貝利木單抗誕生記
貝利木單抗2011年獲得FDA批準,用于治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus,簡稱SLE),成為56年來首個用于SLE的新藥。作為基因組學研究催生的少數(shù)新靶點藥物之一,貝利木單抗的研發(fā)過程同樣具有重要的借鑒意義,本文將介紹貝利木單抗誕生的故事。
正如前文所述(系統(tǒng)性紅斑狼瘡研究史),系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種極為復雜的自身免疫病疾病,患者體內(nèi)B細胞過度活化,產(chǎn)生大量自身抗體,抗原抗體復合物被補體識別,啟動補體途徑,攻擊自身組織,導致多器官、組織的損傷。
HGS:基因組學發(fā)現(xiàn)SLE潛在治療靶點BLyS
B細胞活化因子是一種天然蛋白,1999年5月由美國國立猶太醫(yī)學中心和科羅拉多大學的研究人員合作發(fā)現(xiàn),并命名為TALL-1。1999年6月,另一篇文獻中將該蛋白命名為BAFF,1999年7月,Human Genome Sciences(簡稱HGS)公司的研究人員在文獻中將該蛋白稱為BLyS(B lymphocyte stimulator)。
HGS是一家專注mRNA研究的生物技術(shù)公司,他們發(fā)現(xiàn)BLyS在PBMC和淋巴結(jié)、脾臟等淋巴組織中高表達,并發(fā)現(xiàn)BLyS是一種B細胞刺激因子。HGS經(jīng)過分析,認為BLyS可以作為自身免疫病如RA、SLE的潛在治療靶點。
2000年10月,HGS與劍橋抗體技術(shù)公司(Cambridge Antibody Technique,簡稱CAT)簽訂合作協(xié)議,共同開發(fā)靶向BLyS的抗體。根據(jù)協(xié)議,CAT負責抗體的篩選,HGS選擇合適的候選抗體進行臨床研究。
CAT:篩選1287種抗體
2003年,CAT發(fā)表了一篇文獻,CAT通過噬菌體展示技術(shù)篩選了超過1000種抗體,其中超過半數(shù)可以阻止BLyS與受體結(jié)合。
CAT篩選此次篩選BLyS抗體的抗體庫來自80個人的可變區(qū)重排,容量為1010~1011。CAT提供進行了4種方法、2-5輪篩選,第一輪“淘洗”后,有幾千個被篩選出來。從第二輪開始,采用噬菌體ELISA進行篩選,BLyS被包被到板子上,然后篩選可以結(jié)合BLyS的抗體(噬菌體上的scFv)。CAT共篩選了7000多個(81塊96孔板)克隆,其中有2875(39%)個可以結(jié)合BLyS。
這2875個抗體的DNA序列都被確定,去除重疊(相同序列的克?。┖螅_認有1287個抗體,涵蓋了1098個VH序列和705個VL序列。
篩選出來的抗體panel多樣性可通過與VH、VL、D、J數(shù)據(jù)庫序列比對,發(fā)現(xiàn)42/49個VH、24/27個D、6/6個JH域出現(xiàn)在panel中,輕鏈可變區(qū)多樣性不如重鏈但仍極為可觀:19/33個Vλ、13/35個Vк、3/7個Jλ、4/5個Jк出現(xiàn)在Panel中。
通過噬菌體ELISA確認了1287個可以結(jié)合BLyS的抗體,CAT隨后用生化方法來檢測這些抗體能否拮抗BLyS與其B細胞受體的結(jié)合(細胞學實驗)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有500個抗體可以拮抗BLyS與受體的結(jié)合:100個抗體可以拮抗80%的結(jié)合、200個抗體可以拮抗60%-80%的結(jié)合、200個抗體可以拮抗40%-60%的結(jié)合。
