基因治疗

是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。即将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。从广义说,基因治疗还可包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。

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廿载春秋兔单抗:兔单抗的前世今生--兔单抗技术发明人朱伟明老师漫谈二十年开发之路

来源:生物谷 2018-05-08 16:16

导语:朱伟民,与著名学者余国良等共同创办Epitomics公司(专利创新技术:RabMAb®,兔单抗开发平台拥有者)。朱伟民于厦门大学获得细胞生物学硕士学位(M.S.),随后在浙江大学病理研究所进行鼠单抗开发工作,和在意大利米兰大学药理学院做访问学者。之后任职于UCSF Gladstone Institutes 和 Lung Biology Center,在UCSF期间发明RabMAb®技术。发表文献20多篇,共同发明专利10 多个。并于加州大学深造并获得MBA学位。

以下为朱老师本人撰写的RabMAb®单抗研发经历及心得,希望对您的工作及求学生涯有所帮助。



上世纪八十年代末,我最先接触的是鼠单抗的制备与应用。九十年代在米兰大学及加州大学旧金山分校留学期间,我继续用鼠单抗作为主要的研究工具之一,从事动脉粥样硬化机制的研究及癌症发病机理、诊断与治疗的研究。但由于鼠单抗在“亲和力”、“特异性”,以及应用于小鼠动物模型的缺陷,自上世纪九十年代中期,我与研究团队开始寻找更好的抗体研究工具,机缘巧合之下,兔子成了我们的目标,从而诞生了RabMAb®单抗。

1%的幸运来自99%的勤奋

兔的抗血清用于科学研究已有一百多年历史,远远早于鼠抗使用,尤其是在亲和力及特异性上更胜一筹。甚至在上世纪初,就有科学家们尝试用兔的抗血清来治疗一些传染病。然而,可能是由于兔强大的免疫系统,无法像小鼠一样被化学诱导产生骨髄瘤,从而难以建立用于制备杂交瘤单克隆抗体的融合细胞株(fusion partner cell line)。

芝加哥Loyola大学的Katherine Knight教授(曾是美国微生物及免疫协会主席)用了近十年的时间才将二个癌基因引入兔子建立转基因兔,人为地促使兔子长出B细胞骨髄瘤,并在九十年代中期制备了第一株兔源的杂交瘤,可以分泌兔的单克隆抗体。然而第一代融合细胞株(240E-1)极不稳定且产量低,当时许多实验室从Knight教授那里得到了该细胞株,但都无法产生有价值的、稳定的杂交瘤,当然也包括我当时所在的实验室。但是我的导师Robert Pytela和我并没有放弃继续探索,在长达一年多的时间里筛选了成千上万个240E-1的延伸细胞株,最后非常幸运地获得了唯一的一株全新的融合细胞株(与第一代融合细胞株相比,全新的融合细胞株具有不同的染色体数目,基因图谱及分裂速度)。该融合细胞株可以用于产生稳定的兔源杂交瘤,稳定地分泌兔单克隆抗体。至此,在1997年,世界上第一株用于产生可行的、稳定的、高质量兔单隆抗体的融合细胞株在加州大学旧金山分校的实验室诞生了!该细胞株最终被命名为240E-W。


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一个实验失误,却诞生了一个公司

有制备鼠杂交瘤经历的人都知道,筛选亚克隆杂交瘤必须争分夺秒,当杂交瘤形成且长至一定大小时,必须在几天内,甚至1-2天内就完成这一过程,否则杂交瘤会由于过度生长而死亡。因此制备鼠杂交瘤工作繁重且无法标准化及大规模生产。在上世纪八十年代,制备一株鼠单抗并鉴定就可以成为一个博士论文的内容。

1998年,我们团队用新开发的兔杂交瘤融合细胞株在转基因小鼠上开展乳腺癌靶标研究,制备了上百个兔杂交瘤融合细胞的培养板。由于培养箱拥挤,一名实验员将其中的二十板杂交瘤细胞放在了其他实验室的培养箱,直到6周后(兔杂交瘤筛选应在3-4周),我在统计分析实验结果时才发现少了这二十板杂交瘤。按常理,这个时候这些杂交瘤细胞肯定全死了!但当实验员准备扔掉这二十板细胞时,我刚好在细胞培养室,“突发奇想”想观察一下这些经验中“肯定”已经死亡的杂交瘤。

奇特的事情发生了:在显微镜下,我发现这些杂交瘤细胞还好好地活着!接下来我的团队进一步证实了这些“过期未死”的杂交瘤能够正常穏定地分泌单抗,并有可重复性。这时我意识到,这是一个可能用于大规模”工业化”生产的杂交瘤技术体系!兔杂交瘤细胞耐受“过生长”,筛选时间长,且实验可塑性大,可以完全解决鼠杂交瘤细胞培养繁杂、时间紧迫、个体差异大的问题!如果以240E-W为起点建立世界上第一个杂交瘤生产“工厂”,是不是可能快速、高通量地制备“识别任何抗原表位的单抗”我马上将这个想法告诉我的导师Robert Pytela,于是有了创办一个生物公司的雏形。几年后,我与余国良等知名学者合作创办了Epitomics,意即,一来反映当时的雄心及愿景 _ 开发“识别任何抗原表位的任何单抗”,二来也暗含了其创立之初的故事。



