信立泰的JK07，一款值得等待的好药
作者：nanodad
来源：雪球
现阶段投资信立泰，绝对绕不过JK07，JK07作为信立泰转型创新药企过程中里程碑式的药物，值得给予最大的关注，这个彩蛋标志着信立泰转型的决心和能力，当然还有点运气。在2020年1月9日已公开的JK07专利中(US20200010522A1)，JK07的分子是重组人神经调节蛋白 1-抗 HER3 抗体融合蛋白，JK07包含了两种蛋白或两种蛋白片段，分别是NRG-1活性片段和抗ErbB3(HER3)单克隆抗体。为什么要融合抗HER3单抗呢？有了NRG-1蛋白不就行了吗？这就得从靶点先驱纽卡定以及跟随的cimaglermin说起了。
泽生科技的纽卡定，阿索尔达(Acorda)的cimaglermin都是通过NRG-1蛋白，去结合靶点表皮生长因子受体家族中的ErbB3(HER3)和ErbB4(HER4)细胞外部分，然后激活细胞内的ERK或PI3K/AKT下游信号通路(络氨酸激酶磷酸化)，实现心肌细胞的分化、增殖以及再生，改善心肌细胞功能。这两款药物的临床除了出现胃肠毒性等不良反应、以及致癌/促癌风险外，还有更严重的问题，那就是药物的半衰期太短，导致给药剂量窗口狭窄，给药间隔非常不便。例如纽卡定给药0.6微克/kg/天，每天10小时静脉滴注，连续10天，这样的依从性必定令病人苦不堪言。纽卡定在静脉注射时半衰期只有10分钟，而皮下注射半衰期也不过1.5小时。为什么半衰期如此之短呢？NRG-1是一个44kD分子量的蛋白，分子量不算大，蛋白越小，在血液中越容易被各种酶降解，这就导致了它半衰期很短。下图是NRG-1分子示意图，NRG-1有多种亚型，其中红色结构域代表了表皮生长因子(EGF)，是NRG-1分子促细胞增殖分化的活性成分，其中EGF结构域中的浅红色的部分包含两种亚型α和β，指肽链空间折叠结构不同。JK07用的是β亚型的NRG-1。
在美国信立泰生物官网上重点介绍了一篇2016年的综述文章“ErbB2 signaling at the crossing between heart failure and cancer”，HER2信号在心衰和癌症之间的效应，NRG-1结合靶点是HER3和HER4，但是被激活的HER3与HER2结合后形成的HER2:HER3异源二聚体容易诱发癌症或促肿瘤生长，以及存在胃肠毒性等不良反应，而被激活的HER4与HER2结合形成的HER2:HER4异源二聚体则具有非常优良的促进心肌细胞分化、增殖、再生的效果，NRG-1诱导的机理如下图所示，在 @闭口不言 闭兄那里以前也发过这个机理图。
上图左侧部分用A标识，在心肌细胞内，NRG-1诱导的HER4:HER4同源二聚体和HER2:HER4异源二聚体是我们所期望的，而上图右侧B标识部分，在乳腺癌细胞中NRG-1诱导的HER2:HER3异源二聚体或者无任何配体诱导的异源二聚体则是加重癌细胞增殖、分化的罪魁祸首。因此该文作者鼓励科研人员能够聪明地设计出既能够激活HER4靶点，又不激活HER3靶点的基于NRG-1的药物分子设计。
基于上述分析，2016年这篇综述(包含了多个前期研究成果)，再加上泽生科技纽卡定及阿索尔达cimaglermin的临床研究，使得信立泰科研人员获得了灵感，站在了巨人肩膀上设计了JK07分子。JK07专利开宗明义，指出目前以NRG-1开发心血管药物面临三大问题：1.诱发癌症风险或加重肿瘤增长；2. 存在胃肠毒性；3. 药物半衰期太短，导致给药剂量、给药方式、给药间隔非常不便。那信立泰科研人员是如何解决这三个问题的呢？先看Jk07的分子结构示意图(根据美国信立泰生物官网JK07分子结构示意图手绘)。
