基于AI多肽药物辅助设计、高通量全新微肽发现,安吉生物如何突出重围,引领创新多肽药物研发?

4月13日,由中国生物医药产业链创新与转化联盟多肽药物工委会发起的线上直播——《前沿技术速递:全球多肽药物研发热点及进展》,特邀安吉生物创始人&CEO徐寒梅教授主讲。徐寒梅教授结合目前多肽药物的研发热点以及进展,诠释了多肽药物的发展前景,也介绍了基于安吉生物这一平台如何借助AI多肽辅助药物设计,筛选高通量全新靶点来创新多肽药物的研发。

全程回顾

记录:丁敏 郭晓晨

排版:梁嘉庆

徐寒梅 教授

安吉生物创始人&CEO

联合国教科文组织2020年科学与技术大使

中国药科大学教授(博导)

江苏省合成多肽药物发现与评价工程

研究中心主任

中国生物医药产业链创新与转化联盟

多肽药物工委会副主委

徐寒梅教授,专注多肽创新药物研发20年,专注于多肽全新靶点发现;负责2个一类多肽新药临床批件;主持国家自然科学基金、国家“863”高科技发展计划、国家新药创制科技重大专项共11项;发表学术论文191篇(SCI收录81篇)包括发表在JACS、STTT、CCR及Cell、Nature子刊的文章等;

主要获奖:《科学中国人》年度人物,教育部技术发明奖一等奖;中国发明协会创业成果奖一等奖,江苏省医药科技进步一等奖、二等奖各一次,江苏省科学技术一等奖。

国家“重大人才项目”入选专家,国家药典委员会委员,联合国教科文组织2020年科学与技术大使,江苏省合成多肽药物发现与评价工程研究中心主任。

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多肽药物现状

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多肽的简介

多肽是由多个氨基酸通过肽键连接而形成的一类化合物,通常由10~100个氨基酸分子组成,其连接方式与蛋白质相同,相对分子质量低于10000Da,一般没有复杂的空间结构。多肽类药物其优势在于安全性好、疗效显著、研发周期短,但是由于其制备以及制剂工艺要求高,也导致了其研发的困难,科研壁垒高。同时,多肽药物的研究历史也比较久远,从1902年开始德国科学家Fischer合成了世界上第一个多肽类物质以来,科学界对于肽的研究已经持续了120年,期间关于肽的研究共获得17次诺贝尔奖,产生27位得主。诺贝尔奖获得者朱棣文曾断言:“21世纪是多肽的世纪。”

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多肽的市场前景

作为21世纪药物研发的新热点,多肽药物也展现了其良好的市场前景。2020年多肽药物全球销售额达到457.7亿美元,在三大药物类型中份额占比9%,且近几年的年平均复合增长率在10%以上,还仍在保持迅猛发展的趋势。从国内来看,2015-2019年,我国多肽药物市场年均符合增长率为10.7%;2019年,我国多肽药物市场规模为795亿元,同比增长10.4%;预计2022年,我国多肽药物市场规模将突破“千亿元大关”。

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多肽类药物发现的策略

①毒素及展示技术

主要是从天然动物中的毒素类来提取多肽,经纯化解析其结构之后进行合成制备。或者是通过噬菌体展示获得一些有苗头的先导化合物,获得以后再进一步优化,通过合成进行药物研发。

②药物化学方法技术

随着药物化学的发展,现在肽的种类很多,很多是通过突变或者是不同形式的改构方式,使多肽增加稳定性。包括用D-氨基酸、β-氨基酸、硫代酰胺或侧链模拟物取代选定的氨基酸,N-甲基化和N-末端乙酰化,类肽设计,二硫键模拟物,聚乙二醇化(PEG),脂质化(脂肪酸)和装订(订书肽),稳定α-螺旋。

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多肽药物的改进-长效化

随着合成技术以及修饰技术的成熟,多肽药物改构成为多肽药物长效化的主要手段和开发途径,主要包括以下几种方式:①聚乙二醇修饰 ②环化多肽 ③融合Fc多肽 ④突变多肽 ⑤脂肪酸连接 ⑥高端制剂 ⑦PDC。

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创新多肽药物发现思路

在直播中,安吉生物创始人&CEO徐寒梅教授分享了一个微肽研究相关实例:“基于安吉生物的平台,我们前期根据癌症基因图谱(TCGA)库,结合9000多例肿瘤患者与正常人的数据分析,发现了一个与头颈鳞癌发展密切相关的RNA,分析发现该RNA含量低时,对肿瘤的发生发展预后不好,死亡率高,经过进一步寻找ORF和微肽,这样就发现了全新微肽,经过活性分析发现,过表达微肽的肿瘤发生发展比较慢,进一步研究了初步的作用机理,就发现了其实是结合了一个新靶点分子,作用于SEPT2整合素β4的亚基,然后调控肿瘤细胞的生长与转移。在后续的实验中发现,单独使用该微肽的效果竟然高于西妥昔!这也证明了其具有很好的发展前景!

