度拉鲁肽(dulaglutide)的分子设计低免疫原性去除ADCC

2020-09-09 作者: 康必行-小敏

  度拉鲁肽是目前最成功的一周一次超长效GLP-1受体激动剂,由礼来公司研发,2014年获得FDA批准,商品名为Trulicity。

  2018年度拉鲁肽全年销售额为34亿美元(礼来与安斯泰来),占到整个GLP-1受体激动剂市场的40%左右,仅次于利拉鲁肽的40亿美元。2019年一季度销售额增长至8.8亿美元。

  度拉鲁肽的结构为Fc融合蛋白,Fc连接2个GLP-1分子,总分子量63kDa左右。

  度拉鲁肽由2条相同链组成,每条链包含275个氨基酸,具体序列如下:

  HGEGTFTSDVSSYLEEQAAKEFIAWLVKGGGGGGGSGGGGSGGG

  GSAESKYGPPCPPCPAPEAAGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEV

  TCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVV

  SVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQ

  VYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNY

  KTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNH

  YTQKSLSLSLG

  度拉鲁肽包括6个突变位点:GLP-1部分有3个,A8G、G22E、R30G;IgG4-Fc部分有3个,S228P、E234A、F235A。对于IgG4-Fc的改造,其原理已经非常清楚,S228P可以避免IgG4的Fab exchange效应,E234A、F235A则通过突变与FcγI的结合,进一步去除ADCC效应,多家药企均采用类似的策略,包括百济神州的PD-1抗体替雷丽珠单抗(S228P之外,233、234、235的EFL突变为IgG2对应的PVA)。

  对于GLP-1部分,3个氨基酸突变后的GLP-1与天然GLP-1有90%的同源性。对比利拉鲁肽,后者仅有A8G突变(去除DPP-4的酶切位点,延长半衰期)。度拉鲁肽的G22E突变主要是去除分子聚集的倾向性,而R30G突变的主要目的是去除免疫原性。

  蛋白药物免疫原性的预测

  蛋白药物治疗都存在产生中和抗体,影响药物代谢与药效的可能,如辉瑞PCSK9抗体bococizumab即因为免疫原性过强,ADA阳性组血药清除加快,药效降低,导致该项目在经过庞大的三期临床后选择了终止研发,相关结果发布在NEJM上。

  尽管免疫原性表面上关注的B细胞表位,但药物开发过程中基本是从T细胞表位出发,这有两方面原因:首先,根据免疫过程,T细胞激活之后的T-B细胞相互作用是激活B细胞的根本原因;其次,B细胞表位本身一般是空间表位,难于预测。

  由于MHC-peptide-TCR的作用特点,T细胞表位具有MHC限定性,长度一般为12-15个氨基酸(参与T-B相互作用的主要是MHC-II对应的CD4型T细胞Tfh)。在T细胞表位分析过程中,一般是结合软件预测、MHC结合、T cell增殖等方法来预测、分析和验证T细胞表位。

  度拉鲁肽如何去除免疫原性

  度拉鲁肽R30G突变的目的即在于去除免疫原性。该突变的依据在于礼来是用Epivax的T细胞表位预测软件发现YLVKGRGGG为与DRB1*0801相互作用的强T细胞表位,R30G突变即可去除该表位。

  用于T细胞表位分析的工具有很多,Epivax公司的Epimatrix软件可谓独具特色,也应用于多家药企蛋白药物的免疫原性去除。其特色在于创始人Anne (Annie) S. De Groot于2008年发现的Tregitope,即IgG分子存在特定的序列,可以对不同MHC基因型的Treg激活,达到已知T细胞反应的效果,她将这些序列命名为Tregitope。

  Epimatrix将Tregitope的因素整合到其免疫原性预测软件中,从而得到更准确的结果。

  总结

  相比利拉鲁肽,度拉鲁肽的GLP-1部分与天然GLP-1尽管只有90%的相似度,但ADA阳性率非常低,只有1.6%,中和抗体只有0.9%,明显低于利拉鲁肽(6.9% ADA和2.3%中和)。近年来,T细胞表位与B细胞表位的关系日渐清晰,免疫原性去除策略也越发多样、成熟。

  对于Tregitope,   认为有其生理意义,因为T细胞中央耐受的过程主要就是自身抗原大量表达,自身反应性的Treg存活,转移到外周,抑制自身反应性的Th1、Th2、Th17等增殖,本质上就是Treg与Tconv的平衡。对于IgG、白蛋白这些大量存在的自身蛋白来说,存在tregitope这样的表位有其生理意义,即严格控制对该类高丰度蛋白的自身免疫发生。反之,这样的基础研究发现,可以很好的整合到药物设计的工具中,如Epivax基于此开发的免疫原性预测分析软件,可以应用到治疗药物的免疫原性去除或者反向应用到疫苗的免疫原性增强上。

  患者如果有用药需求请咨询康必行医学顾问:4006-130-650 我们将竭诚为您解答。

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