AAV基因疗法开发公司Asklepios BioPharmaceutical
TiPLab 江天空
2019-08-23

AAV载体是目前基因治疗研究中常用的载体之一。Asklepios BioPharmaceutical(AskBio)是一家专注于AAV基因疗法开发的公司,拥有丰富的AAV衣壳库和规模化Pro10生产工艺,其正在推进AAV基因疗法在临床上的应用。

致力于开发基因疗法的AskBio

Asklepios BioPharmaceutical(AskBio)

Asklepios BioPharmaceutical(AskBio)的命名源自希腊神话中的天医—Asclepius,他治愈了许多不治之症,被视为医学之神。

秉承着治疗难治性疾病的宗旨,AskBio致力于AAV基因疗法的开发,为临床上治疗血友病、杜氏肌营养不良症及巨轴神经病变(GAN)等难治性遗传病提供新的治疗选择。

AskBio的联合创始人—Richard Jude Samulski

AskBio成立于2001年,其联合创始人之一是Dr. Richard Jude Samulski,是第一位克隆出AAV基因组并将其用于治疗目的科学家。

Dr. Samulski深耕AAV领域长达40年之久,AskBio的成立得益于他在北卡罗莱纳大学教堂山分校对AAV作为基因疗法载体的研究。Dr. Samulski的研究推进了AAV基因疗法在临床上的应用。

AskBio的Capsid&vector技术

AAV是一种无包膜DNA病毒,外包衣壳蛋白,根据衣壳蛋白抗原的不同,AAV可以分为多个血清型,不同血清型的AAV具有不同的组织细胞靶向性。

AAV的基因组为单链线状DNA(single strand DNA, ssDNA),两末端为反向末端重复序列(ITR),是AAV复制和包装所必需的作用元件。在ITR之间为Rep和Cap基因,编码病毒的衣壳蛋白。

临床上应用的AAV治疗载体仅保留了AAV的ITR,而将Rep和Cap基因以目的基因表达框替代。

AskBio的AAV技术可以对病毒的衣壳蛋白(Capsid)或基因组(vector)进行改造,设计构建针对特定疾病的新型AAV载体,为临床上治愈或减轻难治性疾病的症状提供可能。

双链AAV载体(Self-Complementary Vectors)

AAV感染细胞后,其ssDNA不能直接作为转录的模板,需要进一步合成双链DNA,才能实现目的基因的表达。该步骤通常被认为是AAV介导外源基因表达的主要限速步骤。

Dr. Samulski等通过基因工程手段,对AAV病毒的基因组进行了改造,得到了双链AAV载体(也称自身互补载体,self complementary vectors)。该类AAV载体感染细胞后可以立即转录,因此能够有效地解决速率限制的问题。

针对该技术,2001年5月31日北卡罗莱纳大学教堂山分校递交了涉及双链细小病毒载体的国际申请PCT/US2001/017587

PCT/US2001/017587对应的美国专利US7465583B2涉及一种向哺乳动物施用核酸的方法,包括使哺乳动物细胞与细小病毒颗粒接触。该细小病毒载体的基因组在适当的条件下能够通过链内碱基配对形成双链分子。

以US7465583B2为基础,北卡罗莱纳大学教堂山分校递交了一系列的分案和延续案申请,其中分案US7790154B2保护一种细小病毒颗粒,包含细小病毒衣壳蛋白和载体基因组,其中载体基因组从5’到3’方向上包含5’细小病毒末端重复、第一异源核苷酸序列、修饰的细小病毒末端重复、单独的异源核苷酸序列和3’细胞病毒末端重复,其中第一和第二异源核苷酸序列基本上是自身互补的。

嵌合AAV衣壳技术(Chimeric Capsids)

AAV载体的靶向性依赖于其衣壳蛋白与细胞表面受体的相互作用。AskBio的嵌合技术通过对天然存在的AAV衣壳蛋白进行修饰,构建了AAV变体衣壳库,可以介导特定组织外源基因的高效递送,而且得到的嵌合AAV载体可以逃避体内免疫系统中抗AAV抗体的攻击。

