Antiverse

3个月前发布 22 00

机器学习驱动的抗体发现革新者

收录时间:
2025-05-28
AntiverseAntiverse
在抗体药物开发领域,GPCR(G 蛋白偶联受体)和离子通道等靶点因其复杂的空间构象和低表达特性,长期以来被视为 “困难目标”。Antiverse 凭借机器学习与细胞工程的跨学科突破,构建了革命性的抗体发现平台,成功破解了传统技术在靶点识别与抗体筛选中的核心瓶颈,实现了6 个月内设计出靶向 GPCR 的功能性抗体的效率跃升。

一、技术挑战:传统抗体发现的 “双重困境”

(一)靶点低丰度难题

  • GPCR 类靶点在细胞表面的天然表达量通常较低(约 10³-10⁴拷贝 / 细胞),导致传统筛选方法难以捕捉到有效结合的抗体克隆;
  • 离子通道的动态构象变化进一步增加了抗体识别的难度,常规免疫策略易产生非特异性结合分子。

(二)抗体库特异性局限

  • 传统噬菌体展示库或杂交瘤技术依赖天然免疫反应,对 “非免疫原性” 靶点(如自身抗原)响应不足;
  • 低特异性抗体库会产生大量假阳性克隆,需耗费数月进行交叉反应验证,拖慢研发进度。

二、Antiverse 解决方案:从细胞工程到 AI 筛选的全链条创新

(一)高丰度靶点细胞系构建

通过合成生物学技术重构细胞表达通路:
  • 开发超表达载体系统:利用 CRISPR-Cas9 介导的基因整合技术,将 GPCR 靶点拷贝数提升至10⁶拷贝 / 细胞(较天然水平提高 100-1000 倍),显著增强抗体 – 靶点结合信号;
  • 动态构象稳定化:引入纳米抗体或小分子配体锚定 GPCR 的活性构象,解决离子通道 “构象漂移” 导致的抗体结合失效问题。

(二)高特异性抗体库设计

1. 机器学习驱动的库构建

  • 结构预测模块:基于 AlphaFold2 解析靶点三维结构,识别潜在的抗原表位(如 GPCR 的胞外结构域、离子通道的配体结合口袋);
  • 对抗生成网络(GAN):生成虚拟抗体序列库,通过模拟分子对接排除与人类同源蛋白交叉反应的克隆,将初始库特异性提升至 92% 以上。

2. 单细胞筛选技术突破

  • 结合流式细胞术(FACS)与微流控芯片,实现单细胞水平的抗体 – 靶点结合力检测:
    • 单细胞捕获效率:每秒分析 10⁴个细胞,较传统孔板筛选提速 100 倍;
    • 功能实时验证:同步检测抗体的内吞效率、信号传导调控能力,直接锁定具有药理活性的克隆。

(三)AI 加速的迭代优化

  • 深度学习模型训练:利用筛选过程中产生的数百万条结合数据,训练靶点 – 抗体亲和力预测模型,对候选分子的成药性(如血清稳定性、组织穿透性)进行排序;
  • 干湿实验闭环:AI 预测排名前 100 的抗体可在 2 周内完成亲和力成熟优化,较传统定向进化方法缩短 50% 时间。

三、应用案例:6 个月实现 GPCR 抗体从设计到验证

代谢性疾病靶点 GPCR X为例,Antiverse 的研发流程如下:
  1. 靶点准备(第 1-2 个月)
    • 构建 GPCR X 超表达细胞系(10⁶拷贝 / 细胞),通过冷冻电镜解析其与配体结合的活性构象;
    • GAN 生成包含 10⁸条序列的虚拟抗体库,排除与人类受体同源性 > 70% 的克隆。
  2. 高通量筛选(第 3-4 个月)
    • 单细胞筛选平台从抗体库中富集结合力 > 1nM 的克隆,获得 500 个高特异性候选抗体;
    • AI 模型预测其中 20 个克隆具有理想的成药属性(如 IgG1 亚型、低岩藻糖基化水平)。
  3. 功能验证与优化(第 5-6 个月)
    • 体外实验证实,候选抗体可阻断 GPCR X 与下游 G 蛋白的相互作用,IC₅₀低至 0.3nM;
    • 体内动物模型显示,抗体在给药后 24 小时内显著降低血糖水平,且无明显脱靶毒性。

四、技术优势与行业影响

(一)效率跃升的数据印证

  • 时间压缩:传统 GPCR 抗体发现需 18-24 个月,Antiverse 将周期缩短至6-8 个月,研发成本降低 60%;
  • 成功率提升:早期管线中,针对 “不可成药” 靶点的抗体阳性率从行业平均的 < 5% 提升至 35%,显著扩大可干预疾病范围。

(二)跨疾病领域的应用拓展

  • 肿瘤免疫治疗:设计靶向肿瘤特异性 GPCR(如 CXCR4)的抗体 – 药物偶联物(ADC),实现化疗药物的精准递送;
  • 神经科学:开发离子通道特异性抗体,用于治疗癫痫、疼痛等神经系统疾病,避免传统小分子药物的血脑屏障穿透限制。

(三)技术生态构建

  • 开放Antiverse Cloud 平台:向药企提供靶点建模、虚拟筛选等 SaaS 服务,已合作开发 20 余个抗体项目;
  • 建立困难靶点抗体数据库:收录 10 万 + 条抗体 – 靶点相互作用数据,推动行业从 “经验驱动” 向 “数据驱动” 转型。

五、未来展望:重新定义抗体药物的 “可成药性” 边界

Antiverse 的使命,是通过机器学习与细胞工程的深度融合,让任何生物靶点都能被抗体精准识别。随着 AI 模型对蛋白质相互作用预测精度的提升(如 AlphaFold3 的发布),我们正迈向 “按需设计抗体” 的终极形态 —— 从癌症到自身免疫病,从罕见病到传染病,每一个困难靶点都将成为可干预的治疗机会。

 

加入我们:共同解锁抗体药物开发的新边疆,让 “不可成药” 成为历史,让每一个靶点都能遇见它的 “专属抗体”。

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