【抗体小课堂】HUGO-Mab、HUGO-light和HUGO-nano抗体小鼠,如何精准选择?
在抗体药物研发的 “战场” 上,选对小鼠模型至关重要。上期我们剖析了 C57BL/6、BALB/c 和 SJL 背景全人源化抗体鼠的特性与应用,本期聚焦赛业生物的明星产品 ——HUGO-MabTM、HUGO-LightTM和 HUGO-NanoTM小鼠模型,它们就像三位身怀绝技的"超级英雄",看看它们如何各展神通,为你的研发之路精准导航。我们先来看下三位英雄的档案:
能力指标 | HUGO-Mab™ | HUGO-light™ | HUGO-nano™ |
(全能战士) | (轻链专家) | (纳米特种兵) | |
抗体类型 | 传统IgG | 轻链优化IgG | 单域抗体(VHH) |
基因编辑 | 全人源的重链、κ轻链和λ轻链可变区基因 | 全人源的重链可变区基因、固定人源κ轻链可变区基因、缺失λ轻链 | 全人源的重链可变区基因、无轻链和 CH1 区 |
分子量 | ~150 kDa | ~150 kDa | ~15 kDa |
穿透能力 | 常规 | 常规 | 超强组织穿透 |
核心战力 | 多样性高,保留轻重链天然组合,更接近人类抗体库特征,适合需高亲和力、宽表位覆盖、结合多样性强的常规单抗开发。 | 轻链固定,解决抗体开发时候在序列筛选阶段的复杂性问题,适合双抗开发。 | 体积小,穿透性强,适用于开发小尺寸、高穿透性、可识别特殊表位的抗体,尤其适合传统抗体难以到达的靶点(如脑内、肿瘤深部)或特殊隐蔽表位(如酶活性中心缝隙)。 |
(研发优势) | |||
弱点 | 分子量大穿透性受限;天然轻重链随机配对可能产生大量非目标组合,不适合双抗快速开发。 | 固定轻链可能牺牲部分表位结合能力,或导致某些靶点抗体亲和力低;可能遗漏依赖 λ 轻链识别的表位。 | 缺乏Fc区,半衰期短,ADCC/CDC效应功能缺失;仅依赖重链可变区识别抗原,抗原结合表位范围有限。 |
一、HUGO-MabTM:经典全人单抗研发的 “全能战士”
(一)核心特性:复刻人类抗体的 “原汁原味”
赛业生物的HUGO-MabTM小鼠使用TurboKnockout® ES打靶技术,将(i)小鼠抗体重链和Kappa轻链可变区序列在原位被替换为人源可变区基因序列,不表达小鼠V(D)J序列,但保留了小鼠恒定区编码基因和调控元件,以支持抗体类型转换;另外将(ii)小鼠Lambda轻链可变区及恒定区序列全部替换为人源基因序列,不表达小鼠Lambda轻链序列。HUGO-Mab™小鼠中含有所有的人源抗体可变区序列,其多样性丰富。面对抗原刺激时,能够产生与野生型小鼠相同水准的强烈免疫反应,产生高效价和多样性抗体。
因此,HUGO-MabTM小鼠携带全套人类免疫球蛋白基因,包括重链、Kappa 和 Lambda 轻链可变区 germline 基因,如同搭建了一座完整的人类抗体 “生产工厂”。这意味着它能在体内产生接近人类天然抗体的全人源抗体,免疫原性低,亲和力成熟机制完备,就像战士配备了全套装备,能在不同战场灵活应对,HUGO-MabTM对多种靶点和研发场景都有出色表现 。
(二)适用场景:单抗研发的 “主战场”
1、针对构象型表位的治疗性抗体开发:构象型表位依赖抗原蛋白的三维结构,需重链和轻链可变区协同识别(单一链难以精准结合),例如CXCR4 的活性表位是其胞外区折叠形成的构象结构,需重链和轻链可变区通过多样性组合 “匹配” 这一构象。HUGO-MabTM小鼠的重链 + 轻链可变区自然配对,能筛选出高特异性结合活性构象 CXCR4 的抗体,阻断其与配体(如 SDF-1)结合,抑制肿瘤转移或 HIV 入侵。
