GSK-2982772

如何打造更具想象力的源头创新药？创新药的春天到底在哪？未解之谜或将解开。据报道，目前GSK正在进行包括GSK-2256294、GSK-2982772和GSK-3145095在内的多款基于DEL技术开发的药物的II期临床。值得一提的是，GSK-2982772临床适应症开发为银屑病、类风湿性关节炎、溃疡性结肠炎等自免疾病，如若最终获批上市，有望成为自免领域的下一颗新星。助力创新药从0到1，一款全球排名前20的药企几乎都布局了的技术，DEL是何方神圣？DEL那些事DEL，是DNA编码化合物库（DNA encoded compound library）的简称。相较于传统的高通量筛选，DEL化合物文库的容量更大、文库化合物具有标签属性、可以同时对多个或同一靶标蛋白的多个条件进行筛选、筛选效率提升、单化合物的费用显著降低。图1 DEL技术在药物发现开发时间轴的位置图片来源：Acta Pharmaceutica SinicaB.doi.org/10.1016/j.apsb.2024.04.006DEL技术对应的各个环节，主要有1）DNA编码化合物库的构建；2）基于库进行的亲和筛选工作；3）筛选结果的解码与解析；4）定向合成与再验证。库的建立：通常使用组合化学经典的“均分-混合-均分”策略来构建上亿级别的DEL文库，构建方法主要包括DNA记录法、DNA模板法、编码自组装化学法、DNA链接法等，方法虽不同但目标均指向构建上亿级别的化合物库，且每个化合物都与一个确切的DNA标签共价结合对应。亲和筛选：在传统筛选方法的基础上，目前主要扩增为“固化靶点蛋白与化合物库的亲和筛选”、“非固化靶点蛋白与化合物库的亲和筛选”、“固化靶点蛋白与固化化合物库的亲和筛选”、“基于细胞的筛选”等。解码解析：通常会进行1-3轮的亲和筛选，并基于扩增、高通量测序，以及多种模型与算法的结合，来提升解码解析的准确性。定向合成与验证：将构建文库时用的相同合成路线和方法进行ON-DNA的重合成，并进一步进行ON-DNA的亲和质谱分析。再，将目标化合物（苗头）进行生物化学测试、结构优化等工作，逐渐转移到药物化学方向，最终得到候选药物。图2 DEL库的构建及筛选流程图片来源：Chin J Mod Appl Pharm,2023 March,Vol.40 No.5.DEL技术产出的临床产品DEL技术最早以科研院所为主要研究阵地，如斯坦福大学、苏黎世联邦理工学院、哈佛大学等；制药企业介入较早的为GSK，后相继有BMS、诺华、AZ，以及我国国内的成都先导、药明康德等。以GSK为例，GSK在DEL技术领域的深耕和积累相对较多，且已有多个品种进入临床。据文献报道，目前GSK正在进行包括GSK-2256294、GSK-2982772和GSK-3145095在内的多款基于DEL技术开发的药物的II期临床。其中，GSK-2256294是首个使用DEL技术鉴定的小分子药物，是一种强效、具选择性的可溶环氧化物水解酶抑制剂，临床用于治疗慢阻肺。再如GSK-2982772，是以肿瘤坏死因子介导的炎症中的RIP1激酶为靶标，通过3个氨基酸构建模块产生的77亿种化合物的文库，经亲和筛选、选择性研究、结构优化后得到了GSK-2982772，临床适应症开发为银屑病、类风湿性关节炎、溃疡性结肠炎等自免疾病。图3 利用DEL技术发现/开发的临床研究药物举例图片来源：Acta Pharmaceutica Sinica B.doi.org/10.1016/j.apsb.2024.04.006DEL国内技术布局目前，国内对于DEL技术的布局，主要以成都先导和药明康德为主，并已有业务对外服务以及产品产出。据官网介绍，成都先导聚焦小分子及核酸新药的发现与优化，着力打造了国际领先的DNA编码化合物库技术（包括DEL库的设计、合成和筛选及拓展应用）平台。目前，公司有多个内部新药项目处于临床及临床前不同阶段。官网公开了一些项目案例，如与美国辉瑞合作项目“通过DNA编码化合物库筛选发现新颖高活性NAA50抑制剂”，该项目在典型的DEL选择方案中，设置了3个样本（靶标本身，本案例为His标签的NAA50蛋白；His标签的NAA50蛋白加上饱和浓度下的抑制剂化合物1；空白对照），研究中发现NAA50蛋白在催化过程中涉及构象的变化，因此又添加了AcCoA和CoA另外两个样品，寻找与过渡态结合的化合物。最后的筛选实验设计及结果见下图。图4 成都先导-NAA50抑制剂项目部分内容图片来源：https://www.hitgen.com/cn/about-case-7.html再如，药明康德，据官网介绍DELopen平台是由药明康德联合医药研发领域顶级学术研究机构于2018年发起，致力于打造一个开放式应用和开发基因编码化合物库技术的新药研发合作平台。