研究靶點(diǎn)：
抗體藥物靶點(diǎn)領(lǐng)域的新熱點(diǎn)：腫瘤免疫治療，程序性死亡受體1(PD-1)
程序性死亡受體1(PD-1)是一種重要的免疫抑制受體分子，表達(dá)于活化的B細(xì)胞、T細(xì)胞和骨髓細(xì)胞，以PD-1為靶點(diǎn)的免疫調(diào)節(jié)在抗腫瘤、抗感染、抗自身免疫性疾病及器官移植存活等方面均有重要的意義。
文章摘要：
作為免疫檢查點(diǎn)蛋白之一，PD-1在下調(diào)T細(xì)胞活化中起重要作用，通過結(jié)合腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的配體PD-L1和PD-L2，傳導(dǎo)抑制性的信號(hào)，減低T細(xì)胞的增生，從而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞逃離人體免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和攻擊，因此，PD-1是癌癥免疫治療中的一個(gè)重要靶標(biāo)。PD-1免疫療法就是針對(duì)PD-1或PD-L1設(shè)計(jì)特定的蛋白質(zhì)抗體，阻止PD-1和PD-L1的識(shí)別過程，部分恢復(fù)T細(xì)胞功能，從而使T細(xì)胞可以殺死腫瘤細(xì)胞，解除腫瘤細(xì)胞逃避免疫系統(tǒng)。PD-1抗體是當(dāng)前備受矚目，廣為關(guān)注的一類腫瘤療法。盡管治療性抗體是為人類開發(fā)的，但在臨床前階段，需要在動(dòng)物模型中評(píng)價(jià)分子的功效和安全性。其中，最直接和最具成本效益的方法是在小鼠模型中測(cè)試與人和鼠靶兩者有交叉反應(yīng)的抗體。
考慮到PD-1抗體在治療各種癌癥中的重要性和廣泛應(yīng)用，本研究希望開發(fā)這種抗體以加速PD-1抗體的臨床前研究。目前批準(zhǔn)用于臨床或正在研發(fā)中的PD-1抗體都只靶向人hPD-1，而并不顯示與鼠mPD-1有交叉反應(yīng)。因此，本研究開發(fā)并首次報(bào)道了一種具有人/鼠PD-1交叉反應(yīng)的功能性抗體，并將該抗體的表位與僅同hPD-1結(jié)合的抗體表位進(jìn)行了比較。
本研究首先用hPD-1和mPD-1免疫大鼠，通過篩選大量的大鼠雜交瘤克隆發(fā)現(xiàn)了一種既能靶向hPD-1又能靶向mPD-1的抗體R9和只靶向hPD-1的抗體R11。為了快速識(shí)別兩個(gè)抗體的表位，本研究采用了丙氨酸掃描，并基于ELISA和表面等離子共振技術(shù)。同時(shí)結(jié)合分子模擬的方法，采用Discovery Studio中Model Antibody工具中的MODELER程序構(gòu)建出了R11和R9抗體結(jié)構(gòu)模型，并在此基礎(chǔ)上使用Discovery Studio中ZDOCK/RDOCK蛋白-蛋白對(duì)接/優(yōu)化程序，將這兩個(gè)抗體與hPD-1進(jìn)行了對(duì)接，預(yù)測(cè)了兩種抗體不同的結(jié)合模式，研究了他們的結(jié)合表位，從而精細(xì)解釋了具有人/鼠交叉反應(yīng)抗體的交叉反應(yīng)性機(jī)制。
圖. 抗體R11(A)、R9(B)與hPD-1結(jié)合模式的預(yù)測(cè)。
文中抗體模擬部分采用的Discovery Studio模塊：
· DS MODELER：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同源建模程序，由professor Sali于1993年開發(fā)，該程序至今已被學(xué)術(shù)論文引用了9000多次，學(xué)術(shù)結(jié)果遍布各類雜志。只要給出未知結(jié)構(gòu)序列與另一個(gè)已知三維結(jié)構(gòu)且具有一定同源性的蛋白，便可自動(dòng)并快速預(yù)測(cè)蛋白結(jié)構(gòu)。除了普適的蛋白同源建模模塊以外，還有專門的抗體建模模塊，可以實(shí)現(xiàn)抗體Fab區(qū)、Fv區(qū)、全長(zhǎng)抗體以及雙特異性抗體結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。
· DS Protein Docking：快速而準(zhǔn)確的蛋白-蛋白(抗體-抗原)復(fù)合物結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)工具。Protein Docking采用經(jīng)典可靠的ZDOCK算法預(yù)測(cè)蛋白-蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)，共包括ZDOCK、ZRANK、RDOCK三個(gè)計(jì)算模塊。ZDOCK用于蛋白-蛋白剛性對(duì)接，ZRANK用于對(duì)ZDOCK得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于能量的重打分，RDOCK則基于CHARMm能量最小化方法優(yōu)化ZDOCK得到的結(jié)構(gòu)。
Discovery Studio中其它可應(yīng)用于抗體新藥設(shè)計(jì)的模塊可參看：http://uee.me/dG6u 《Discovery Studio在抗體研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用解決方案》
