免疫屏蔽生物相容性試驗基質(zhì)“封裝”細胞療法

多年來，研究人員一直致力于細胞療法的開發(fā)，以作為嚴重慢性疾病的替代療法。但是，這種方法的一個關(guān)鍵局限性在于患者的免疫系統(tǒng)會將供體細胞識別為外源細胞，然后將其破壞。免疫抑制藥物雖然可以控制排斥反應(yīng)，但長期使用此類藥物會給患者帶來很大的副作用。Sigilon Therapeutics公司的成立就是為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

該公司專有的細胞療法平臺Shielded Living Therapeutics的優(yōu)勢在于它可利用治療性人類細胞的潛力，但不會引起免疫反應(yīng)。目前，該公司已基于這一平臺開發(fā)出了經(jīng)工程改造的細胞，并將其裝置在專有的免疫屏蔽生物相容性試驗基質(zhì)中。這種基質(zhì)是基于其Afibromer封裝平臺開發(fā)，它利用了一種生物相容性試驗材料，不但可保留在體內(nèi)，同時還可以將纖維化或免疫排斥反應(yīng)降低到最（zui）低。

Shielded Living Therapeutics平臺（圖片來源：Sigilon Therapeutics官方網(wǎng)站）

在此前的動物模型中發(fā)現(xiàn)，這一封裝細胞療法能夠抵抗纖維化長達12個月或更長的時間。如果這種療法可以在人體中提供治療，那么該療法則可以在長時間甚至數(shù)年內(nèi)產(chǎn)生并分泌患者所需的天然生物分子，從而保持恒定的治療性蛋白質(zhì)替代。該療法有潛力治療復(fù)雜和嚴重的慢性疾病。它的便利性和依從性有望改善患者的預(yù)后。

該公司于2018年與禮來（Eli Lilly and Company）公司達成研發(fā)合作，雙方將基于Afibromer封裝平臺開發(fā)治療1型糖尿病患者的細胞療法。另外，該公司的候選藥物SIG-001此前已獲得美國FDA授予的孤兒藥資格，用于治療A型血友病患者。預(yù)計SIG-001的臨床試驗將于今年上半年啟動。

Sigilon研發(fā)管線（圖片來源：Sigilon Therapeutics官方網(wǎng)站）

“Sigilon致力于將患者從嚴重慢性疾病的痛苦中解放出來，”Sigilon總裁，兼CEORogerio Vivaldi醫(yī)學博士說：“我們的Shielded Living Therapeutics平臺旨在為慢性疾病患者提供方便，安全，長期的治療益處。我們相信，將工程化的人類細胞封裝在我們專有的基質(zhì)中，可以為患者提供受控劑量的治療性蛋白質(zhì)，而無需進行免疫抑制，避免了與改變患者基因組相關(guān)的風險發(fā)生?！?/span>

該公司的專有技術(shù)平臺可用于開發(fā)具有細胞滲透性的大環(huán)肽治療劑。該平臺將基于計算結(jié)構(gòu)的設(shè)計與自動化的合成化學相結(jié)合，生成和篩選由各種大環(huán)肽組成的大型虛擬文庫，以獲得具有細胞滲透性和靶點親和力的大環(huán)肽，從而使其能夠靶向重要的細胞內(nèi)靶點，并實現(xiàn)口服生物利用度。其自動化學合成功能使該公司能夠評估給定靶點的多個設(shè)計假設(shè)，并快速探索其構(gòu)效關(guān)系（SAR）。

該公司目前正在開發(fā)常規(guī)小分子藥物或生物制品無法靶向，但非常適合大環(huán)肽化合物靶向的靶點。它選擇了在癌癥治療中起關(guān)鍵作用的細胞內(nèi)蛋白質(zhì)間相互作用（PPI）作為第（di）一批靶點。PPI靶點的臨床治療潛力目前已得到公認，但由于它涉及分散的分子相互作用，且沒有可結(jié)合的位點，因此使小分子藥物很難靶向。大環(huán)肽化合物要比小分子大得多，并且可以與靶點形成多種相互作用。從理論上講，它們更有可能成功地靶向PPI。這種對細胞具有滲透性的大環(huán)肽化合物為該公司開發(fā)靶向PPI的“first-in-class”藥物提供了獨特的機會。