首先NRG-1片段(含EGF结构域的活性部分)与抗HER3单抗通过linker融合，NRG-1连接于抗体最下面的C端，两个重链的C端。再看抗HER3单抗部分，它由四条多肽链组成，两对重链(蓝色线标出)和两对(黄色线标出)轻链。红色部分是抗体的可变区，绿色部分是抗体的恒定区，可变区处在抗体的N端，可变区最上面部分是超变区，这里是氨基酸组成及排列顺序变化最为剧烈的区域，免疫学中叫做“CDR”(complementarity-determining regions)，也就是“互补决定区”，是抗体的抗原结合位。JK07分子就是在CDR部分决定了它只特异性结合HER3受体(抗原)的CDR部分，这样导致的结果就是抑制了NRG-1与HER3受体结合的几率，因为NRG-1位于JK07分子的另一端，C端。有了JK07分子单抗部分的阻断，减少HER2:HER3异源二聚体的形成，从而也就减少了HER3引起的细胞内的磷酸化信号通路，降低了致癌/促癌风险同时也降低了胃肠毒性。
我们再结合分子结构图看一下单抗部分的结构，轻链绿色部分为恒定区轻链(CL)，轻链的红色部分为可变区轻链(VL)，重链的红色部分为可变区重链(VH)，重链绿色部分分为三块，从上到下分别是恒定区重链1(CH1)，恒定区重链2(CH2)，恒定区重链3(CH3)，在CH1和CH2之间由二硫键连接。轻链、重链的可变区和CH1或CL共同组成Fab(Fragment of antigen binding)片段，也就是抗原结合片段，注意抗体是Y字型结构，所以它有两个Fab片段，其中可变区是特异性的，它要与抗原靶点结合。两条重链的CH2和CH3组成Fc(Fragment of constant)，Fc片段也可以与细胞膜上的一些受体结合(没有特异性，因为抗体的Fc部分基本是相同的)，这些受体一般用FcRn表示，Fc与FcRn结合后可以避免被一些酶降解，通过血液可以输运到身体其他地方，提高了抗体在体内的半衰期。但是Fc也有一定毒性，叫做抗体依赖的细胞毒性(Antibody-dependent Celluler Cytotoxicity, ADCC)，会对正常组织的正常细胞产生一定的毒副作用。因此JK07分子在设计时，针对Fc部分进行了基因突变处理，改变了个别位置氨基酸的排列方式，降低Fc与FcRn之间的亲和性，从而降低ADCC效应。这个有突变的Fc亲和特性在专利中的实施例10中进行了报道，与含没有突变Fc的JK07分子以及与抗HER3抗体(不融合NRG-1)相比，有突变Fc的JK07分子与FcRn的亲和性弱了一个数量级。下表列出了结果
表中列出的是解离常数，解离常数越大，代表越容易解离，亲和性越弱。红色那列是含有Fc突变的JK07分子与FcRn受体的解离常数，普遍大于后两列，说明亲和性弱，后两列分别为无Fc突变的融合蛋白以及单纯的抗HER3单抗。
信立泰科研人员同时考察了JK07的单抗部分对HER3这个靶点结合特性，在人和猴的HER3受体实验中，其平均解离常数分别达到了3.13×10的负10次方和3.97×10的负10次方，说明JK07的单抗部分与HER3亲和力很强。
因此我们可以总结JK07分子的设计水平，通过NRG-1与抗HER3单抗的融合，抑制了NRG-1对HER3的激活，降低了致癌/促癌风险和胃肠毒性，同时因为有抗HER3单抗的存在，又解决了NRG-1蛋白半衰期过短的问题，使得JK07分子半衰期达到了抗体的水平(20多天)，再有对Fc片段进行了突变处理，又降低了Fc对正常细胞引起的ADCC效应，也就是抗体依赖细胞毒性效应。因此从分子设计水平上来说，完美解决了NRG-1蛋白在临床上表现出来的一系列问题，这是质的飞跃！但是JK07分子真实的效果如何呢？信立泰研发人员做了一系列临床前研究，主要包括体外和体内的安全性和有效性实验，我们接着往下说。
专利共给出了10个实施例，前三个实施例是分子的设计、制备、表征等内容，第10个实施例是JK07与FcRn受体的亲和特性，这个内容已经在上面介绍过了。第4-第9实施例，这六个实施例是JK07的临床前实验，包括了安全性和有效性，既有体外细胞实验也有体内动物实验，这些临床前研究均显示出了优秀结果。考察JK07安全性包括实施例4、6、8、9，其中实施例4和实施例8考察的是致癌/促癌风险，前者是体外人癌细胞实验，后者是体内动物肿瘤实验。实施例6考察体外细胞HER2:HER3二聚体和HER2:HER4二聚体数量问题，实施例9考察的是体内动物胃肠毒性。