除了可以本身开发以外,也可以二次开发做PDC药物。而这个全新的靶点也可以筛选小分子,研发抗体药物。也可以做疫苗与诊断试剂,比如与疾病相关性高的新微肽或新靶点可以开发为特定疾病的诊断试剂。”

国内新锐——南京安吉生物科技有限公司

国内新锐的新药研发公司——南京安吉生物科技有限公司通过基于靶点的AI多肽药物辅助设计、高通量全新靶点与功能性微肽发现的技术来突出重围,引领多肽药物全球新进展。同时,作为这一创新思维的开拓者,安吉生物也深刻的意识到,多肽药物的研发存在着诸多技术挑战。为此,安吉生物开创了独有的研究平台,包括高通量微肽发现与功能验证平台、AI多肽药物辅助设计平台等,利用生物信息学、基因编辑等手段为多肽药物研发提供技术支持。

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高通量的全新靶点与微肽发现

安吉生物拥有国际领先的高通量微肽发现与功能验证平台,利用基于转录组测序、蛋白质组学、基因编辑等手段开发全新的高通量微肽发现技术,快速批量发掘发现全新人类内源性微肽及其结合蛋白,发现全新药物靶标,并设计产生“first-in-class”的多肽药物分子,推进临床前研究。

平台可以通过批量筛选潜在的人类内源性全新微肽,获得全新的疾病靶标,并用于诊断和治疗等一系列产品的开发,同时由于所开发的微肽是人类天然存在的内源性微肽,用于人类疾病的诊疗安全性高,并针对不同的适应症进行全新微肽开发,在多种适应症中进行应用。

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基于靶点的创新多肽药物设计平台

除了高通量全新微肽的发现,安吉也致力于创新多肽药物设计,安吉生物拥有国际领先的多肽药物设计平台,利用该平台可以快速、高效的推进全新多肽药物的设计工作,结合安吉生物的药效、药代动力学快速筛选平台,可以加速获得全新的候选多肽药物,目前已成功利用该平台完成近数十个先导多肽的设计工作。公司除了拥有具有自主知识产权的多肽药物设计平台外,还建立了一整套国际一流的基于分子生物学、药理学、和有机化学等多学科交叉的多肽药物改造平台,可有效提高先导多肽的药效活性、延长先导多肽半衰期、改善先导多肽的理化性质,通过该平台已成功孵化出多项创新多肽药物产品,有的已经开启Ⅱ期临床。

利用这一平台的创新优势,基于AI药物辅助设计加快先导多肽的获得,其所获得的多肽结构也具有更好的成药性,同时通过虚拟设计,减少实体肽库合成,降低研发成本。

除此之外,公司还配备有体内外药物活性快速筛选平台,可以实现高通量活性筛选。

体外活性筛选平台

体内活性筛选平台

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研发团队人才优势

就研发团队而言,安吉生物拥有创新多肽药物研发的高端人才团队,公司创始人兼CEO徐寒梅博士专注多肽创新药物研发20年,专注于多肽全新靶点发现;同时负责2个一类多肽新药临床批件;主持多项国家自然科学基金、国家“863”高科技发展计划、国家新药创制科技重大专项;团队硕士及其以上学历者占65%以上,团队成员分别被评选为国家级人才计划专家,南京市“科技顶尖专家集聚计划”入选人才,南京市“科技创业家”,联合国教科文组织2020年科学与技术大使;同时拥有澳大利亚、法国多肽领域顶尖科学家顾问团队。

对于多肽药物的发展,安吉生物创始人&CEO徐寒梅教授在直播中讲到:“对于创新多肽靶点与多肽分子在未来还有许多机遇与挑战,要求具有全面的知识储备与总体把握。我认为一个药物的研发需要政产学研金合作发展,这样才会推进得更快。当然,发现一个分子后,也要建立全面的评价体系。”

合肥科生景肽生物科技有限公司成立于2018年,目前已经打造了全球领先的以肽为核心的生命分子发现、合成生产、结构优化、递送平台,主要瞄准肽发现及靶向递送,专注于为各大制药企业、生物技术公司、科研单位提供一站式的定制化研发服务。 公司独有的KPDS™平台(KS-V Peptide Discovery Services Platform)是国际领先的的多肽药物发现平台,我们致力于创新药物的高效和精准开发,以科生景肽专有KPDS技术为核心,提供一站式,定制化的多肽发现服务,以灵活的产品形式和服务模式助力广大客户各类药物发现项目的快速推进和应用探究,包括但并不限于疾病诊断及保健功能产品、多肽药物、核素偶联药物(RDC)、基于小分子的肽药物偶联物(PDC)和多功能肽偶联物等。
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