術(shù)信息科學(xué)家孫佳偉應(yīng)組委會(huì)邀請,為大家提前分享
JAX多樣化小鼠模型助力抗體藥物體內(nèi)藥效、安全性及動(dòng)力學(xué)研究等精彩內(nèi)容。
杰克森實(shí)驗(yàn)室展位號(hào):A13
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演講時(shí)間:2月22日,10:00-10:30
演講會(huì)場:會(huì)議酒店2樓大宴會(huì)廳GB3會(huì)場 雙抗藥物深度聚焦
演講題目:【JAX多樣化小鼠模型助力抗體藥物體內(nèi)藥效、安全性及動(dòng)力學(xué)研究】
演講嘉賓介紹:
孫佳偉
杰克森實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)信息科學(xué)家
以下是組委對孫佳偉博士的采訪
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Q&A
Q 轉(zhuǎn)化率低是目前小鼠模型的普遍問題,如何提高抗體類藥物臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可轉(zhuǎn)化性,對此您怎么看?
A:新藥臨床前研究的核心內(nèi)容就是完成由動(dòng)物實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化,最終實(shí)現(xiàn)藥物的臨床應(yīng)用。對種屬之間的差異是否有足夠的理解、動(dòng)物模型選擇是否恰當(dāng)、動(dòng)物藥效實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、客觀性和準(zhǔn)確性等等共同決定了轉(zhuǎn)化成功的可能。作為新藥研發(fā)最重要的動(dòng)物模型,小鼠和人在很多方面有著根本的不同,如免疫、代謝、生長環(huán)境、靶點(diǎn)受體的分布和表達(dá)、進(jìn)化和疾病發(fā)生發(fā)展過程等等,這也是小鼠的藥效和安全性數(shù)據(jù)很多時(shí)候與臨床結(jié)果有較大差異的原因。因此,構(gòu)建并使用更具臨床轉(zhuǎn)化性的小鼠模型對于藥物研發(fā)至關(guān)重要。
以抗體藥為例,抗體類藥物的高特異性使得其對于人源和鼠源靶點(diǎn)的識(shí)別行為可能存在較大的差異。因此,為了更真實(shí)地反應(yīng)藥物與人源靶點(diǎn)結(jié)合的特性,往往需要使用單一或者多靶點(diǎn)人源化的小鼠模型。在需要將多個(gè)藥物進(jìn)行橫向比較,或者是對于新興靶點(diǎn),可能還會(huì)需要使用到器官或者組織人源化的小鼠。比如免疫系統(tǒng)人源化小鼠,在這樣的模型中,免疫細(xì)胞的所有靶點(diǎn),包括T細(xì)胞,B細(xì)胞,NK細(xì)胞,髓系細(xì)胞等,都是人源的,可以更靈活地支持相關(guān)研究。再比如抗體藥的體內(nèi)藥物動(dòng)力學(xué)?贵w類藥物在體內(nèi)的半衰期與其Fc段和FcRn的親和力密切相關(guān),但是與人源FcRn相比,鼠源FcRn與人源IgG的親和力有較大差異。因此,要想更好地反應(yīng)臨床情況,可以使用FcRn人源化小鼠來開展相關(guān)研究。再比如免疫調(diào)節(jié)類藥物的安全性問題,這類藥物的安全性問題很多時(shí)候是由on-target造成的,體外實(shí)驗(yàn)或者是常規(guī)模型往往不能反應(yīng)臨床的實(shí)際情況。比如TGN1412在臨床前的體外實(shí)驗(yàn),小鼠和靈長類動(dòng)物中均未觀察到CRS,但是在臨床上出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的CRS毒性。而在免疫系統(tǒng)人源化的荷瘤小鼠上,則能看到明顯的CRS反應(yīng),包括細(xì)胞因子釋放、組織損傷等,并且還可以看到不同免疫系統(tǒng)供體的差異。
從這些例子我們可以看到,盡管小鼠和人的種屬差異天然存在,但是深入理解生物學(xué)過程和藥物特性,緊密結(jié)合臨床關(guān)心的問題,可以幫助我們開發(fā)出更具轉(zhuǎn)化意義的模型,提高臨床前研究轉(zhuǎn)化的可能性。
Q 動(dòng)物模型選擇是體內(nèi)藥效研究的關(guān)鍵,想請您為大家分享一下在動(dòng)物模型選擇方面的經(jīng)驗(yàn),如何精準(zhǔn)選擇動(dòng)物模型加速抗體藥物研發(fā)?