全球学术研究机构从事新药研发的科学家可以通过DELopen平台与工业界合作，利用最新的基因编码化合物库技术高效地完成早期药物发现。不同于成都先导的商业模式，药明康德在DEL领域更多的是提供技术服务。对此，药明康德早年间专门成立了HitS（Hit Success）事业部，整合包括DEL在内的上下游技术，以更好地赋能早期小分子新药研发客户。图5 药明康德-DELopen平台图片来源：https://www.delopen.org/未来预期大数据的背景下，随着DEL技术的发展和不断完善，必将为HIT的发现提供更好的服务支持，尤其是伴随着现有的一些问题的解决，如建库反应类型单一、库规模进一步扩大的需求、化合物的纯度保障、提升化合物的类药性等等，以及筛选、靶蛋白的选择、靶蛋白活性的控制等。另，就国内而言，目前布局的企业还不多，技术空间和服务需求相对良好，可以凭借当前的时空优势为未来的发展进行技术布局。再，新技术的开发与优化必然是企业发展所必备的条件之一，尽早的掌握、突破并形成价值，无疑将获得更多的话语权。参考1.Chin J ModAppl Pharm,2023March,Vol.40No.5.DOI:10.13748/j.cnki.issn1007-7693.202208542.Acta Pharmaceutica SinicaB.doi.org/10.1016/j.apsb.2024.04.0063.J Int Pharm Res，Vol.45，No.10，October，2018.DOI：10.13220/j.cnki.jipr.2018.10.0024.Trends in Pharmacological Sciences,January 2022,Vol.43,No.1 https://doi.org/10.1016/j.tips.2021.10.0085.Acta Pharmaceutica Sinica B 2024;14(2):492e516.doi.org/10.1016/j.apsb.2023.10.0016.https://www.hitgen.com/cn/about-us.html7.https://www.wuxibiology.cn/cn/news78.《计算机做药，会比CRO更厉害吗？》，健识局封面图来源：pixabay版权声明/免责声明本文为授权转载文章。本文仅作信息交流之目的，不提供任何商用、医用、投资用建议。文中图片、视频、字体、音乐等素材或为药时代购买的授权正版作品，或来自微信公共图片库，或取自公司官网/网络，部分素材根据CC0协议使用，版权归拥有者，药时代尽力注明来源。如有任何问题，请与我们联系。衷心感谢!药时代官方网站:www.drugtimes.cn联系方式:电话:13651980212微信:27674131邮箱:contact@drugtimes.cn十年之后，默沙东30亿美元重返眼科领域！错过了「星起点」宣讲会？问答实录拿走不谢～强生公布「核药」I期临床数据，4名受试者死亡！点击阅读原文，了解更多！

近年来，以编码和展示组合文库为基础的新药筛选技术，由于其筛选效率高、文库多样化程度高、所需资源少等优势，已发展成为新型药物发现的利器，已成为学术研究和新药研发行业的主流方法之一。澳门大学中华医药研究院李国栋助理教授、王一涛教授联合暨南大学药学院张章副教授在《药学学报》英文刊（Acta Pharmaceutica Sinica B）发表题为“Encoding and display technologies for combinatorial libraries in drug discovery: The coming of age from biology to therapy”的综述论文。药物发现是一项复杂而艰巨的任务，然而近年来，以编码和显示技术为基础的组合文库正逐渐成为新药发现的利器。与传统的基于生物活性的筛选方法相比，这类技术呈现出筛选效率高、文库多样化、所需资源最小化等优势，并涵盖从小分子抑制剂、非肽大环化合物到线性、单环和双环肽以及抗体等临床潜力药物的发现，为药物研发注入新的活力。该类技术筛选发现的经典药物例如阿达木单抗（抗肿瘤坏死因子α的抗体），贝利木单抗（抗B淋巴细胞刺激剂的抗体）及曲罗芦单抗（抗白细胞介素13抗体）等均已被批准上市使用。“组学”技术的出现通过提供将表型与基因型联系起来，包括噬菌体、核糖体、mRNA和酵母展示等展示技术，极大地促进了药物筛选。这些技术促进了分子与其相应遗传信息之间的物理连接，从而简化了识别过程。