12月16日,美国食品药品监督管理局(FDA)批准英国葛兰素史克公司(GSK)的“半年一次”超长效IL-5单抗Depemokimab(Exdensur)用于治疗哮喘和慢性鼻窦炎伴鼻息肉(CRSwNP)。现有治疗哮喘的生物制剂需每 4–8 周给药,患者一年要跑 6–13次医院,Depemokimab半年一针,为患者带来极大便利性。它能否横扫嗜酸哮喘市场?
一、靶点与分子工程
Depemokimab的靶点蛋白是IL-5 。IL-5是同源二聚体,每条链115aa,存在二硫键,锁定了“螺旋束”构象。
IL-5是嗜酸细胞的关键生长因子,靶点途径为IL-5结合IL-5Rα受体,招募β链(与 IL-3/GM-CSF共享),使JAK2/STAT5磷酸化,导致嗜酸性粒细胞过度生长。

图:IL-5/IL-5R通路示意图
From:doi: 10.3389/fphys.2019.01514
Depemokimab的“半年一针”长效性并非单一因素造就,而是“高亲和力+FcRn回收增强+清除减慢”三重分子设计的叠加结果。下面按“蛋白-细胞-整体”三个层次拆解其长效原理,并给出关键数据。
1. 蛋白层面
Depemokimab与IL-5的α-螺旋形成“钳形”包埋,几乎盖住 IL-5Rα 的对接位点,阻止IL-5的信号传导。复合物一旦形成,不会快速解离,可稳定存在数小时至数天。血浆中几乎全部IL-5被抗体“中和”,游离 IL-5几乎测不到,为后续“长半衰期”奠定药效学基础。
2. 细胞层面
Fc段是抗体的一个重要部分,它与免疫系统的其他成分(如Fcγ受体)相互作用,从而影响抗体的半衰期。Depemokimab的Fc段进行了M252Y/S254T/T256E(YTE)的工程化改造,改变抗体药物在体内的回收。在内吞体(endosome)酸性环境pH 6.0里,药物与Fc受体结合更牢,避免被溶酶体降解。血流恢复中性pH7.4后迅速解离,抗体重新进入循环。具体来说,这些改造能:
①减少与内源性受体的结合:减少Depemokimab与肝脏和脾脏细胞表面受体的结合,从而延缓其在体内的清除。
②增强与Fcγ受体的亲和力:与免疫系统中的受体结合更为稳定,药物在体内停留的时间更长。
③增强与半衰期相关的特性:使抗体-IL-5复合物不被肾脏快速滤过,亦不被肝脏清除,药物在体内的代谢速度减缓,延长药物的作用时间。
这种Fc段的改造提高了药物的药代动力学特性,使得Depemokimab能够在体内维持较高浓度的有效成分,从而减少给药频率。
3. 整体层面
除了Fc段的改造外,Depemokimab的分子设计可能还包括可减少免疫系统的识别和清除,减少肝脏代谢等机制,以进一步延长其在体内的停留时间。
4. 延长半衰期的药代动力学特性
通过Fc段改造和抗原结合的优化,Depemokimab表现出延长的药代动力学半衰期。
延长的半衰期使得Depemokimab相比传统的单克隆抗体具有更长的作用时间,可以减少患者的给药次数。
5. 持续治疗效果和患者依从性
由于Depemokimab能够保持长时间的效果,患者在接受治疗时能够享受持续的临床改善,例如减少过敏症状、减少哮喘发作等。长效的特点不仅减少了治疗频率,还能提高患者的治疗依从性,因为患者不需要频繁去医院或注射药物。

图:Depemokimab工作原理
二、IL5单抗研究相关检测
(一) TR-FRET高通量药物筛选(快速1h检测)
蛋白A与蛋白B之间的相互作用是通过使用Eu标记的抗Tag1抗体(TR-FRET供体)和 Accepter标记的抗Tag2抗体(TR-FRET受体)检测的。由于蛋白A与蛋白B结合介导供体抗体与受体抗体接近,供体抗体的激发会触发向受体抗体的荧光共振能量转移(FRET),使受体抗体特异性发射665nm波长的信号。该特定信号与蛋白A与蛋白B相互作用的程度成正比。该均相实验操作简单,无需洗涤步骤。