首先是专利中的实施例4：体外癌细胞增殖效应实验，结果如下图所示
实验用到了四种人癌细胞，分别是NCI-N87人胃癌细胞、MCF-7人乳腺癌细胞、RT-112人膀胱癌细胞、T47D人乳腺癌细胞。图中横坐标是抗体浓度、纵坐标是癌细胞生长速率。黄色背景字体对应的数据是JK07与癌细胞孵育后，随着浓度增加癌细胞的生长率在逐渐增加，但是明显低于NRG-1和GP120单抗(能够特异性结合CD4细胞)/NRG-1融合蛋白的数据，因为这两种蛋白没有抗HER3单抗去特异性结合HER3，也就不能阻断HER3诱导的络氨酸激酶磷酸化，只能放任NRG-1蛋白去结合并激活HER3，从而促进了癌细胞的生长。该实验结果表明JK07在相同浓度下，致癌/促癌风险上要明显低于NRG-1蛋白和GP120单抗/NRG-1融合蛋白。
实施例8是体内实验，显示了JK07能够减弱NOD/SCID小鼠皮下FaDu癌异种移植模型的肿瘤生长速率。将7-10周龄的雌性NOD/SCID小鼠皮下接种FaDu肿瘤细胞。当肿瘤达到约150立方毫米时，将小鼠随机分成6组，每组8只动物。试验样品采用尾静脉注射方式，每周两次，连续三周，共进行6次治疗。通过卡尺测量监测肿瘤生长。该研究在治疗后 21 天终止。肿瘤生长情况在下图显示，从图中明显看出，在体内肿瘤生长活跃的条件下，注射JK07的肿瘤生长速率慢于GP120单抗/NRG-1融合蛋白，表明JK07在体内促癌生长的风险低于 NRG-1蛋白。
实施例6研究了由JK07诱导的HER2:HER4二聚体数量与HER2:HER3二聚体数量，通过光学发光法，对这两种异源二聚体数量进行了测量。下图是实验结果：
图中横坐标是抗体浓度，纵坐标是目标蛋白发光强度，可以看出JK07和NRG-1对于诱导HER2:HER4异源二聚体几乎无差异，这个异源二聚体是药物疗效所期望的，而HER2:HER3异源二聚体是治疗所不期望的，可以看出JK07在高浓度下产生的HER2:HER3异源二聚体数量不仅远低于NRG-1蛋白诱导的数量，而且随着JK07浓度增加，异源二聚体数量几乎保持恒定，HER2:HER3二聚体不随JK07浓度增加而增加，意味着剂量增加毒性增加缓慢。
实施例9是观测食蟹猴在JK07给药过程中的胃肠毒性实验。在cimaglermin(NRG-1 1β3)一期临床试验(NCT01258387)中，高剂量的胃肠不良反应主要为恶心和腹泻，分别占到了40%和27%。而纽卡定的二期临床试验(ChiCTR-TRC-00000414)中，整体上48.4%的不良反应为胃肠毒性。该实验设计了两个研究，单剂量研究和重复剂量研究。单剂量研究中设定三个剂量水平组，10mg/kg，30mg/kg，60mg/kg，每组入组一只公猴和一只母猴，在两周治疗后的评估期间，没有观测到药物相关不良反应，也没有观测到呕吐和腹泻。在重复剂量研究中，分为3组，连续四周，每周给药水平分别为3、10、30mg/kg，每组入组3只公猴和3只母猴，虽然在10mg/kg和30mg/kg剂量水平观察到了个别猴子有呕吐或腹泻，但仅与输注反应有关，且非常短暂。总之，用JK07给药，除急性输液反应外，未导致任何与食物摄入、呕吐或腹泻相关的临床显著反应，没有胃肠毒性现象发生。这个结果表明JK07的分子设计确实减轻了NRG-1对胃肠的不良影响。实施例9还考察了食蟹猴体内JK07的药代动力学，结果表明JK07和免疫球蛋白G(IgG)药代动力学特性相当，IgG在体内的半衰期为25天左右，因此JK07具有非常好的半衰期水平。