噬菌体展示是将外源DNA片段插入噬菌体外壳蛋白编码基因中，从而在噬菌体表面产生表达的杂合融合蛋白。因此，噬菌体展示的肽或蛋白质文库与其编码核酸物理连接，通过体外淘选和扩增的迭代轮次以及随后的DNA测序，促进结合配体的选择。该技术通过表面展示将基因型与表型直接联系在抗体研究、药物筛选、酶活性评估、蛋白质折叠和稳定性测试以及功能基因组和蛋白质组研究中特别有价值。核糖体展示涉及对文库插入片段以及连接载体的侧翼区域进行聚合酶链反应（PCR）扩增，以便在体外转录成mRNA。核糖体展示受益于不受细胞过程的影响，例如蛋白水解或来自库成员的潜在细胞毒性。该技术已广泛应用于筛选抗体、抗体片段和蛋白质突变体。mRNA展示是一种体外肽选择技术，它将肽与核酸标签（编码mRNA）共价连接，可以进行PCR扩增和测序。与核糖体展示相比，mRNA展示在各种条件下都更加稳健，因为它不需要复杂的稳定条件，因此不会与其他复杂成分发生不可预测的相互作用。mRNA展示在从合成和天然文库中选择高亲和力分子用于药物发现、分子相互作用研究和生物过程阐明方面已广受欢迎。酵母表面展示（YSD）是蛋白质工程和多种文库筛选中广泛使用的方法。YSD涉及在酵母细胞表面呈现由DNA文库编码的外源蛋白质。在YSD中，酿酒酵母表面的目标蛋白表达为与酵母交配蛋白α-凝集素Aga2亚基的N端或C端融合体。外源蛋白通过表面锚定系统框内表达，例如N端融合锚定蛋白、α-凝集素展示系统或Flo1p展示系统。这些锚定蛋白位于细胞壁的外部，使外源蛋白易于与配体相互作用。由于采用真核表达系统，复杂的真核蛋白可以在YSD中表达和折叠，并且其结构和效率不受异源蛋白的影响。该技术主要用于药物发现，以识别功能蛋白、突变体、抗原和抗体。 编码文库技术，例如一珠一物（OBOC）文库、DNA编码化学文库（DEL）、PNA编码化学文库和肽编码化学文库（PEL），通过维持目标和编码物质之间的物理联系，与展示技术有相似之处。与利用生物机制进化大型肽和拟肽文库的展示技术相比，编码文库技术可以访问更大的化学空间。候选抗炎药物GSK 2982772是通过使用DEL开发的临床药物的典型例子。OBOC组合文库方法需要合成数百万种随机化合物，以便每个珠子呈现单一化合物。通过采用“分离-混合”合成程序，可以创建肽或化学库，其中每个珠子专门呈现单个化合物实体。与噬菌体展示文库等生物文库相比，OBOC文库拥有更广泛的组件和结构可能性。OBOC不仅允许天然氨基酸，还允许文库中的其他化学实体，例如放射性同位素、荧光染料和D-氨基酸。此外，特定的肽结构（如线性、支化和大环肽）可以集成到OBOC库中。DEL技术是一种有效的小分子发现方法。DEL通过使用DNA标签作为可放大的识别条形码，将合成化学型（化合物）与基因型（DNA标签）关联起来，从而使整个文库能够作为单一混合物进行合成、处理和选择。DNA分子的高编码能力和扩增性使得DEL的选择能够在极小的范围内（每个化合物大约1 amol）进行选择，从而克服了传统高通量筛选方法固有的通量限制。此外，随着DEL兼容反应的发展，DEL能够探索比生物展示库更广泛的化学空间。迄今为止，已确定三种主要类型的DEL：单药效团（ss-DEL）、双药效团（ds-DEL）和三药效团DEL（t-DEL）。PNA是一种与DNA牢固结合的DNA类似物，理论上可以通过与有组织的DNA微阵列进行序列特异性杂交来解码PNA文库。PNA编码利用传统的SPPS，提高了与文库合成的兼容性。PNA表现出比DNA更强的化学和生物降解抵抗力。PNA编码因其与标准固相合成的兼容性而闻名，并已用于生成肽、杂环化合物和糖复合物文库。PEL基于分子编码可以在具有至少两个可区分单体的任何聚合物中实现的想法实现。肽作为生物聚合物，其氨基酸序列用作解码的信息载体，可用于靶标发现。与常用的DNA相比，肽在各种反应条件下具有优异的化学稳定性和相容性，并且可以通过固相合成有效制备，使其特别适合编码小分子合成。编码和展示技术极大地促进了临床药物的快速有效发现。该论文系统探究了基于编码和展示组合文库为基础的药物筛选技术的特点，对编码和展示技术组合文库在药物研发中的应用进行总结与概括，依次重点阐述了噬菌体展示、核糖体展示、mRNA展示、酵母细胞展示、一珠一化合物、DNA编码、肽核酸编码、和新型肽编码文库技术的发展历史、优缺点和应用前景，并涵盖从小分子抑制剂、非肽大环化合物到线性、单环和双环肽以及抗体等临床潜力药物的发现及临床前和临床转化的实例（具体请阅读原文），为新药高效筛选工作提供重要指导。此外，揭示并探讨了该类技术在药物发现面临的挑战和未来前景，包括筛选库的规模、技术的优缺点、临床转化潜力和市场空间等，为科学研究和临床药物研发提供重要参考。