鼠源抗体深度人源化改造服务

服务简介

背景：为克服鼠源或驼源性单抗的异源性反应，三优生物推出抗体深度人源化改造服务，基于CDR移植技术，运用三优内部独特的数据库，人工智能高度参与序列设计，包括3D结构模拟、表面电荷分析、抗原抗体结合位点预测、二级结构氨基酸位点分布等，确保不影响抗体功能的基础上，最大限度提高人源化程度。

服务亮点

人工智能预测，高精确度

基于 AlphaFold 神经网络算法，精准的 3D 结构模拟，预测抗原抗体的结合位点和空间构象变化，为抗体的人源化设计提供科学严谨的参考。

独有的数据库，科学参比

基于公司丰富的项目设计和验证数据，形成独特的人源化设计数据库；科学的选择参比序列，以和母本分子序列最接近的人类天然抗体为参比模板，获得人源化程度>95%，最大程度降低抗体的异源性。

最全质控分析，系统验证

三优生物已建立全面完善的检测体系，涵盖从结构确认、理化/生化分析、生物活性分析的质控平台，符合中美申报要求。

项目经验丰富，高成功率

团队项目经验丰富，拥有200 多例抗体人源化设计经验，其中40多例设计抗体处于临床申报阶段，7 例处于临床试验阶段。

4至5周交付，快速优质

从人源化设计、基因合成、质粒构建、蛋白表达、蛋白纯化到蛋白质检的一站式交付，仅需4-5周，处于行业领先水平。

服务内容

服务流程

案例展示

1. 鼠源抗体序列3D结构模拟及参比模板分析

1.1 3D结构模拟分析、表面电势分析、氨基酸残基分析

人源化改造后抗体及人源化改造前抗体的结构模拟分析和表面电势分析如下图所示。由图可知，人源化改造后的抗体的结构和人源化改造前的抗体的结构高度相似。

1.2 抗体与抗原结合预测

将鼠源抗体序列与抗原序列进行结合位点预测，在避免影响抗原抗体互作界面的基础上，对比分析人源Germline，选择和确定待突变的氨基酸位点。

1.3 Germline分析及确认

将鼠源序列基于独特数据库与人源Germline进行比对分析，选择一系列Germline模板进行鼠源位点确认。人源化模板通常基于鼠源序列选择成药性较好的4大类Germline （IGHV1/3和IGKV1/3）作为设计模板。

1.4 鼠源序列免疫原性预测

基于公开数据库，主要对鼠源序列中与免疫细胞表面结合肽段的免疫原性进行分析

1）预测VH为低免疫原性

2）预测VL为低免疫原性

3）预测VH具有免疫原性肽段为：ILYLQMTSLRS

4）预测VL具有免疫原性肽段为：TQSPATLSV

1.5 翻译后修饰位点预测

参考独特数据库进行翻译后修饰位点预测分析

2. 人源化抗体真核表达及纯化鉴定

鼠源抗体人源化通常设计轻重链序列各3-5条，正交组合产生9-25个人源化候选抗体组合，根据组合后风险评估优选10个左右的组合进行真核表达验证。采用CHO、HEK293细胞作为宿主细胞进行表达，10 mL体积表达5-7天，通过一步亲和层析纯化获得mg级样品供下游进行质检分析。

3. 人源化抗体质检分析

3.1 人源化前后理化性质分析（SDS-PAGE/SEC/DSF）

经三优生物人源化改造后的抗体，其SDS-PAGE、SEC、DSF等各项理化性质与母本一致。

SDS-PAGE (抗体蛋白纯度> 90%)

SEC (抗体蛋白主峰> 95%)

DSF

3.2 人源化抗体的抗原抗体结合活性分析（Gator/Biacore）

抗体亲和动力学结果对抗体的亲和力及成药性评价不可或缺，三优生物人源化改造能够在提高人源化比例的同时，保证抗体亲和动力学常数与母本基本一致。

Fig. 1A Affinity kinetic analysis of parental antibody (Gator)

Fig. 2A Affinity kinetic analysis of parental antibody (Biacore)

Fig. 1B Affinity kinetic analysis of humanized antibody (Gator)

Fig. 2B Affinity kinetic analysis of humanized antibody (Biacore)

3.3 人源化抗体的抗原抗体结合活性分析（Gator/Biacore）

3.4 人源化抗体的抗原抗体结合/体外功能活性分析

案例1

某鼠源抗体人源化改造前后的细胞水平结合及阻断活性测定结果如Fig. 1，Fig. 2所示。由图可知，人源化抗体（huAb1-8）与人源化前的母本分子(Parental Ab）的 EC50值、上下平台值高度相似，表明其细胞水平结合及阻断活性与人源化前的母本分子（Parental Ab）高度相似。

Fig. 1 Comparison of the affinity of humanized antibodies to parental antibody

Fig. 2 Comparison of the blocking activity of humanized antibodies to parental antibody

案例2

某鼠源抗体人源化改造前后的结合及阻断活性测定结果如Fig. 3，Fig. 4所示。由图可知，人源化抗体（huAb1-5）与人源化前母本分子(Parental Ab）相比，二者在细胞水平的结合、阻断曲线完全重合，EC50和IC50值均在0.06 μg/mL左右，表明人源化改造较好维持了与母本分子相当的亲和力。

Fig. 3 Comparison of the affinity of humanized antibodies to parental antibody

Fig. 4 Comparison of the blocking activity of humanized antibodies to parental antibody

3.5 人源化抗体的抗原抗体结合活性分析

案例3

某鼠源抗体人源化改造前后的抗原结合以及阻断活性测定结果如Fig. 5，Fig. 6所示。由图可知，人源化抗体（huAb1-2）在蛋白水平的结合、细胞阻断活性均与人源化前母本分子(Parental Ab）相对一致，EC50和IC50值均分别维持在0.03 μg/mL和 0.5 nM 的水平，表明人源化改造后分子与母本分子亲和活性相当。

Fig. 5 Comparison of the affinity of humanized antibodies to parental antibody

Fig. 6 Comparison of the blocking activity of humanized antibodies to parental antibody

案例4

某鼠源抗体人源化改造前后的抗原结合及体外功能活性测定结果如Fig. 7，Fig. 8所示。由图可知，抗体人源化改造后（huAb1-3）与母本分子(Parental Ab）相比，其抗原结合以及报告基因激活作用均有明显增强，表明人源化后的分子亲和与功能活性不仅未受影响，而且活性进一步提高。

Fig. 7 Comparison of the affinity of humanized antibodies to parental antibody

Fig. 8 Comparison of the luciferase activity of humanized antibodies to parental antibody

3.6 人源化抗体的抗原抗体结合活性分析

案例5

某鼠源抗体人源化改造前后的细胞水平阻断与体外功能活性测定结果如Fig. 9，Fig. 10所示。由图可知，抗体人源化改造后（huAb1-5）与母本分子(Parental Ab）相比，其阻断活性相当、报告基因激活功能稍有增强，表明人源化后的分子阻断与功能活性均未受到影响。

Fig. 9 Comparison of the blocking activity of humanized antibodies to parental antibody

Fig. 10 Comparison of the luciferase activity of humanized antibodies to parental antibody

4. 人源化抗体选择原则

优选人源化候选抗体选择的原则按照优选级排列如下:

1）抗原抗体结合或阻断功能（亲和动力学结果一般为母本3倍误差范围）

2）人源化程度（回复突变位点数量＜8个）

3）表达量及理化性质（表达量与母本抗体一致，理化性质与母本抗体一致）

科研成果

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