一个改变世界的技术平台

自兔单克隆技术建立以来,尤其在2001年Epitomics创办之后,我带领团队进一步完善了融合细胞株,开发出新版及更新版的融合细胞株:240E-W2与240E-W3。同时在2005年开发出重组兔单抗生产技术,使得抗体质量的稳定性,抗体生产的规模化及多样化都得到了保证!

在过去二十年中,重组兔单抗由于其显着的优势:亲和力高,特异性强,广谱的抗原结合位点,高效,可质控的大规模重组抗体生产体系,已在生物技术的各个领域大放异彩,成为抗体行业中的闪耀新星和主打产品!以兔杂交瘤单克隆抗体平台为基础,已经有一个抗体药物通过临床三期的试验,很快会上市;三个抗体药物正在临床二期试验中,数个已处于临床一期;在诊断方面,至今已有六个诊断用兔单抗获得美国FDA批准通过,包括用于PD-1肿瘤免疫治疗的伴随诊断抗体。

兔单抗在免疫组化的诊断上尤其具有优势,备受病理学家们的亲睐。目前Abcam已有近万种兔单抗(RabMAb)帮助科学家们有更多发现。由此延伸的产品更是无数,包括荧光直标抗体、试剂盒及多因子检测等。

除此之外,由于兔单抗独特的优点,早年就有多家国际知名的科研试剂公司定制兔单抗。至今Abcam仍然与上千家公司及大学开展合作,致力于提供兔单抗的定制服务(详情点击此处)。RabMAb可以说已成为兔单抗在生命科学及生物科技时代的一个代名词。



写在最后

回首二十年兔单抗技术的发展,从最初创建可用的融合细胞株240E-W,到开发兔单抗制备流程,再到建立高通量的工业化研发和生产体系(最高一年曾研发出1700多种兔单抗试剂,包括对每一单抗的各种免疫检测方法的筛选,交叉反应的鉴定及质控);从加州大学旧金山分校的一个实验室到全球成千上万家公司、实验室和医院使用的单抗大平台,我个人觉得最有价值的是:

(1)优质的产品一定来自独特的技术平台,而一个独特的平台必须有坚实的科学基础:兔的特殊免疫系统包括多样化的特大一级B细胞库;Hypermutation与Gene conversion二重抗体亲和力成熟机制;轻链对抗体质量的特殊贡献;与众不同的CDR结构;这些都使得兔子较小鼠或其它动物能产生更高亲和力,更强特异性的抗体。

(2)机遇存在于努力及勤奋中:没有成千上万个细胞株的大规模筛选、精心的实验设计及团队协作,就不可能获得稳定的融合细胞株。

(3)既需要突破常规的思维,也需要抓住瞬间的灵感(think out of box):如果当年忽视了那二十板融合细胞的“特殊”现象,用常规经验来处理,也就不可能发现兔杂交瘤可能进行工业化制备的特点,进而也就没有现在兔单抗在治疗、诊断、研究等各个领域的发扬光大。

(4)开放与合作可以说是让一个技术平台开花结果的最佳最快途径:开发高质量、一流的抗体是一个漫长的过程,涉及许多专长、需要协作。尤其是靶点的选择、抗体的鉴定、质控及药物开发。在过去的二十年中,我们与近千家实验室、公司和医院合作开发高质量、一流的兔单抗产品,没有这些合作单位,兔单抗的应用也不可能有现在的规模和成就!

(5)优秀的团队是根本:从加州大学旧金山分校到Epitomics,再到Abcam,兔单抗RabMAb 的开始,成长到全球广泛应用是许许多多研发,市场,管理人员精诚合作和负有使命感的团队协作的成果。比如,宜康杭州硏发究中心,自2003年组建以来,数百名研发人员为如今兔单抗在试剂,诊断及治疗上的成就做出了关键的贡献。他/她们的求知,求真,刻苦和专业都”写”在了每一个RabMAb 上,同时也成为抗体领域的人材,并在中国生气勃勃,万象更新的生物高科技浪潮中大显身手。

今天,生命科学研究可以说进入了一个更激动人心的黄金时代,但同时也对抗体特异性,敏感性,功能性等质量提出了更高的要求,正如一位曾参与兔单抗开发的资深科学家所说:兔单抗是一座金山,仍然有50%的价值未被开发,我们期待着这一独特技术产生的更多高质量产品,可以帮助人类的生活更健康,更长寿,更幸福!

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