AlphaFold的抗体正确打开方式是什么？

近年来，全球医药市场的发展重心正从小分子化学药加速转向生物大分子药物，比如基因工程药物、抗体工程药物、血液制品药物和疫苗等。其中，抗体药物由于其高特异性、不良反应越来越少，成为目前市场最受欢迎的治疗药物之一，2018年，全球治疗性单克隆抗体市场价值约1152亿美元，预计到2025年将达到3000亿美元。随着抗体新药被批准用于治疗各种人类疾病，包括癌症、自身免疫、代谢和传染病，治疗性抗体药物的市场经历了爆炸性增长。截至2019年12月，美国FDA已批准79种治疗性单克隆抗体，但仍有巨大的增长潜力。

AlphaFold精准快速预测蛋白质结构

筛选与抗原高效结合的抗体一直是在抗体药物开发过程中的核心环节。预测和获得蛋白质的结构是研究抗原-抗体结合的关键前提，却也是生命科学研究过程中的重大挑战，目前生物学家主要利用X射线晶体或冷冻电镜等技术来破译蛋白质的三维结构，但是该过程时间长、成本高。近年来，AlphaFold的出现颠覆了生物学研究，可以成功的根据蛋白质氨基酸序列快速预测蛋白结构，甚至与实验结果相差无几。今年，DeepMind计划发布总计1亿多个结构预测，相当于所有已知蛋白的一半。AlphaFold预测结构的成功，让更多生物学家将目光投向计算机AI智能和综合实验相结合的研究方法，从而更快速、更准确的获得蛋白质的三维结构。

AlphaFold 2预测人类TDP-43的结构模型

AlphaFold联合Syno^® Ab设计“生物学更优”抗体

AlphaFold在预测蛋白结构上出类拔萃，但是却无法预测蛋白质在遇到相互作用的蛋白或者药物分子等情况下是如何变化的。泓迅科技Syno^® Ab抗体平台却完美的解决了此问题，以AlphaFold预测的抗原结构为起点，利用强大的生物类药计算为依托有效模拟抗原-抗体对接，将计算机技术与实验相结合，帮助广大研究人员有效降低抗体研发总成本、缩短研发周期。

Syno® Ab平台流程图

泓迅科技提供抗体人源化、全人源抗体库设计等服务，促进“生物学更优”的抗体药物开发。泓迅科技基于成熟的文库合成技术及计算机建模和模拟技术，整合了生物信息学和结构生物学的方法，开发了一套集成的抗体人源化和亲和力成熟平台。该平台通过对多个人源抗体序列的初始筛选，并依据同源性、关键残基位点、残基溶剂可及性等因素筛选出高度匹配的人源抗体骨架序列，然后结合CDR移植的适宜性筛选出具有与亲本抗体相当或更好的特异性、生物活性、热稳定性和生产力的人源化抗体以供表达。

抗体人源化流程图

目前，人源化抗体在肿瘤、病毒感染、自身免疫性疾病、特异性免疫性疾病等多个领域显示出极大的应用前景，其靶向性好，毒性小等特点，非常适合肿瘤的内放射治疗，比如临床上用于治疗转移性乳腺癌的人源化抗体赫赛汀，治疗结直肠癌的人源化抗体西妥昔单抗等。

人源化单克隆抗体药物（Tocilizumab）在排斥反应中的应用

抗体制备为抗体药物研究提供底盘技术

利用AlphaFold预测蛋白质的结构和利用Syno^® Ab模拟抗原-抗体的结合是抗体药物开发的起点，唯有合成、制备出发挥作用的抗体应用于后续的药物研究才能将蛋白/抗体AI技术的存在的实际作用最大化。泓迅科技作为合成生物学赋能技术的领导者之一，建立了全面的抗体工程一站式服务平台，完美实现从抗体de novo设计、序列优化和合成到重组抗体表达和纯化的闭环。让AI技术与药物开发实验相结合，大幅降低抗体药物开发的难度、缩短整个开发周期。

重组抗体表达一站式服务

抗体基因合成&克隆

泓迅科技专有的NG^TM Codon密码子优化技术可以优化序列，使其更易合成和表达，之后利用先进的Syno® GS合成技术平台进行基因合成，周期短、高通量、解决各种重复序列、发卡结构、高GC、poly结构等复杂序列问题。我们保证合成准确无误的基因，并克隆至您所感兴趣的克隆或表达载体中。

质粒制备

泓迅科技开发并完善了质粒制备的生产线，质粒生产过程不含有动物材料，同时可将内毒素含量控制在较低水平（<5EU/mg），质量稳定，批间差小，满足各领域客户多样化的下游应用，如转染、抗体制备、疫苗和基因治疗研究等。

重组抗体表达及纯化

凭借多年抗体工程领域的研究经验和领先的专业技能，泓迅科技能够提供一系列形式多样化的重组抗体制备服务，包括单链抗体（scFv）、抗原结合片段（Fab）、双特异性抗体、嵌合抗体制备等。我们自主开发的多种高表达载体，在高通量基因合成和抗体表达平台可实现标准化的量产，同时具备周期短、效率高、通量大、纯度高等优点。我们为工程抗体的生产提供一站式服务，只需要几周时间，极大地推动了科研项目和候选药物开发的进展。

抗体配置形式

抗体药物未来的发展

治疗性抗体大致可分为两大类。在第一类中，抗体直接用于疾病治疗。这类癌症治疗可能通过几种不同的机制发挥作用，包括介导途径（如ADCC/CDC）、直接靶向癌细胞诱导凋亡、靶向肿瘤微环境或靶向免疫检查点。在介导途径中，抗体通过招募自然杀伤细胞或其他免疫细胞来杀死癌细胞。传统上，直接诱导癌细胞凋亡是治疗性抗体的首选机制。关于靶向肿瘤微环境，抗体可以通过靶向参与癌细胞生长的因子来抑制肿瘤的发生。免疫检查点已被证明是癌症治疗的重要目标。在未来，评估抗体与化疗药物、放疗或其他生物制剂协同作用的研究将极大地促进抗体治疗学的进一步发展。此外，新的生物标记物的鉴定可能提高基于抗体的人类疾病治疗的疗效和特异性。

在第二类抗体药物中，对抗体进行额外的修饰以提高其治疗价值。一些常用方法包括免疫细胞因子、抗体药物结合物、抗体放射性核素结合物、双特异性抗体、免疫脂质体和嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）治疗。

基于抗体的癌症治疗方法的发展示意图概述

治疗性单抗可以被精确的设计和优化，具有高度可重复性。近年来，治疗性多抗和治疗性混合抗体的开发也逐渐突显其应用价值。多抗具有多个药物靶点并结合更多表位，对诸如SARS-CoV-2在内的极易突变菌株具有强大的抵抗力；而混合抗体则是将两种或多种单抗的组合，具备单抗的所有优点，利用每个单抗的协同作用和互补性使其成为治疗疾病最好的选择。相信随着科学研究的不断深入，交叉学科的不断发展，会有越来越多的计算机算法与AI设计运用到抗体药物的开发中。泓迅科技以领先设计及先进制造走在合成生物学领域的前列，致力于成为合成生物学赋能技术领导者之一，以我们的技术和平台赋予您强大创造力与合成力。

参考文献

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