以上是安全性考察，JK07与单纯NRG-1蛋白相比，不论是致癌/促癌风险还是胃肠毒性，都得到了根本性的改善。下面是有效性考察，分别是实施例5和实施例7。实施例5对比了JK07在人心肌细胞中的络氨酸激酶磷酸化水平与NRG-1蛋白以及GP120单抗/NRG-1融合蛋白是否相当，这是一个体外实验。直接上实验结果，如下图所示
图中横坐标是抗体浓度，纵坐标是AKT信号的激活比例，结果表明JK07虽然抑制了一部分NRG-1结合HER3，但是最终PI3K/AKT信号激活比例与纯NRG-1蛋白和GP120单抗/NRG-1融合蛋白水平相当，预示了这几种分子具有基本相同的诱导心肌细胞增殖、分化、再生水平。
最后是体内的有效性考察，实施例7考察体内的收缩心力衰竭治疗效果，用到的动物是大鼠(Rat)。疾病模型是对大鼠心脏进行结扎，造成心肌梗塞和收缩性心力衰竭模型，射血分数降低到30%+的水平，疾病模型建立后，将大鼠分为5组，每组11只，第六组包括另外10只假手术大鼠。该研究让每组接受每周两次的尾静脉注射，为期 4 周，或总共注射 8 次。假手术组和载体组的阴性对照均接受生理盐水，有三组分别接受1、3或10mg/kg的JK07，最后一组接受GP120单抗/NRG-1融合蛋白的阳性对照(10 mg/kg)。第一次治疗后 4 周，测量射血分数，结果如图所示如图。
JK07在所有三个剂量组中都显著增加了射血分数(红色框部分)，1、3 和 10 mg/kg 组分别观察到 14.7% (P<0.001)、26.9% (P<0.001) 和 36.6% (P<0.001) 的增加。GP120单抗/NRG-1融合蛋白阳性对照使射血分数增加了 28.8% (P<0.001)。最后在治疗后 28 天，大鼠安乐死，制作心脏组织切片，在显微镜下观察组织病理学变化。结果是JK07部分缓解了心肌梗死区的病理变化，包括坏死细胞显著减少，心肌细胞间间隙变窄。
这些体外、体内研究，只需记结论就好了，那就是抑制致癌/促癌性、抑制胃肠毒性、治疗有效性以及便利的给药剂量、给药方式和给药间隔，使得JK07相比于NGR-1蛋白有了本质的提高和飞跃。
在研究JK07专利中，还意外发现了泽生科技的一个公开专利，发表日是2021年3月25日，重组人神经调节蛋白衍生物及其用途(WO2021/052277A1)，在它的参考文献中引用了JK07专利。看了一下专利内容，所谓衍生物就是NRG1-Fc融合蛋白，发明人是周明东，做纽卡定做了20年的人，真是让人唏嘘，令人敬佩。与JK07分子相比，NRG1-Fc融合蛋白少了能够特异性结合HER3的Fab片段，用抗体的Fc片段和NRG-1融合，小鼠静脉注射半衰期提高到了8.5小时，小鼠皮下注射半衰期提高到了13.45小时，大大提高了给药的便利性，但是依然没有解决它的致癌/促癌性和胃肠毒性问题。由此可以想到JK07的设计发明，真是沾了美国信立泰生物研究癌症的光，因为NRG-1去和抗体融合，只能是搞癌症研发的人最先能想到的，运气就是这么来的。我们可以看看美国信立泰生物官网的管线图，除了JK07，其他三个药物适应症均是癌症，JK08是双特异性融合蛋白，JK10是双抗，JK06是ADC。
T大 @TOPCP 在周五得到了美国几个入组的哨兵数据非常优秀，令人鼓舞，这是JK07优秀的分子设计和优良的临床前研究结果的自然延续，因为分子设计解决了前期药物存在的主要缺陷，疗效又完全保存了下来，确实是一个大彩蛋，几个月后的一期数据揭盲值得期待。
JK07是站在前人肩膀上研发出来的，能够满足心衰临床未满足的需求，据美国信立泰生物官网介绍，全球有约2300万-6400万心衰病人（射血分数下降和射血分数保留的病人各占一半），美国650万，中国900万-1800万，JK07是款好药，它值得等待。
最后以默沙东的前身之一，默克公司的前CEO——小乔治默克的商业核心信念作为本文的结尾：“药物是为人类而生产的，不是为追求利润而创造的。只要我们坚守这一信念，利润必随之而来。”
PS：投资风险提示：任何创新药研发都有未知风险，须心存敬畏，请谨慎决定自己的押注仓位。