A:其實(shí)這個(gè)問題有點(diǎn)大,對于不同疾病、不同藥物類型也很難一概而論,我可以用典型的復(fù)雜病因疾病紅斑狼瘡(SLE)為例來分享一下我們的理解。
對于多因素致病的疾病,首先要考慮的一點(diǎn)就是藥物靶點(diǎn)或者其所瞄準(zhǔn)的生物學(xué)過程在一個(gè)模型中是否有得到過概念驗(yàn)證。比如SLE兩個(gè)非常經(jīng)典的模型NZBW/F1和MRL/Lpr,很多靶點(diǎn)在這兩個(gè)模型上進(jìn)行過早期驗(yàn)證,例如BAFF、CD19,針對這些靶點(diǎn)或者生物學(xué)過程的藥物使用這兩個(gè)模型驗(yàn)證藥效可以節(jié)省一部分概念驗(yàn)證的時(shí)間,邏輯上也更加自洽。
第二個(gè)需要考慮到的點(diǎn)是藥物重點(diǎn)關(guān)注的表型在這個(gè)模型上是否存在,或者是否足夠明顯。對于復(fù)雜疾病,一個(gè)模型通常并不能模擬所有的疾病表型。比如SLE患者中常見皮炎、關(guān)節(jié)炎的表型,而在眾多SLE模型中,MRL/lpr是唯一一個(gè)可以模擬皮炎和關(guān)節(jié)炎表型的模型,如果一個(gè)藥物靶向或者關(guān)注這些癥狀的改善,可能需要優(yōu)先考慮這個(gè)模型。
第三個(gè)需要考慮到的是藥物對于靶點(diǎn)的特異性,比如是否會(huì)因?yàn)榘悬c(diǎn)的種屬差異造成對藥物響應(yīng)的不同, 進(jìn)而考慮是否需要人源化。如果在經(jīng)典模型上構(gòu)建靶點(diǎn)人源化不可行,可能需要考慮換用誘導(dǎo)模型。對于雙抗或多抗類藥物,如果沒有雙靶點(diǎn)或者多靶點(diǎn)人源化的小鼠,也可嘗試免疫系統(tǒng)人源化模型,F(xiàn)在常見的有將SLE病人的PBMC移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi),或者將正常人的HSC移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi),用Pristane誘導(dǎo)出SLE。當(dāng)然這些模型相對沒有那么成熟,但是如果可行,可以幫助研發(fā)人員節(jié)省掉靶點(diǎn)人源化的時(shí)間。
總的來說,足夠了解不同模型之間的構(gòu)建原理以及各個(gè)層面的表型差異,明確項(xiàng)目現(xiàn)階段需要在動(dòng)物模型上回答哪些問題,才可以幫助研究者做出更正確和高效的的選擇。
Q 結(jié)合上一個(gè)問題,也想請您為大家介紹一下杰克森實(shí)驗(yàn)室的人源化小鼠模型,可以怎樣幫助大家進(jìn)行抗體藥物,尤其是免疫調(diào)節(jié)類藥物的安全性研究?