检测步骤简述如下:
在96/384浅孔板中加入4ul蛋白A,4ul蛋白B,2ul药物(抗体/多肽等),10ul抗体混合溶液。室温孵育1h,使用酶标仪320 nm 激发,615和665 nm 双波长读取。随着药物(抗体等)浓度梯度增加,蛋白A(B)被竞争,FRET信号下降,得到IC50 曲线。
(二)信号通路检测(磷酸化蛋白)
1、THUNDER TR-FRET磷酸化检测试剂盒
以Phospho-STAT5为例
THUNDER TR-FRET采用经典的双抗夹心检测模型检测STAT5水平,两个标记了荧光Eu和FR的抗体分别识别STAT6磷酸化表位和稳定区表位,抗体结合拉进荧光基团,320nm激发后进而产生FRET(荧光共振能量转移),从而在665nm检测荧光信号值。
THUNDER检测技术特异性好,灵敏度高,重复性好,通量高,操作简单,手动15min即可完成实验。

图:THUNDER TR-FRET磷酸化STAT5检测原理及操作流程

图:THUNDER TR-FRET磷酸化STAT5在A431细胞验证数据
2、WB和流式抗体
Phospho-Stat5 (Tyr694) Recombinant Rabbit为例

图左:WB result of Phospho-Stat5 (Tyr694) Recombinant Rabbit mAb.Primary antibody: Phospho-Stat5 (Tyr694) Recombinant Rabbit mAb at 1/1000 dilution.Lane 1: untreated,A431 whole cell lysate 20 µg. Lane 2: A431 treated with 100 ng/ml EGF for 5 minutes whole cell lysate 20 µg.Secondary antibody: Goat Anti-rabbit IgG, (H+L), HRP conjugated at 1/10000 dilution.Predicted MW: 91 kDa.Observed MW: 90 kDa.
图右:Flow cytometric analysis of 4% PFA fixed 90% methanol permeabilized human peripheral blood T lymphocytes, treated with CD3, CD28 beads (Right panel) or untreated (Left panel), labeling Phospho-Stat5 (Tyr694) antibody at 1/200 dilution (0.25 μg)/ (Red) compared with a Rabbit monoclonal IgG (Black) isotype control and an unlabelled control (cells without incubation with primary antibody and secondary antibody) (Blue). Goat Anti - Rabbit IgG Alexa Fluor® 488 was used as the secondary antibody.
(三)细胞因子检测(Biomarker检测)
1、THUNDER TR-FRET细胞因子检测
Human CCL17/TARC为例——专利用品
THUNDER细胞因子检测是基于双抗体夹心法,标记荧光供体和受体的CCL17抗体Eu-Ab1和FR-Ab2,分别与细胞上清中CCL17结合,产生能量共振转移FRET(615nm),进而产生665nm荧光信号,荧光信号强度与CCL17浓度成正比。全程仅需1h,免洗,可高通量。检测灵敏度高,上限宽。
Human CCL17/TARC检测范围:2.4-30000pg/ml

图:Human CCL17/TARC 检测原理,流程及标曲
Human IL4 检测范围:6.4–30000 pg/ml

图:Human IL4检测原理,流程及标曲
2、OneStep ELISA细胞因子检测
OneStep ELISA开发标签抗体捕获技术,板底包被标签抗体,可高灵敏捕获双抗夹心复合物,搭配高特异性重组单抗,一步即可在溶液中形成抗体-分析物夹心复合物。可轻松准确定量蛋白。仅需1h,即可定量细胞因子。
Human IL-13为例,Range:3.9pg/ml-250pg/ml。

图:OneStep ELISA检测原理及Human IL13标曲数据
(四)过敏原IgE检测
Human IgE OneStep ELISA Kit

图左:Standard curve:Range 0.156 ng/mL–10 ng/mL。
图右:To assess the linearity of the assay, three samples were spiked with high concentrations of Human IgE in various matrices and diluted with the appropriate Calibrator Diluent to produce samples with values within the dynamic range of the assay.
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