兔抗人源化
最近看了几眼兔抗的文章,兔抗的优势就不细表了,但是好多文章都说兔抗与人抗体相似度高,比鼠抗更容易人源化,这跟我的印象有点出入。好久前评估过一些兔抗的序列,但是这些抗体一眼扫过去感觉跟人抗体序列差好多。因此决定分析一下兔抗的序列以及做几个人源化看看。
V基因分析
从IMGT上将兔抗体V基因下载下来,然后比较跟人抗体V基因的相似度。兔抗的重轻链跟人的相似度还算比较高,大部分的V基因跟人的相似度还是在50~70%之间,但是跟小鼠比还是有点差异的。
兔抗人源化过程
目前上市的兔抗不多,brolucizumab是诺华的一款眼科药物,用于治疗湿性老年性黄斑变性。靶点为VEGF-A,通过阻断VEGF-A减少血管生成。这个抗体来源于兔子,人源化的过程是将兔抗CDR区域移植到经过改造的人源单链抗体框架区中。抗体的人源化程度挺高87%左右。
从专利中找到嵌合抗体的序列。
使用序列同源建模,分析抗体序列中重要位点的氨基酸序列。
下面是将CDR直接移植到3条框架区的序列,分别对每条序列进行分析。
因为3个抗体框架区有些差异因此回复突变的位点稍有不同。整体比较下来轻链需要回复突变的位点不多,主要都集中于重链,特别是重链的FR3差异最大,同时还短两个氨基酸。根据选择的回复突变位点跟brolucizumab比对可以发现序列1中设计的序列包含了brolucizumab的序列,序列太多就不列出来了。
第二抗体选择的是chugai的一个人源化抗体,序列也是从兔子免疫获得。人源化的过程用的也是是CDR移植,首先分析了嵌合抗体以及chugai的人源化抗体序列。
可以看出与兔抗相似度最高的人抗体基因为IGHV3-23*04,他们人源化的框架区选择的也是这一条,不过看着人源化的程度,有点低。。。搞得我还以为是我电脑软件出现问题了,到imgt网站也分析了一下,确实没有问题。轻链也一样的。
不管怎么样,我也选择同样的人源V基因进行人源化看看。通过同源建模以及序列分析获得的人源化抗体序列跟chugai的序列进行对比。发现他们选择的框架区有点奇怪呢,换着法搜了好久都没有发现是哪条。好在看着回复突变的位点没有太多差异。
讨论
为了解决为什么他们人源化程度这么低,究竟选择的是哪个框架区,找了好几天。突然发现了他们的两篇关于人源化的文献。下面这张图基本就解释了为什么找不到最匹配的框架区,并且人源化后的抗体人源化程度也很低的原因。简单来说他们是分别找了相似度最高的FR1、2、3替换掉兔抗的FR。
下面是重要氨基酸的信息,刚好可以跟他们的序列整一起看。
综上,兔抗序列与人抗体序列的差异较小鼠来说略低一些,与IGHV3和IGHV4的相似度较高,抗体的框架区中会出现半胱氨酸。兔抗人源化与鼠抗人源化方法类似说不上难也说不上更简单,难易程度跟筛到的抗体序列相关。另外不同公司使用的方法略有不同,除了这边分享的两家以外还分析了Numab以及国内的奥赛康和荃信生物,不过回复突变位点的选择方式基本大同小异。