2、弱免疫原性抗原的抗体开发:部分抗原(如自身抗原、保守性强的病毒抗原)免疫原性弱,需依赖重链 + 轻链可变区的多样性组合才能产生足够亲和力的抗体。例如针对某些免疫原性很弱的多肽类抗原,传统的方法只能通过免疫兔子来获得高亲和力抗体。HUGO-MabTM小鼠经过四次免疫后也可以产生大约243,000的免疫效价。并且,免疫后的HUGO-MabTM小鼠脾脏B细胞经过单B技术筛选,可以获得亲和力在纳摩尔(nM)水平的多肽抗原特异性抗体。
3、诊断用抗体开发(需高特异性区分相似抗原):诊断抗体需精准识别目标抗原,避免与同源蛋白交叉反应。例如PS(前列腺特异性抗原,前列腺癌标志物) 存在多种亚型(如游离 PSA、结合 PSA),且与其他丝氨酸蛋白酶(如激肽释放酶)同源性高。HUGO-MabTM小鼠的重链 + 轻链可变区可通过多样性组合识别 PSA 特有的构象表位,开发出高特异性诊断抗体,避免假阳性。
二、HUGO-LightTM: 共轻链抗体的 “轻链专家”
(一)核心特性:标准化轻链的 “协同作战”
赛业生物的HUGO-LightTM小鼠的独特之处在于其共轻链设计。该品系小鼠(i)重链使用HUGO-Mab™小鼠重链,可变区替换为人源VDJ可变区全长序列;(ii)Kappa轻链经TurboKnockout® ES打靶技术改造,使得小鼠Kappa light chain可变区固定仅表达1个VJ可变区组合;(iii)Lambda light chain完全缺失,这种基因编辑方式使小鼠产生的抗体具有相同的轻链。
HUGO-LightTM小鼠如同一位擅长 “标准化协作” 的专家,让不同重链都能与它产生的抗体统一轻链高效配对。这种设计与Knob-into-hole技术搭配使用,既可以省去了某些双抗结构专利的高额授权费,也避免了传统抗体轻链错配的问题。这就像部队采用标准化装备,大幅提升协同作战效率,显著简化双抗、多抗的工程化改造流程。
(二)适用场景:双抗 / 多抗研发的 “协同战场”
1、双特异性抗体开发:在双抗研发中,需要两种不同的抗体片段精准组合,识别两个不同的靶点。HUGO-LightTM小鼠的共轻链特性,可使两条不同的重链分别与共轻链配对,形成双抗结构,减少错配杂质,是双抗研发的理想工具。这就像 “轻链专家” 协调两支特种部队,精准打击两个靶点。
2、多特异性抗体构建:对于更复杂的多特异性抗体,HUGO-LightTM小鼠同样能发挥优势。其共轻链可作为通用 “配件”,与多种重链组合,构建出能同时识别多个靶点的多特异性抗体,为攻克复杂疾病(如多靶点驱动的肿瘤)提供有力武器。
三、HUGO-NanoTM:纳米抗体的 “纳米特种兵”
(一)核心特性:小巧灵活的“精准突破”
HUGO-NanoTM全人纳米抗体小鼠(Fully Human Heavy Chain Antibody Mice)是一种经过基因改造的小鼠模型,用于产生完全人源化的仅重链抗体。HUGO-NanoTM小鼠产生的抗体由单一的重链组成,无需轻链辅助即可与抗原结合,类似于骆驼科动物的重链抗体。HUGO-NanoTM小鼠结合了全人源抗体的临床优势和仅重链抗体的结构特点,具有高稳定性、小分子量和工程化潜力,适合用于复杂疾病靶点的开发。这种技术推动了抗体药物在新靶点开发、双特异性抗体设计及诊断工具开发中的广泛应用。
