基于CHO细胞糖基结构改造的人源抗体开发技术

       随着越来越多的治疗性抗体在CHO细胞中的大规模量产，工程细胞株本身的特性对抗体活性的影响日益得到业界的重视。尽管CHO细胞的糖基化与人类细胞的糖基化非常接近，但仍然有一些关键的不同之处。例如，CHO细胞表达的抗体带有大量的G0F糖型结构，少量的G1F和G2F结构，而糖链末端的唾液酸则几乎可忽略不计。另外，有1-20%的CHO细胞来源的抗体分子带有高甘露糖（High Mannose），而人源的抗体则仅有非常痕量（<0.1%）的高甘露糖[1]。糖链末端未被唾液酸封闭的半乳糖（Galactose）和高甘露糖对抗体的体内分布和动力学影响很大。没有唾液酸化的抗体会被肝脏中的Asialoglycoprotein Receptor （ASGPR）结合并从血液中清除。带有高甘露糖的抗体也会被肝脏中的甘露糖受体（Mannose Receptor， ManR）结合并迅速清除。运用糖基合成途径改造过的CHO细胞株，包括岩藻糖缺失、唾液酸化，去除岩藻糖和唾液酸化抗体改造，可以实现对抗体的糖基人源化改造。
 
  • 岩藻糖缺失的抗体改造

      FcγRIIIA 是介导NK 细胞杀伤肿瘤的ADCC活性的主要受体。大量文献数据表明，岩藻糖缺失后，IgG1结合FcγRIIIA 受体的亲和力提高50倍，岩藻糖缺失（Fucose-free）的抗体的杀肿瘤ADCC 活性可以提高100倍！[2-3] 

  • 抗体唾液酸化改造

     虽然CHO细胞能够进行糖蛋白的唾液酸修饰，但细胞缺乏人类抗体糖链末端的-2,6-sialyltransferase，因而CHO细胞产生的抗体糖链上仅带有-2,3位连接的唾液酸[4]。而2,6位连接的唾液酸，对抗体在2,6位唾液酸化后，其活性比对照要高出10倍[5]。      

                                                                                         

 图1 抗体糖基化位点及主要糖基类型

        抗体糖基人源化改造不仅提升抗体的ADCC和补体激活的CDC功能，而且还能屏蔽分子的免疫原性、增加体内的半衰期，对于开发新型抗体和高端仿制抗体，有着重要的意义。

 

       安泰吉（北京）生物技术有限公司已经用基因打靶技术在CHO-E细胞基因组中定点整合了负责人源糖基化的基因，所产生的抗体带有人类抗体的糖苷修饰。这些糖基合成途径改造过的CHO-E细胞株，对于开发新型抗体和高端仿制抗体，有着重要的意义。我们可用具有自主知识产权的CHO-E改造细胞株，为客户定制表达糖基改造的甚至糖基人源化的抗体。

参考文献：

1. Flynn, G.C., et al., Naturally occurring glycan forms of human immunoglobulins G1 and G2. Mol Immunol, 2010. 47(11-12): p. 2074-82.
2. Shields, R.L., et al., Lack of fucose on human IgG1 N-linked oligosaccharide improves binding to human Fcgamma RIII and antibody-dependent cellular toxicity. J Biol Chem, 2002. 277(30): p. 26733-40.
3. Kanda, Y., et al., Comparison of biological activity among nonfucosylated therapeutic IgG1 antibodies with three different N-linked Fc oligosaccharides: the high-mannose, hybrid, and complex types. Glycobiology, 2007. 17(1): p. 104-18.
4. Lee, E.U., J. Roth, and J.C. Paulson, Alteration of terminal glycosylation sequences on N-linked oligosaccharides of Chinese hamster ovary cells by expression of beta-galactoside alpha 2,6-sialyltransferase. J Biol Chem, 1989. 264(23): p. 13848-55.
5. Li, T., et al., Modulating IgG effector function by Fc glycan engineering. Proc Natl Acad Sci U S A, 2017. 114(13): p. 3485-3490.
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