澳门大学中药质量研究国家重点实验室（澳大）澳门中药研发中心的李国栋研究助理教授、王一涛讲座教授及暨南大学药学院张章副教授为论文的通讯作者，澳门大学中华医药研究院的研究助理范宇和研究助理教授冯瑞冰博士为论文的共同第一作者。该工作得到了澳门大学张庆文副教授、余华副教授、钟章锋博士等合作人员的协助。该论文得到国家自然科学基金、澳门科学技术发展基金、广东省基础与应用基础研究基金、深港澳科技计划项目（C类项目）以及澳门大学基金的资助。 Yu Fan, Ruibing Feng, Xinya Zhang, Zhen-Liang Wang, Feng Xiong, Shuihua Zhang, Zhang-Feng Zhong, Hua Yu, Qing-Wen Zhang, Zhang Zhang*, Yitao Wang*, Guodong Li*. Encoding and display technologies for combinatorial libraries in drug discovery: The coming of age from biology to therapy.Acta Pharm Sin B 2024. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.04.006作者简介：李国栋，澳门大学中华医药研究院中药质量研究国家重点实验室李国栋研究助理教授，澳门濠江博士后（A类）获得者，入选国家工信部人才计划，主持及参与国家自然科学基金青年科学基金、澳门科学技术发展基金、广东省基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金海外及港澳学者合作研究基金、澳门大学校内研究基金等十几项。致力于生物药物、生物传感检测技术开发和高通量药物筛选研究，为疾病的精准高效诊治提供新策略、新途径和治疗新药物。目前共发表论文50多篇，其中以第一作者在Nature子刊等杂志上发表论文20余篇。担任国家自然科学基金与广东省基金评审专家，并担任多个国际期刊的编委及青年编委，包括《BMC Biotechnology》、《Acta Materia Medica》等。王一涛，澳门大学讲座教授，澳门大学中药质量研究国家重点实验室创始主任，博士生导师，首个国家973中医药项目首席科学家，澳门大学中华医药研究院创院院长，中国中医科学院首批首席研究员，北京大学医药管理国际研究中心主任，北大-澳大中医药创新研究院院长，清华大学金融学院兼任教授，中华创新药物联合研究中心（北大、台大、港大和澳大四校共建）联席主任兼秘书长，全球顶级SCI中华医药学报CHINESE MEDICINE主编，国务院联防联控小组中医处方筛查副组长，国家药典委员会顾问（境外唯一顾问），澳门特别行政区经济发展委员会委员、中成药审评专家顾问委员会成员等。发表SCI论文550余篇，被引27,142余次，h-Index 85，专利23项，主编专著10余部，全球高被引科学家、2%全球顶级科学家。国务院特殊津贴专家、澳门教育功绩勋章、澳门专业功绩勋章。国家科技进步二等奖、澳门科技奖等10余项。张章，暨南大学药学院药物化学生物学研究所副研究员，博士生导师，暨南大学双百英才杰出人才，主持国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、广东省重点研发计划、广州市基础与应用基础研究项目等课题10余项。致力于小分子靶向抗肿瘤药物的发现、评价、机制研究以及活性分子新靶标发现研究。作为主要完成人研发的中国首个原创三代ABL抑制剂GZD824（奥雷巴替尼）于2021年11月25日被NMPA附条件批准上市，30134处于中澳I期临床研究阶段，JND5932处于中美I期临床研究阶段。在Cancer Letters，Journal of Medicinal Chemistry等SCI期刊发表论文60余篇，其中一作/通讯作者论文40余篇；申请中国发明专利40余项、PCT专利10余项。曾获广东省科技进步二等奖（2016年），广州市科技进步一等奖（2015年）等荣誉。冯瑞冰，澳门大学中华医学研究院中药质量研究国家重点实验室研究助理教授。近年来致力于中药用于肝脏疾病如肝炎、肝硬化等的作用靶点及机制研究，包括细胞、组织和动物中生物分子的活性评估和监测。范宇，澳门大学中华医药研究院的研究助理，暨南大学药学院医学硕士。主要研究方向为高通量药物筛选、成药性研究及生物医药。致力于构建DNA编码化合物库实现中药小分子的筛选及相关疾病机制研究。声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