赛业生物的HUGO-NanoTM小鼠专注于纳米抗体的生产,如同一位身材小巧、行动敏捷的 “纳米特种兵”。纳米抗体具有分子量小、穿透力强、稳定性高的特点,能深入传统抗体难以抵达的 “阵地”(如细胞内靶点、肿瘤微环境深处),在药物研发中展现出独特的应用潜力。
(二)适用场景:特殊靶点的 “攻坚战场”
1、需穿透血脑屏障的中枢神经系统疾病治疗:血脑屏障对大分子(如常规抗体,150kDa)穿透性极差,纳米抗体由于其小尺寸可通过被动扩散或受体介导进入脑内。如Tau 蛋白聚集在脑内神经元中,常规抗体难以穿透血脑屏障。若通过HUGO-NanoTM小鼠筛选出抗 Tau 纳米抗体可穿过血脑屏障,结合过度磷酸化的 Tau(阻止其聚集),且小尺寸可更均匀分布于脑组织(覆盖更多病灶)。
2、实体瘤深部靶点的抗体开发:实体瘤(如胰腺癌、肝癌)存在致密基质(纤维化组织),常规抗体难以穿透至肿瘤内部,纳米抗体可通过基质缝隙到达深部病灶,如Claudin 18.2在胃癌细胞表面,高表达,但肿瘤中心被纤维基质包裹(常规抗体穿透率 < 10%)。而纳米抗体可穿透基质到达肿瘤深部,提高肿瘤治疗的精准性和疗效。
3、识别 “隐蔽表位” 的抗体开发:功能表位隐藏在蛋白的缝隙或凹槽中(如酶的活性中心),常规抗体因抗原结合位点 “体积大” 难以插入,如KRAS G12C 的致癌性依赖其活性中心的 GDP/GTP 结合口袋(隐蔽表位,开口狭窄),常规抗体难以进入。纳米抗体可通过灵活的重链可变区插入口袋,结合 G12C 突变位点(阻止 GDP 释放,抑制 KRAS 激活),且小尺寸可与小分子抑制剂协同(抗体阻断蛋白相互作用,小分子抑制酶活性)。纳米抗体小鼠可产生针对这些特殊靶点的纳米抗体,为开发针对 “隐蔽表位” 靶点的药物开辟新途径。
四、选择策略:按 “战场需求” 匹配英雄
1、研发目标导向:
- 如果您的研发目标是开发针对常见靶点的经典单克隆抗体,追求抗体的人源化程度和亲和力成熟,“全能战士” HUGO-MabTM小鼠无疑是首选,它能您提供最接近人体天然抗体的产品。
- 若聚焦于双抗或多抗研发,没有自主知识产权的双抗结构,希望简化双抗构建过程、提高筛选效率, “轻链专家” HUGO-LightTM小鼠的共轻链设计将为你减少冗余工作(赛业目前有Top 8 κ轻链胚系基因和2款4个高频的轻链V基因的共同轻链小鼠可供选择)。
- 而当面对特殊靶点、需要开发纳米抗体时,“纳米特种兵” HUGO-NanoTM小鼠则是不二之选,其在纳米抗体生产方面的优势无可替代。
2、靶点特性适配:考虑靶点的位置、结构和功能特性。
- 对于细胞表面或胞外靶点,三种模型都有各自的应对策略;
- 然而,针对细胞内靶点及需要穿透实体瘤致密微环境的靶点,HUGO-NanoTM小鼠产生的纳米抗体可能更具优势。
同时,若靶点具有人鼠高度同源性,可能需要借助 HUGO-Ab-eKOTM小鼠(基于 HUGO-Ab 系列,敲除小鼠靶点基因,增强免疫应答)来提高抗体筛选成功率。
(下下期“抗体小课堂”将为大家介绍HUGO-Ab-eKOTM小鼠的构建方式与应用场景,敬请期待!)
HUGO-MabTM、HUGO-LightTM和 HUGO-NanoTM小鼠模型各有千秋,在抗体药物研发中扮演着不同但至关重要的角色。通过精准把握研发目标和靶点特性,选对 “英雄” 才能在抗体药物的研发战场上事半功倍。