CAT從拮抗BLyS與受體結(jié)合80%以上的抗體中選取了33個進行純化,得到純品并測定與BLyS結(jié)合的IC50值,結(jié)果在9nM-420nM之間。
CAT選取了5個抗體,把scFv形式轉(zhuǎn)為IgG形式,其中有3個(AB-3、AB-7、AB-12)的效價有所提高,另外兩個AB-1、AB-2的效價則略有下降。
CAT的前期篩選非常充分,為確認候選抗體做好了準備工作。
HGS:確認候選抗體
2003年晚些時候,HGS發(fā)表了一篇文獻,從CAT篩選的抗體庫中,確認了一種候選抗體lymphoStat-B,也就是后來的貝利木單抗。
HGS首先選取了6個親和力高的scFv,將其轉(zhuǎn)為IgG形式,顯示hBLySmAb-1、hBLySmAb-2有最強的抑制效果。由此確定了2個候選scFv,接下來HGS對這2個scFv進行親和力成熟改造:對這2個scFv的VH CDR3末端6個氨基酸進行隨機突變,篩選出對應(yīng)的親和力更強的scFv。
HGS由此確定了2個候選scFv:hBLySsc-1.and hBLySsc-2,,接下來HGS對這2個scFv進行親和力成熟改造:對這2個scFv的VH CDR3末端6個氨基酸進行隨機突變,篩選出對應(yīng)的親和力更強的scFv,即hBLySsc-1.1(IC50為0.7nM,比hBLySsc-1高10倍)和 hBLySsc-2.1(IC50為0.2nM,比hBLySsc-1高20倍)。
HGS將親和力改造的scFv庫中選取親和力最高的30幾個scFv都轉(zhuǎn)為IgG形式,再次測定親和力。hBLySsc-1.1轉(zhuǎn)為IgG后的hBLySmAb-1.1具有最強的活性,成為候選藥物,命名為LymphoStat-B(即貝利木單抗)。
HGS對LymphoStat-B進行了一系列體內(nèi)體外試驗,發(fā)現(xiàn)LymphoStat-B對BLyS有高親和力,如能導致食蟹猴脾臟和淋巴結(jié)的B細胞衰竭。證實LymphoStat-B具有治療自身免疫病的潛力。之后HGS便加緊推進LymphoStat-B的RA、SLE適應(yīng)癥的臨床研究,其中RA適應(yīng)癥在II期失敗,SLE則繼續(xù)前行。
歷經(jīng)曲折終上市
2006年8月,HGS與葛蘭素史克簽訂合作協(xié)議,葛蘭素史克協(xié)助HGS完成貝利木單抗的三期臨床研究,兩家企業(yè)平均分擔后期研發(fā)費用,平分商業(yè)利潤。
2011年3月9日,F(xiàn)DA正式批準貝利木單抗用于治療SLE,商品名為Benlysta。2012年8月,葛蘭素史克完成對HGS的收購,Benlysta成為葛蘭素史克旗下產(chǎn)品。
值得一提的是,貝利木單抗的臨床策略起到了至關(guān)重要的作用,因為貝利木單抗只有輕微的療效。而SLE作為一種復雜的自身免疫疾病,臨床上通常采用多藥聯(lián)合治療,如激素等,這會干擾SLE新藥的療效評估,也成為SLE新藥的最大瓶頸。貝利木單抗在二期臨床中同樣未表現(xiàn)顯著的療效,HGS在分析數(shù)據(jù)時沒有用常規(guī)的臨床癥狀重點,而是組合式的臨床終點。這時候,HGS和葛蘭素史克已經(jīng)意識到激素藥物會嚴重干擾貝利木單抗的療效評估,在隨后的三期臨床中,兩家公司嚴格限制只有服用低劑量潑尼松的患者入組,最大程度避免其他藥物的干擾。調(diào)整策略后,貝利木單抗的三期臨床獲得正面評價,雖然只有輕微療效,仍然成功獲得FDA批準。
2016年,Benlysta銷售額為3.06億歐元。