CXCR7受體，Circle公司大環(huán)肽化合物開發(fā)平臺的靶點之一

目前，其主要開發(fā)計劃是針對調(diào)控細胞生長和分裂周期的細胞周期蛋白A和E。抑制細胞周期蛋白A和E已被證明在攜帶突變導致Rb（retinoblastoma protein）通路失調(diào)的癌癥中具有合成致死（synthetically lethal）作用。此外，其首批開發(fā)的靶點還包括β-連環(huán)蛋白，MCL1和p53等。除癌癥的治療外，其技術(shù)平臺還適用于多種其他疾病的治療，其中包括心血管和新陳代謝疾病等。

該公司致力于治療與TGF-β信號通路功能障礙相關(guān)的疾病。其候選藥物KER-050是一種工程化的配體陷阱（ligand trap），它由TGF-β受體的修飾配體結(jié)合域組成，該結(jié)合域被稱為IIA型激活素受體，可以與抗體的Fc區(qū)融合。KER-050通過抑制部分TGF-β家族蛋白的信號傳導來促進造血作用，進而增加紅細胞和血小板的產(chǎn)生。目前，它被開發(fā)用于治療骨髓增生異常綜合癥（MDS）和骨髓纖維化患者的低血細胞計數(shù)或血細胞減少癥，其中包括貧血和血小板減少癥。

該公司的另一款候選藥物KER-047是一款可以選擇性抑制激活素受體樣激酶2或TGF-β受體ALK2的小分子藥物。目前，KER-047正在用于治療由高鐵調(diào)素水平下降而引起的貧血和骨化性纖維增生癥（FOP）患者。FOP的另一個俗稱是“石頭人癥”，意指隨著疾病的發(fā)展，人會像石頭一樣無法活動。對于這種罕見病患者來說，即便受到最精細的保護，骨化仍然會不斷發(fā)生，最終他們的身體里會長出第（di）二套骨骼。他們的平均壽命只有50多歲。

Keros Therapeutics研發(fā)管線（圖片來源：Keros Therapeutics官網(wǎng)）

此外，該公司還有一款處于臨床前開發(fā)階段的KER-012。KER-012也是一款工程化的配體陷阱，它通過結(jié)合并抑制包括激活素A和激活素B在內(nèi)的TGF-β配體的信號傳導，從而具有增加骨骼質(zhì)量的潛在療效。KER-012對激活素A和激活素B的抑制也具有增加骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）通路信號傳導的潛力，因此可以治療由于BMP受體失活而導致BMP信號降低的疾病。目前，KER-012正在被開發(fā)治療骨質(zhì)疏松癥，成骨不全癥，以及肺動脈高壓（PAH，一種與BMP信號降低有關(guān)的疾?。┑燃膊?。

“我們公司對與TGF-β蛋白家族成員在血液細胞，肌肉和骨骼發(fā)育中相關(guān)的生物學知識有深入的了解，我們已經(jīng)利用這些專業(yè)知識推動了兩款候選藥物的1期臨床開發(fā)，”Keros總裁，兼CEOJasbir S. Seehra博士說：“這些新療法有望突破治療TGF-β信號通路相關(guān)功能障礙疾病的現(xiàn)有療法的局限性?！?/span>

日前，致力于治療由核苷酸重復(fù)序列擴增引起的嚴重退行性疾病的Design Therapeutics公司宣布完成4500萬美元A輪融資，以將其主要候選療法推進到臨床開發(fā)階段，治療弗里德賴希共濟失調(diào)癥（Friedreich’s Ataxia，FA）患者。與此同時，將推動其多種其它退行性疾病治療藥物的開發(fā)，其中包括脆性X綜合征（FXS）和強直性營養(yǎng)不良。

FA是一種最常見的遺傳性共濟失調(diào)類型。在全球范圍內(nèi)，約有2.2萬名FA患者。大多數(shù)患者在青少年時期被確診，在確診后的10到15年內(nèi)，便需要輪椅輔助生活，且通常只能活到30歲左右。FA是由于FXN基因的突變，限制了共濟蛋白（frataxin）的產(chǎn)生，進而導致各種衰弱的癥狀和并發(fā)癥，其中包括失去協(xié)調(diào)和平衡能力，肌肉無力，視力受損，聽力和言語障礙，脊柱側(cè)凸，糖尿病和心肌病等。目前，尚未有治療該疾病的獲批療法出現(xiàn)。