参见:AskBio官网
参见:AskBio官网

针对该嵌合衣壳蛋白技术,北卡罗莱纳大学教堂山分校递交了多项专利申请对其进行保护。

PCT/US2016/066466对应的中国专利申请CN108602859A的权利要求1为:

涉及一种修饰的细小病毒衣壳蛋白,该申请处于审查阶段,尚未获得授权。

依托该嵌合衣壳蛋白技术,AskBio开发出了多种类型的嵌合AAV载体,如双糖链受体嵌合载体等。

双糖链受体嵌合载体

在大多数情况下,一类AAV主要利用一种聚糖结合位点转染细胞,如AAV2和AAV3依赖硫酸乙酸肝素(HS);AAV4和AAV5依赖唾液酸(Sia);AAV9依赖半乳糖(Gal)。其中比较特殊的是AAV6,它可以识别Sia和HS,但研究发现仅Sia是AAV6转导所必需的。

AskBio通过对AAV衣壳蛋白的氨基酸进行定点诱变,获得可以识别不同聚糖的AAV载体,这类嵌合AAV载体可以通过不同的聚糖受体转染宿主细胞。

2013年,北卡罗莱纳大学教堂山分校递交了涉及双重聚糖结合AAV载体的国际申请PCT/US2014/028545

PCT/US2014/028545进入中国国家阶段的专利申请CN105163764A的权利要求1为:

请求保护一种AAV衣壳蛋白,其包含一个或多个氨基酸取代,所述取代将新的聚糖结合位点引入AAV衣壳蛋白内。

CN105163764A的同族美国专利已经获得专利权(US10077291B2)。US10077291B2的权利要求1保护一种AAV2的衣壳蛋白,限定了引入AAV2衣壳蛋白上的氨基酸突变。

US10077291B2的权利要求3保护一种AAV8衣壳蛋白,限定了引入AAV8衣壳蛋白上的氨酸突变。

AskBio的研发管线

AskBio专有的Pro10TM是通用的AAV规模化生产系统,为一种适应悬浮生长的HEK293细胞系。Pro10TM生产的AAV病毒载体的滴度可达1017,该生产能力可以支持长期临床开发的需求。

目前AskBio正在进行多个领域疾病AAV基因疗法的开发。如由AskBio拆分出的Actus Therapeutics和NanoCor Therapeutics分别负责研发的ACTUS-101和Carfostin。

参见:AskBio官网
参见:AskBio官网

ACTUS-101

ACTUS-101是Actus Therapeutics负责研发的针对庞贝病(Pompe)的AAV基因疗法,通过静脉注射输注转导肝脏细胞。

Pompe是由肌肉中酸性α-葡萄糖苷酶(GAA)缺乏引起糖原在组织器官尤其是肌肉中积累的遗传病,常导致过早死亡,目前尚无有效的治疗方案。预临床试验数据表明,ACTUS-101可以在体内细胞中连续生产GAA。

目前,Actus正在开展ACTUS-101针对Pompe的1/2期临床研究。

Carfostin

Carfostin是NanoCor Therapeutics负责研发的针对充血性心力衰竭(CHF)的AAV基因疗法,通过股动脉输送至冠状动脉感染受损的心肌细胞。

CHF往往是心脏病的最后阶段,表现为心肌僵硬,心脏无法向身体提供足够量的血液和氧气。Carfostin能将蛋白磷酸酶1抑制剂递送至受损的心脏细胞中并且靶向1型蛋白磷酸酶,后者是钙循环和心肌细胞收缩的负调节剂。

结语

除NanoCor和Actus外,AskBio还成功拆分出Bamboo Therapeutics和Chatham Therapeutics。前者专注于杜氏肌营养不良AAV基因疗法的开发(2016年AskBio将其出售给辉瑞);后者专注于血友病的AAV基因疗法的开发(2014年AskBio将其出售给Baxter)。

AskBio拥有开发AAV基因疗法的技术优势及专利组合,当某个候选药物具有商业开发价值后,AskBio通过拆分出专门的生物技术公司,向其提供技术支持及许可相关的知识产权来促进产品的研发。

AskBio将知识产权与业务运营区分开来的模式可以提高管理效率,使其成为制药和生物技术公司极具吸引力的合作伙伴。

* 以上文字仅为促进讨论与交流,不构成法律意见或咨询建议。