A:免疫調(diào)節(jié)類藥物通過調(diào)動(dòng)免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用,CRS或神經(jīng)毒性是此類藥物可能引發(fā)的安全性問題。以往的研究案例表明,常用的動(dòng)物模型,即使是非人靈長類動(dòng)物,有時(shí)也并不能真實(shí)地反應(yīng)藥物作用到病人上的情況。有一些著名的例子,包括CD28的激活單抗TGN1412,CD20-CD3BiTE等,都說明了這個(gè)問題。從JAX的研究結(jié)果看起來,使用PBMC構(gòu)建的免疫系統(tǒng)人源化小鼠可能是一個(gè)獨(dú)特的,非常適合用來評估免疫調(diào)節(jié)類藥物安全性的模型。
一個(gè)是因?yàn)檫@類模型移植的是人的成熟免疫細(xì)胞,可以更好地模擬人體情況,例如我們可以觀察到TGN1412引起的CRS,這與在臨床病人上觀察到的情況一致,并且還可以看到供體特異性。第二點(diǎn)是,在這樣的模型上可以觀察到多個(gè)層面的表型,除了細(xì)胞因子的分泌,還包括動(dòng)物狀態(tài)、組織學(xué)的評估,進(jìn)而幫助研究者更好地去理解和評估CRS的嚴(yán)重程度。第三點(diǎn)是如果在這類模型上移植人源腫瘤,可以同時(shí)評估藥物的安全性和有效性。JAX的這個(gè)平臺(tái)搭建得相對成熟, 我們可以利用PBMC人源化小鼠在兩周內(nèi)同時(shí)完成藥物的安全性和有效性評估,非常高效。除此以外,為了對藥物進(jìn)行更長時(shí)間的觀察,我們還構(gòu)建了PBMC人源化NSG-dKO模型,這個(gè)模型因?yàn)橄薌vHD,存活時(shí)間可以延長到4個(gè)月左右。
Q 目前業(yè)內(nèi)的小鼠模型選擇有很多,請問杰克森實(shí)驗(yàn)室相關(guān)產(chǎn)品及服務(wù)的核心競爭力主要體現(xiàn)在哪些方面呢?
A:杰克森實(shí)驗(yàn)室是歷史非常悠久的小鼠資源庫——現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室用得最多的黑色野生型小鼠C57BL/6J就是JAX創(chuàng)始人C.C.Little繁育創(chuàng)建的。在90多年的歷史里,JAX收錄了大約12500個(gè)小鼠品系,這些品系絕大多來自于科研人員捐贈(zèng),其中還包含很多復(fù)雜、稀有的模型,比如一些隨機(jī)突變、或者特定背景下才能看到的疾病模型,有豐富且客觀的已發(fā)表數(shù)據(jù)作為參考。
除了各種近交系和基因工程小鼠之外,JAX還擁有多種疾病模型小鼠,覆蓋了神經(jīng)生物學(xué)、罕見病、自身免疫、以及腫瘤免疫學(xué)等各個(gè)研究領(lǐng)域。比如自發(fā)系統(tǒng)性紅斑狼瘡的小鼠模型NZBW/F1和MRL/Lpr,這類模型的使用已有60多年的歷史,表型被很好地表征,很多靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證最早都是在這類模型上進(jìn)行的,現(xiàn)在也已廣泛用于臨床前藥效研究。此外,我們還提供了具有極具轉(zhuǎn)化意義的人源化小鼠和PDX模型。除了豐富的小鼠模型外,JAX也提供基于模型的臨床前CRO服務(wù),覆蓋腫瘤免疫、神經(jīng)肌肉類疾病、自身免疫性疾病等領(lǐng)域。我們相信這些模型和相關(guān)的服務(wù)能夠給藥物研發(fā)帶去很多便利。基于JAX模型的臨床前服務(wù),可以為客戶提供一站式的解決方案。
不僅如此,基于對小鼠模型質(zhì)量影響研究結(jié)果的深入理解,JAX建立了最嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系和健康標(biāo)準(zhǔn),以確保為科研人員提供最為穩(wěn)定、可靠的實(shí)驗(yàn)小鼠。例如,對于一些常用品系,我們有專利的遺傳穩(wěn)定性項(xiàng)目(GSP)以保障它們的遺傳穩(wěn)定性,從而為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性提供支持。同時(shí),我們還建立了強(qiáng)大的公共數(shù)據(jù)庫作為對小鼠模型及相關(guān)研究的支持,比如MGI,CKB等等,我相信對于研究人員而言,這些都是非常有用的資源。
如果大家對相關(guān)信息感興趣,也歡迎通過電話和郵箱與我們技術(shù)支持聯(lián)系。