Ansari教授用了15年的時間嘗試解釋重復(fù)序列疾病的根本原因，并在2004年取得了最初的成果。當時，他的團隊設(shè)計了一種雙頭分子，一邊是可以將分子遞送至特定位置的“DNA閱讀頭”（DNA reading head），另一邊則是一個使基因在相應(yīng)位點可以被正確讀取的“對接頭”（docking head）。后來，威斯康星校友研究基金會（WARF）為該技術(shù)申請了專利。2017年，Ansari教授和其同事在《科學》（Science）上發(fā)表的研究指出，他們開發(fā)了一種可以幫助細胞克服FA疾病中重復(fù)序列障礙的分子假體（molecular prosthesis）。這種假體的一個組成部分會定位重復(fù)序列，另一個組成部分則會幫助細胞克服重復(fù)序列障礙并正確地解碼基因。Design Therapeutics公司目前已從WARF獲得了該技術(shù)的研發(fā)許可。

“隨著科學的進步，研發(fā)人員對核苷酸重復(fù)序列疾病的根本發(fā)病原因有了深入的了解。但是，目前仍沒有能夠緩解該疾病的進展或逆轉(zhuǎn)病程的療法出現(xiàn)，”Design Therapeutics的聯(lián)合創(chuàng)始人Pratik Shah博士說：“我們公司的成立旨在設(shè)計一種新型的小分子療法解決此類疾病的核心病因，以提供通常在復(fù)雜分子療法中才能達到的生物活性?！?/span>

該公司的人體仿真系統(tǒng)（Human Emulation System）由器官芯片，硬件和應(yīng)用程序組成，旨在通過建立器官芯片模型，并利用一定的算法和微流體裝置，預(yù)測人體對藥物、化學物質(zhì)和疾病等因素的特定反應(yīng)，最終提供了一個比細胞培養(yǎng)或基于動物的測試方法更加精確和可控的高效模型。

這種芯片可以模擬多種器官，包括肝臟、腸、肺和大腦。該芯片再現(xiàn)了人體動態(tài)的細胞微環(huán)境，包括組織間的界面、血液流動和機械力（例如拉伸）。它還可以大規(guī)模地生產(chǎn)標準化產(chǎn)品，以滿足疾病研究等科學需求。今年1月，該公司發(fā)表的論文中指出，其開發(fā)的腸芯片有潛力提供一個精準重建的人類腸組織系統(tǒng)，以預(yù)測和評估臨床前藥物開發(fā)的各個方面，其中包括藥物運輸、代謝和藥物間的相互作用等。

日前，Emulate公司剛剛宣布，他們已完成150個Zo?實驗室專用儀器的安裝。該儀器是其仿真芯片平臺的一部分，可同時運行12個器官芯片，供研究人員進行藥物的早期研發(fā)。目前，Emulate已將可以與Zo?儀器兼容的芯片產(chǎn)品組合擴展到肝臟芯片，腎臟芯片和腸芯片。每個器官芯片都具有排列著成千上萬個人體細胞的微小通道。這些細胞重新創(chuàng)造了人體的自然生理機能，并在體外實現(xiàn)了真實的生物功能。這150個儀器已安裝在多家大型生物醫(yī)藥公司，以及領(lǐng)（ling）先的國際學術(shù)研究中（zhong）心和美國政府實驗室。

圖片來源：Emulate官網(wǎng)

此外，其配套的應(yīng)用程序可以為用戶提供相關(guān)研究計劃和具有代表性的數(shù)據(jù)集，例如肝臟機械毒性，腎臟藥物運輸，以及腸道吸收和代謝等。目前，該公司的研發(fā)工作著重于其他器官芯片（如大腦芯片）的開發(fā)，以及其在生物學和關(guān)鍵疾病領(lǐng)域的新應(yīng)用，包括神經(jīng)退行性疾病、胃腸道疾病和傳染病領(lǐng)域。